連續剛構橋施工技術探討

黃模鎮

（廣東冠粵路橋有限公司，廣州 511400）

1 連續剛構橋的特點

1）連續剛構橋采用的梁板是連續的，梁板和橋墩之間采用無支座的固結方式。這種結構形式一方面保證了橋面的平順性，另一方面又避免了支座的設置和更換帶來的困難，在很大程度上為施工帶來了便利。連續剛構橋由于其各部分連接方式的特殊性，使得其在某些方向的抗彎及抗扭剛度都相對較大，這為后期橋梁在使用過程中的安全和穩定打下了堅實的基礎。

2）連續剛構橋采用的柔性橋墩可以在很大程度上減少由于預應力混凝土在各種環境作用下所產生的微小位移和變形。連續剛構橋在大跨徑橋梁中應用較廣，選用的橋墩結構形式需要根據現場情況及溫度、濕度等環境中引起的混凝土收縮徐變及縱向位移而定。在經過地形地勢比較復雜，高差比較大的地區，可以采用高墩連續剛構體系，但當地勢相對高差較小，而橋墩高度不夠時，可以采用柔性更好的雙薄壁墩，進而提高結構的承載能力[1]。

3）連續剛構橋的梁板連續性及橋墩的結構形式使得梁板內部結構的受力更加合理化，梁板中間的正彎矩相對較小，兩側的負彎矩也相差不大。另外，連續剛構橋采用墩梁固結的形式，與普通的橋梁相比，不再需要更換支座，可節省此項費用的開支，同時也優化了結構的受力，延長了結構的使用年限。

4）連續剛構橋結構的跨徑相對較大，一般在100～300 m，根據連續剛構橋結構的受力性能分析，在施工過程中通常采用懸臂施工的方式。

2 橋梁懸臂澆筑施工技術

懸臂澆筑是連續剛構橋在施工時經常使用的施工技術。由于橋梁跨徑較大，梁體質量也較大，所以，往往采用從中間向兩側澆筑混凝土的方式，這就是懸臂澆筑。懸臂施工中常用的設備為掛籃，但是掛籃無法澆筑端頭部分混凝土，因此，在澆筑端頭小范圍長度的混凝土時，常采用托架進行澆筑。懸臂施工方法使用的必要條件是墩梁固結，由于懸臂施工的施工技術已經相當成熟，因此，在進行連續剛構橋的施工時經常采用該方式。

2.1 施工托架

在施工時，要根據現場施工的一些條件，依據橋墩結構高度、承臺結構形式、地形地質條件等，分別在各個結構頂面設立支撐托架，托架可以由萬能桿件拼接而成，它設立的長度和高度應根據現場施工的需要和梁體現澆段節段的長度來確定，托架橫橋向的寬度設置通常比箱梁的底寬一些，這樣是為箱梁模板的設置提供空間?，F階段，大跨度連續剛構橋常用的托架分為斜撐式和斜拉式，在托架的使用過程中，由于其對箱梁的沖擊作用，理論上會導致附近的混凝土產生一定的變形，為了消除這種變形的影響，在施工中通常利用各種方式對托架施加預變形[2]。

2.2 施工掛籃

在現澆段的起步長度內采用托架法，當托架上的混凝土澆筑長度達到一定值后，開始采用掛籃施工。掛籃施工是連續剛構橋懸臂澆筑成功的關鍵，掛籃施工是以橋墩為中心點，向兩側對稱澆筑，由于掛籃施工的局限性，澆筑通常分段進行。掛籃的作用相當于普通施工中的腳手架，只不過是在空中施工，橋梁從澆筑到完成的整個施工工序都在掛籃上進行，其中包含了混凝土澆筑的各個方面，例如，安裝模板，綁扎及焊接鋼筋，安裝預應力張拉設備，張拉預應力鋼筋，等等[3]。掛籃在連續剛構橋施工中發揮了很大的作用，它的功能主要包含對于梁體節段各個位置的調整和運送，模板的運送和安裝，各種施工材料的運送，各種機具材料的吊裝，等等。正是由于掛籃的強大施工功能，使得對掛籃質量的要求相當高，不僅需要有足夠的承重能力，還要求其具有足夠的安全性和穩定性，并且要求其移動速度快，靈活性好等。

