現(xiàn)澆連續(xù)剛構(gòu)橋V 腿施工技術(shù)研究

王文WANG Wen；馬武正MA Wu-zheng

（中交二航局成都城市建設(shè)工程有限公司，成都 610000）

1 工程概況

本橋?yàn)槟呈姓缆返目刂菩怨こ蹋髽蚩卓绮贾脼?3m+58m+33m，為現(xiàn)澆V 型連續(xù)剛構(gòu)箱梁橋，主梁采用變高斜腹板預(yù)應(yīng)力變高混凝土箱梁，梁高2.5～4.5m 漸變，變高采用1.5 次拋物線+圓曲線變化形式，橋梁分幅設(shè)置，單幅橋梁總寬14.99m，幅間間隔2cm，橋梁斷面總寬30m。V 型墩結(jié)構(gòu)由墩座和兩個(gè)斜腿與其頂部主梁組成倒三角形結(jié)構(gòu)，采用分離式V型墩（V 肢內(nèi)夾角84°，頂部外緣間距8m），V 型墩兩斜腿為等截面實(shí)體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，下端與承臺墩座剛性連接，從而形成連續(xù)剛構(gòu)（見圖1）。

圖1 V 型墩立面圖

2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

V 型墩及主梁區(qū)域?qū)儆谌S空間結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜，是V 構(gòu)橋梁的受力相對集中位置，V型墩及墩頂梁體支架需要分別進(jìn)行支撐，該部位混凝土澆筑過程中，支架的變形會(huì)影響混凝結(jié)構(gòu)，在V 型斜腿根部極易開裂，因此支架各種結(jié)構(gòu)性能驗(yàn)算必須滿足要求，以確保支架變形不會(huì)對混凝土產(chǎn)生不利影響，盡量避免斜腿產(chǎn)生拉應(yīng)力，從而保證V 型墩結(jié)構(gòu)施工及表觀質(zhì)量。

3 施工技術(shù)重難點(diǎn)

①V 型墩斜腿與墩頂梁體形成穩(wěn)定的體系，其內(nèi)夾角為84°。兩只斜腿在沒有形成穩(wěn)定的體系之前，其結(jié)構(gòu)本身和支架會(huì)承受較大的來自水平方向的力，如何確保支架結(jié)構(gòu)足以克服水平方向的力，從而保證混凝土澆筑過程中斜肢根部內(nèi)側(cè)混凝土不會(huì)產(chǎn)生裂縫。②V 型墩斜腿為等截面實(shí)體截面沒有提前施加預(yù)應(yīng)力，如何保證截面尺寸和鋼筋精確定位。③如何精確、完整地測定V 型墩斜腿施工過程中的變形，以保證主梁線形優(yōu)美。④采用何種混凝土施工支撐方式，以保證安全、高效、方便地施工。

4 施工方法選定

在本橋支撐體系方案比選時(shí)，參考了很多國內(nèi)外相似結(jié)構(gòu)特點(diǎn)橋梁的施工工藝和方法，目前較常用的施工工藝包括兩種：①平衡架內(nèi)外支撐加水平預(yù)應(yīng)力拉桿相結(jié)合方法，即V 型墩施工用支架由內(nèi)側(cè)平衡架和外置式勁性型鋼骨架組成；②萬能桿件平衡架內(nèi)外支撐方案，即主要采用萬能桿件作為內(nèi)外架桁架。通過對比及結(jié)合V 型墩結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工條件等具體情況，由于本橋橋墩墩座及斜腿不高（墩座+斜腿高度8.16m），且V 型墩設(shè)計(jì)未考慮預(yù)應(yīng)力，結(jié)構(gòu)配筋率較高，鋼筋密集，采用預(yù)應(yīng)力索或精軋螺紋鋼拉桿實(shí)施難度較大，因此項(xiàng)目部決定采用盤扣式桿件平衡架內(nèi)外支撐加落地斜撐的支架形式，利用落地斜撐替換常規(guī)平衡支架法中的預(yù)應(yīng)力索或精軋螺紋鋼拉桿，以克服施工過程中的水平力。

