曲线段大跨径连续刚构桥梁工程施工技术分析

曲线段大跨径连续刚构桥梁工程施工技术分析

作者：赵幸福

来源：《城市建设理论研究》2013年第14期

摘要：本文对云南大丽高速公路曲线段高墩大跨径预应力连续刚构桥的施工方法进行总结、完善，为曲线段高墩大跨径预应力连续刚构桥的施工提供理论依据和施工经验。 关键字：分析控制要求

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

随着经济的快速发展，以及国家加大对西部高等级公路建设的投入，为满足交通通行的方便，越来越多的刚构大桥采用了高墩、大跨、曲线的结构形式，此类结构形式对施工控制要求更高，特别是对梁体的线性控制，另外大跨梁体不平衡偏重对高墩身结构受力影响较大，所以在施工过程中要严密监控墩身的应力监控，施工前做好方案，施工中按照既定施工流程施工，严把质量关。

一、云南大丽高速公路白玉村特大桥刚构部分基本情况

云南大丽高速公路白玉村特大桥主桥采用65＋120＋65m变高度预应力混凝土连续刚构，单箱单室直腹板横断面，主墩高71.95m，边墩高度为49m～60m，位于半径R=970m的平曲线上。单幅桥箱梁顶板宽12m，两侧翼缘板悬臂长3m，悬臂板端部厚18cm，根部厚65cm；顶板厚0.3m，底板厚度由箱梁根部的0.8m变化至跨中0.25m。顺桥向梁高采用抛物线变化，根部梁高7.0m，跨中及边跨直线段梁高均为3.0m，变截面段梁底曲线为1.6次抛物线，合拢段及边跨施工段均为直线段。箱梁采用直腹板，腹板宽0.5～0.8m，箱梁底宽6.0m。主桥节段施工共分为0～15号节段、边跨托架现浇段及合龙段。0号节段长度为12m，1～5号节段长度为3.0m，6～9号节段长度为3.5m，10～15号节段长度为4.0m，合龙段长度2.0m，边跨支架现浇段长度3.84m。主梁采用三向预应力体系，纵向预应力钢束设置了腹板束、顶板束和底板束，采用15Φs15.2、19Φs15.2和21Φs15.2钢绞线，标准强度Rby =1860Mpa，Ep=1.95×105MPa，锚下控制应力为1395 Mpa。

本曲线段高墩大跨连续刚构大桥执行现行的《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）、《公路工程质量检验评定标准》（JTJ F80/1－2004）及其他有关规定。 图1.1 桥梁立面及平面图

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二、施工方法综述

对于超过40m的墩柱采用CB-240爬升模板施工。对于平曲线上连续刚构，采用理论分析、观测数据分析和试验相结合的方式，优化挂篮走形设计，对曲线悬臂施工中挂蓝走形进行有效控制，保证薄壁高墩的稳定性以及连续刚构线形控制。0#段和边跨现浇段在墩顶高空托架上现浇，在0#段上拼装挂篮，其他节段采用分块对称浇筑，最后先边跨后中跨合拢全桥。通过对0#段托架及挂蓝优化设计以及对中跨合拢段、无落地支架下边跨现浇段施工技术、导梁合拢边跨施工技术的研究和分析，解决了高墩大跨连续刚构施工的一系列难题，保证了施工安全，加快了施工进度，节约了施工成本。 三、施工工艺以及操作要点分析

1、为了更好指导现场施工，让现场管理人员明白施工流程，特绘制如下流程图。 图3.1高墩大跨悬臂施工工艺流程图 2、本大跨径连续刚构桥梁工程操作要点

本工程高墩混凝土浇筑采用北京卓良模板厂设计的CB-240爬升模板，此模板由主背楞、模板、后移装置、斜撑承重三角架、埋件系统、吊平台六个系统组成，悬臂爬模系统根据墩身形状设计成若干单元，每个单元模板与桁架支撑爬架形成一体，通过墩身混凝土内埋设的爬锥固定，利用塔吊逐单元提升、组装成型。 （1）、墩身底节施工

现场工程操作人员根据北京卓良模板厂提供组装图纸进行模板拼装，模板首次使用不需要斜撑承重三角架、后移装置和吊平台等，将横向背楞、木工字梁和面板按照设计尺寸进行组装即可投入使用，模板需要塔吊吊装就位，然后通过承台上预埋件进行支撑固定。 (2)、爬模施工