2.3 施工工藝

懸臂施工是連續剛構橋施工中的重要方式，在懸臂施工的現場澆筑工作中，對于澆筑順序應該嚴格按照相關規定和要求來進行。通常情況下，先澆筑梁板的底板，然后澆筑梁板的腹板和頂板。但如果混凝土體積足夠小時，可以一次性全部將其澆筑完。在進行掛籃懸臂澆筑混凝土施工時，要及時觀測掛籃的承重變形情況，避免新舊混凝土接縫處出現較大的裂縫，進而影響橋梁的整體質量。尤其是在澆筑腹板和頂板時，由于底板已經澆筑完成，相互之間極易出現裂縫，因此，要特別注意其與底板之間的接縫處理。為了減少這種裂縫的產生，可以采用施加預變形的方式，進而減少和消除裂縫的產生。

2.4 施工技術保證措施

連續剛構橋采用的橋墩為柔性橋墩，剛度較小，允許結構產生較大的移位，特別是一些不規則，不對稱的結構，橋墩在不對稱荷載作用下會產生較大的彎矩，進而導致較大變形，其穩定性相對較差。為了改善這種情況，需要采取有效施工措施來保證結構的穩定性[4]。現階段，可以采用的措施有以下幾種：當橋梁結構建筑高度較小且水深較淺時，可以搭設臨時支架來加強橋梁的穩定性；在橋梁建筑高度較高且水較深時，可以采用三腳撐架架設在橋墩上部作為臨時支撐結構，待結構整體施工完成后，再將一系列的輔助工具拆除。

3 橋梁合龍段施工技術

在連續剛構橋的施工工藝中，合龍段的施工工藝是非常復雜的，一旦合龍段的施工出現問題，將會給整個橋梁帶來很大的危害。因此，應嚴格控制合龍段的施工質量。

3.1 勁性鋼骨架的預埋與配重的設置工作

在進行合龍段的施工前，要根據設計的具體要求在合龍節點的兩側懸臂段各預埋勁性骨架。預埋前，要做好懸臂端施工撓度的計算，做好骨架位置的準確核算，避免在合龍時骨架因出現錯位而無法焊接。在進行配重時，一方面要根據設計計算的極限配重，另一方面要根據實際情況對配重質量進行計算和核算，確保其準確性，防止合龍段兩端質量不對稱對梁體產生沖擊作用，避免影響梁體的質量。

3.2 兩懸臂端的頂開及勁性骨架的焊接工作

若橋梁施工時天氣溫度相對較高，對于橋梁合龍段的施工方式和施工工藝有一定的要求，一般采用頂開法的方式來進行。該方式需要嚴格計算頂開距離，根據設計要求和設計計算的頂開距離進行核算，同時，應該考慮溫度、濕度、跨徑、橋墩高度以及地質特點等因素，綜合分析計算各因素的影響，最終確定頂開的距離[5-9]。懸臂端的頂開只需要在中跨合龍段進行，借此來消除高溫對梁板的作用與影響，進而改善整個橋梁結構的受力狀況。懸臂端的頂開需要利用千斤頂進行。確定千斤頂的位置時，要根據結構的受力情況，保證不對梁板產生明顯的影響，避免梁板產生橫橋向的撓度和彎矩。梁板懸臂端的頂開常利用2 個變量來控制：一個是頂開力，另一個是頂開量。如果考慮溫度對合龍的影響，可以采用頂開量控制，其他情況下，一般采用頂開力來進行控制。

懸臂端頂開到位后，需要進行勁性骨架的焊接，焊接對溫度的要求比較高，如果不注意控制溫度，會在一定程度上影響焊接質量。通常進行焊接時，需要控制溫度在一定范圍內，但如果在高溫季節焊接，要采取一定的降溫措施或者選擇溫度較低的時段進行。焊接工作盡量不間斷，保證速度和質量，從而不影響混凝土澆筑的開盤時間。