圖3 V 構(gòu)底部鋼模板分段示意圖

5 主要的施工工藝

V 構(gòu)連續(xù)梁線形及受力復(fù)雜，綜合考慮各方面因素，V構(gòu)連續(xù)梁采用盤扣式滿堂支架現(xiàn)澆施工，本橋V 型墩與墩頂支架結(jié)合在一起實(shí)施。混凝土分三次澆筑：第一次澆筑墩座；第二次對稱澆筑2 只斜腿及連接段梁體底腹板；第三次澆筑梁體頂板。

5.1 地基與基礎(chǔ)

該橋梁位于農(nóng)田范圍均為旱地，表土多為雜填土，考慮到立桿底部應(yīng)力擴(kuò)散引起的荷載重疊影響，通過計(jì)算立桿基礎(chǔ)地基承載力不小于175.5kN/m2，應(yīng)采取加固處理，使地基承載力滿足V 構(gòu)連續(xù)梁施工荷載的要求。清除素填土后填筑合格土石料分層填筑，在其表面填筑50cm 厚砂礫石作為支架地基加強(qiáng)層，面層澆筑20cm 厚C20 砼基礎(chǔ)。

5.2 承臺、墩座施工

承臺、墩座施工時(shí)，提前預(yù)埋斜腿斜肢鋼筋。混凝土澆筑時(shí)墩座預(yù)留0.2m 作為與V 腿根部連接施工縫。

5.3 支架布置

V 構(gòu)連續(xù)梁現(xiàn)澆支架體系立桿采用48mm×3.2mm B 型承插型盤扣式滿堂鋼管支架作為模板支撐體系。根據(jù)變高連續(xù)剛構(gòu)箱梁的高度變化，單幅箱梁模板滿堂支架系統(tǒng)支撐形式分為3 個(gè)區(qū)，即一般支架區(qū)、加密支架1 區(qū)、加密支架2 區(qū)，支架分區(qū)詳見圖2。V 腿區(qū)屬加密支架2 區(qū)，立桿間距為 0.6m×0.3m，步距為1.2m。

圖2 V 構(gòu)連續(xù)梁支架搭設(shè)立面圖

5.4 模板選型

V 型墩底模及端模采用鋼模，單側(cè)V 腿模板共分為A1 至A5 共5 節(jié)，每節(jié)分為左、右幅兩塊，板面為δ=6mm鋼板，橫肋（加勁板）采用6mm 厚、100mm 高的鋼板，間距0.5m 布置，豎肋采用10mm 厚、100mm 高的鋼板，間距0.25m 布置。V 形墩內(nèi)模采用12mm 竹膠板進(jìn)行拼裝，現(xiàn)場人工逐段拼裝連接；相鄰兩段連接部位用膠帶密封，防止漏漿。

5.5 V 形墩平衡架內(nèi)外支撐加斜撐方法

本橋橋墩墩座及斜腿離地最大高度僅7m 左右，且地基承載力可靠，因此V 形墩外支撐采用盤扣式支架+落地斜撐鋼管（沿底模縱橫向布置）形式，使外側(cè)模及支架平面形成剛性水平連接，并承受混凝土澆筑過程中的堅(jiān)向荷載。由于斜腿內(nèi)側(cè)高度僅3.5m、斜腿上部梁體自重荷載不大，V 型墩內(nèi)側(cè)支架采用鋼管平衡支架+斜撐的形式。V 型墩內(nèi)側(cè)支架立桿采用Φ48mm*3.2mm 扣件式鋼管支架，橫向間距60cm，縱向間距60cm，步距100cm（見圖4）。由于V 腿頂面為斜面，因此支架底部通過與預(yù)埋?28mm 鋼筋連接固定后，再進(jìn)行上部模板支架搭設(shè)。?28mm 鋼筋頂端打孔焊100*100*10mm 鋼墊板，100*100*10mm 鋼墊板作為模板支架立桿的底拖座，?28mm 固定鋼筋立在V 型墩斜腿底層鋼筋網(wǎng)上，每組?28mm 固定鋼筋與V 型墩上、下層主筋焊接固定，V 型墩上、下層主筋縱橫向相鄰三根焊接。考慮V 型墩頂部（內(nèi)側(cè)）斜坡坡度角度達(dá)43°，故設(shè)置壓模，模板采用12mm 竹膠板，次龍骨采用48*3.2mm 鋼管，間距0.15m，主龍骨采用水平方向雙拼48*3.2mm 鋼管，鋼管間距0.6m。