第一次混凝土浇筑完毕后，拆除模板及支架，清理模板表面杂物，安装承重三角架、后移装置和桁架背楞，吊装爬架，按设计图纸将爬架挂在相应的埋件点上，通过可调斜撑调整模板的垂直度，通过后移拉杆装置将模板下沿与上次浇筑完的混凝土结构表面顶紧，确保混凝土浇筑过程不漏浆，不错台。等完成第二次混凝土浇筑后，工程技术人员需要按照设计图纸把爬架吊装就位，在第二次爬升的爬架下安装吊平台以便拆除可周转的埋件，同时清除模板表面杂物，保持外观整洁。 3、0#段托架安装

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由于受主墩墩身高度的，0#段托架采用大梁穿过墩身预埋孔，在主墩每侧预埋型钢作托梁，两端焊接牛腿结构，牛腿通过焊接与墩身预埋件连接，形成刚度较强的托架结构，在牛腿上安装分配梁，分配梁采用钢支墩调整分配梁高度，在分配梁铺设纵横梁。

0#段托架待安装完成后铺设底模，按照0#段钢筋混凝土重量的120%进行预压，预压采用沙袋进行，根据观测数据得出弹性变形和非弹性变形数值，调整底模标高，然后进行后续施工。

4、曲线段悬臂施工 (1)、挂篮安装

挂篮由主桁梁、底篮、悬吊系统、后锚、行走系统及模板等系统组成，行走系统由滑移支座、轨道、钢枕、反扣轮及拖移收紧设备组成，左右两侧主桁梁通过前后上横梁及平联结构固定，增加挂篮稳定性，在轨道上部粘贴不锈钢板，方便滑移支座纵横向移动，始终保持挂篮与轨道相对位置一致。曲线段连续刚构施工在挂篮行走等方面有特殊要求，按照平曲线半径和最长悬臂段长度，计算得出每阶段的转角和偏距，在挂篮前移之前精确放出梁体的边线和中线，挂篮根据放样点进行前移和横向移动。在混凝土浇筑过程，遵循对称浇筑施工的原则，两侧梁体块段混凝土浇注不同步的混凝土最大方数控制在设计要求范围内。 (2）、曲线段预应力张拉

根据不同预应力位置，计算出各束钢绞线下料长度，尤其是纵向和竖向预应力筋，下料完成后及时进行编号，纵向预应力筋采用卷扬机将钢绞线整束穿入管道。其次，由于曲线段连续刚构受梁体、挂篮等荷载因素影响产生扭转变形，较直线段更易造成悬臂段下扰值过大和腹板开裂，因此，在预应力筋张拉顺序上需要做相应调整，张拉顺序除了遵循左右、上下对称和先顶板束、后底板束的原则以外，还要遵循先内侧后外侧和先长束后短束的原则。另外，对竖向预应力筋张拉次序进行调整，在挂篮滑移前对前一段部分竖向预应力张拉50%，挂篮滑移后将所有竖向预应力张拉至100%，待全桥合拢后再补张拉一次。 （3）、线形控制

由于曲线段预应力连续刚构桥上部结构各梁段重心不在一条直线上，使桥墩承受偏心受压，各梁段自重产生偏向于曲线内侧扭转的扭矩，曲线桥的转角较大地增加了墩柱和各梁段的线形控制难度。为了保证桥的稳定性，除了对竖向变形监控外，还需要进行侧向线形监控。 高墩曲线连续刚构桥的桥墩变形是影响侧向位移的主要因素，因此要控制梁体的空间位置，就应该从桥墩施工过程中开始进行控制。在悬臂段施工过程中,要根据各种参数的实测数据对下一段的预偏值予以反复修正，这样最大限度地保证梁体线形满足要求。 5、边跨现浇段及合拢段施工

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边跨现浇段受墩身高度的，可以采用在墩身混凝土里预埋型钢，现场安装牛腿，采用刚度较大的型钢作为牛腿受力分配梁和托架承重梁，形成高空托架。边跨现浇段除了同0#段托架一样进行荷载预压以外，为了保证边墩偏载在允许范围内，在进行边跨现浇段混凝土浇筑过程中，要对边跨配重端分级配重，两端的最大不平衡重量控制在设计要求范围内，直至混凝土浇筑完成。