3.3 預應力筋的張拉與混凝土的澆筑

一般情況下，在連續剛構橋合龍段常常設置1 對臨時的預應力鋼束，以預應力的形式促進和保證合龍段的順利施工。該預應力鋼束要在合龍時及時進行張拉，待結束后要及時拆除。最后一步就是進行合龍段處混凝土的澆筑工作。

4 工程案例

4.1 工程簡介

該項目為某高速公路上一座大跨度橋梁，橋梁中心樁號為DZK20+780。該橋根據跨徑及結構形式分為6 聯，跨徑形式為：2×（2×40 m）+2×（3×40 m）+（65 m+2×120 m+65 m）+（3×40 m）。其中，跨徑較大的第5 聯采用預應力混凝土變截面連續剛構，跨徑組成為65 m+2×120 m+65 m，其余部分采用預應力混凝土連續T 梁。

4.2 連續剛構橋梁邊跨合龍段施工

該橋梁連續剛構部分合龍段采取的施工順序為先邊跨后中跨。邊跨采用吊架合龍（見圖1），為保證箱梁合龍時為剛性連接，箱外頂板預埋2 處勁性骨架，箱內底板預埋2 處勁性骨架，合龍時焊接固定。

圖1 邊跨合龍段立面圖

4.2.1 模板施工

為了確保施工質量，保證梁體結構的美觀性和平整性，也為了在一定程度上促進施工的順利、快速進行，現澆段箱梁外側、底模采用大塊定型鋼模，箱體內采用建筑組合模板。箱梁底模及側模采用1.0 m×1.2 m 鋼模板拼接而成。翼板模板下方設鋼管支架支撐于16 號工字型鋼上；外側模與內側模設對拉桿固定；底模模板與16 號工字型鋼分配梁固定，局部異形模板采用現場加工木模。

4.2.2 鋼筋施工

鋼筋加工工藝相對復雜一些，對于施工人員的要求也比較高。在下料前，要檢查好鋼筋的規格和數量，對于一些需要綁扎或者焊接的鋼筋，可以提前綁扎和焊接好，最后同步進行安裝。在安裝時，要計算好鋼筋的間距和數量，避免后期出現鋼筋剩余和不足的情況。對于鋼筋的施工和安裝，主要有以下幾個注意事項：

1）當鋼筋還未施工，需要在場地內堆放時，要嚴格按照一定的順序進行分類堆放，嚴禁雜亂擺放堆砌。另外，存放鋼筋時，為了避免雨水的沖刷，要用一些防潮物品覆蓋或者搭設臨時存放的場地，進而保證鋼筋的質量，避免因受潮生銹，影響其剛度和強度。

2）在施工時，要采取一定的措施來保證混凝土的保護層厚度，避免后期因保護層厚度不夠，鋼筋出現外露。在預應力鋼筋需要安裝的地方按照設計要求預留孔道及預埋裝置，并且注意其預留位置和孔徑的準確性。

3）鋼筋焊接工藝相對綁扎工藝相對復雜，在進行焊接時，要注意電焊機的各項指標的設定，防止由于電流過大或者過小帶來的誤差以及對鋼筋的損壞。對鋼筋進行焊接施工時，要優先選擇雙面焊接的方式，如果根據實際需要無法進行雙面焊接時，再使用單面焊接的方式。當焊接完成時，要及時清理掉焊接面的焊渣，保證焊接面光滑和美觀。焊接完成后，要及時根據相關指標要求進行質量檢測，合格后，方可進行下一道工序。

4）由于預應力鋼筋的受力性能比普通鋼筋更為重要，預應力鋼筋的位置也經過了反復的計算確定，因此，當預應力鋼筋和普通鋼筋的位置相抵觸時，要以預應力鋼筋為主，調整普通鋼筋的位置，保證結構受力的合理性。待鋼筋加工安裝完成后，首先要進行自檢，根據指標要求進行檢驗，保證預應力鋼筋施工的準確性，進而保證整個梁體的受力性能，避免出現較大的失誤。