圖4 V 形墩平衡內(nèi)外支撐架立面圖

V 型墩體及上部梁體澆筑時(shí)其施工荷載會(huì)從內(nèi)側(cè)支架傳到斜腿上，會(huì)發(fā)生較大的水平應(yīng)力及斜腿根部負(fù)彎矩，由于V 型斜腿未設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力，鋼筋過密導(dǎo)致無法通過設(shè)置水平方向精軋螺紋鋼拉桿承受水平力，而僅靠在支架上連接的水平桿、斜桿并不能完全保證斜腿的變形和位移。通過在V 形墩兩端模開孔按間距30cm 設(shè)置Q235?20對拉桿，使其與滿堂支架固結(jié)的水平撐桿、斜桿撐共同承受施工荷載所產(chǎn)生的水平力，增加斜腿承受水平力的能力，以防止斜腿變形開裂，同時(shí)砼澆筑過程中要控制好澆筑速度，避免澆筑過快導(dǎo)致壓模上浮斜腿變形。

5.6 混凝土施工

V 型墩2 只斜腿混凝土采取對稱分層澆筑工藝，以確保支撐架的穩(wěn)固，分層澆筑高度不大于50cm，且高差需控制在0.2m 以內(nèi)，待下層砼達(dá)到一定強(qiáng)度后，再澆注上層砼，利用V 型斜腿本身結(jié)構(gòu)支撐部分施工荷載，以確保架體的穩(wěn)定。

通過現(xiàn)場管控，本橋梁V 構(gòu)連續(xù)梁高強(qiáng)度混凝土澆筑過程中，未發(fā)生支架變形及模板上浮現(xiàn)象，澆筑后V 型斜腿根部未產(chǎn)生裂縫，混凝土表面未出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象。

5.7 施工監(jiān)測

在施工過程中，為避免斜腿根部內(nèi)側(cè)混凝土出現(xiàn)裂縫，斜腿根部與墩座結(jié)合部是受力關(guān)鍵截面，應(yīng)設(shè)置應(yīng)力監(jiān)測點(diǎn)。施工過程中，觀測支架縱、橫向穩(wěn)定和變位，斜腿線形變化隨時(shí)觀測并記錄。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，立即停止施工，查明原因并及時(shí)制定針對性措施后再繼續(xù)施工。

大橋施工過程中，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示斜腿根部及頂端最大向外位移僅1-2mm，說明采用平衡架內(nèi)外支架+落地斜撐的支架形式的整體剛度可以滿足施工要求。

6 V 形墩平衡架內(nèi)外支撐加斜撐方法的優(yōu)缺點(diǎn)

①V 形墩平衡架外支撐架與梁體支架同步實(shí)施形成整體，無需使用其它構(gòu)件材料單獨(dú)安拆，顯著提高工效并降低了施工成本；

②V 型墩平衡架內(nèi)支撐架未使用預(yù)應(yīng)力拉桿（由落地斜撐承受水平力），不存在工序的轉(zhuǎn)換問題，方便施工；

③該方法具有節(jié)約材料、縮短工期、便于操作、安全高效等特點(diǎn)，提供了一種簡便而有效的施工方法；

④該方法適用于V 形墩斜腿離地高度不高（≤8m）、且斜腿底部具備旱地作業(yè)條件的情況，如高度較高，則必須使用水平預(yù)應(yīng)力索或精軋螺紋鋼克服水平力，因此具有一定的局限性。

7 結(jié)語

隨著市政工程建設(shè)的高速發(fā)展，市政橋梁線性趨于美觀化，結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜化，V 型連續(xù)剛構(gòu)作為一種結(jié)構(gòu)受力和線形完美結(jié)合的橋梁結(jié)構(gòu)，越來越多的在實(shí)際工程中應(yīng)用。本文所提的大橋已施工完成，所使用的盤扣式桿件平衡架內(nèi)外支撐加落地斜撐的支撐方法作為V 型墩施工支撐系統(tǒng)安全、高效、受力合理、節(jié)約工程成本，有利于加快施工進(jìn)度，實(shí)踐證明此方法是可行的，可為后續(xù)同類型V型連續(xù)剛構(gòu)橋的施工提供參考借鑒。

圖5 大橋完工航拍圖