4.2.3 合龍段勁性骨架施工

依據施工圖設計，每個合龍段共設4 個勁性骨架，布置于箱梁內底板和頂板位置。合龍段前一個號塊需精確預埋勁性骨架。先提前焊接一端，另一端在澆注混凝土前（中跨合龍段兩邊還需同時頂推1 500 kN 水平力）迅速地將勁性骨架焊接完成，另外，要注意焊接時的天氣溫度，通常在一天中氣溫最低時進行。在進行焊接工作前，要將焊接周圍的梁體結構用水浸濕，并利用防火物品將其覆蓋，避免因電焊而給梁體的外表帶來損壞，造成梁體表面的不平整，影響其美觀和質量，嚴重者甚至會影響到混凝土的保護層，給結構帶來一定的危害。

4.2.4 合龍段配重

按圖紙設計要求進行主橋邊跨合龍時，需在最后一個澆筑的號塊加合龍段質量一半的平衡重，施工時在號塊頂上設置1 個3 m（順橋向）×8 m（橫橋向）×1.2 m（高）的水池；中跨合龍段需在兩邊的最后一個澆筑號塊上加合龍段質量一半的平衡重。施工前將水池中注水至設計質量，待凌晨溫度最低時迅速焊固定勁性骨架后立即進行合龍段澆筑。

4.2.5 混凝土澆筑

本段箱梁一次裝模澆筑完成，澆筑順序為底板和腹板，最后到頂板。澆筑時間安排在天氣穩定且晚上溫度較低時?；炷恋臐仓暌皶r振搗，并分層澆筑，各層澆筑間隔時間不宜過長，避免混凝土出現裂縫和脫節。

4.2.6 合龍段預應力施工

合龍段的預應力施工要求較高，要嚴格根據規范要求進行。首先，要進行混凝土的澆筑工作，待混凝土澆筑完成并且強度達到設計要求后，要及時張拉預應力鋼筋。張拉時，要及時關注周圍混凝土的形態，一旦出現異常情況，要及時停止張拉。張拉前，要檢驗或者復核張拉設備保證張拉的有效性。

在預應力鋼筋張拉過程中，采用拉伸量和油表讀數2 個方式進行控制，當二者測得的結果差距較大或者伸長量與規定量之間的誤差較大時，要及時對儀器進行校核和檢驗，及時查找原因并糾正。預應力鋼束的張拉根據鋼束的長度和位置選擇兩側張拉和單側張拉方式，張拉順序要先上后下，先中間后兩邊，并對稱于構件截面的豎直軸線。

預應力鋼筋要嚴格根據設計和規范要求進行安裝與張拉，禁止對其進行切割和焊接，施工中要保護預應力鋼筋，避免其被銹蝕和彎折。

4.2.7 預應力管道壓漿

預應力道的壓漿工作需要注意以下幾點：

1）壓漿所用的設備和材料都要經過嚴格的檢驗后方可進行壓漿施工。由于壓漿工作的復雜性，要定時對壓漿設備進行清洗維護，避免因施工殘渣的堵塞而影響施工質量。

2）水泥漿壓注要連續不斷地進行，中間不可間斷，直到達到施工質量的要求為止。為了保證讓預應力鋼筋被全部充漿，要封閉所有的出漿口，直到水泥漿凝固以后，才可打開所有的出漿口。

5 結語

連續剛構橋是橋墩和梁板之間采用固結方式的一種預應力混凝土結構，連續剛構橋兼有連續梁的優點，同時采用墩梁固結的方式在一定程度上也優化了橋墩結構的受力情況。為了保證橋梁的安全性和穩定性，在施工過程中一定要控制橋梁的質量，提高施工技術，減少因施工質量問題而導致橋梁破損情況的出現。