山区连续刚构桥高墩边跨不对称施工技术研究探讨

段海雄，杨立军

(1.贵州路桥集团有限公司;2.中铁十四局集团第五工程有限公司)

山区连续刚构桥高墩边跨不对称施工技术研究探讨

段海雄1，杨立军2

(1.贵州路桥集团有限公司;2.中铁十四局集团第五工程有限公司)

山区连续刚构桥高墩边跨不对称施工技术研究。

连续刚构桥;高墩;边跨;施工技术

1 研究背景

大跨度连续刚构桥梁以其较好的经济性及跨越能力的优势，在我国发展较快。在西南山区由于地势起伏、崎岖、峡谷众多，交通运输不便，路基面较高，对此区域桥梁提出了高墩、大跨度、主梁平面位置及方便运输的要求。高墩大跨度预应力混凝土曲线连续刚构桥梁以其墩高适应性强、跨越能力好、平面位置灵活及现场浇注便捷的优势得到了很大发展。但由于地形条件受限造成桥墩位置较高、墩身高大、边跨现浇段长度大、结构受力复杂、施工风险高、难度大。

通过水盘高速公路第三合同段河头1#特大桥的高墩边跨现浇段施工的研究，提出了改变合拢顺序、缩短边跨现浇段长度、在边跨设置不平衡段、三角托架施工边跨现浇段等方法，达到降低施工风险、缩短工期、改善结构受力、减少施工成本的效果，解决了地势复杂环境边跨墩身高大的现浇段等施工难题，为山区刚构桥高大边跨的设计施工提出有益的探索。

2 边跨现浇段施工方案比选及经济技术分析

受冲沟处地形限制，本桥边中跨比值较大，在主墩施工至最大悬臂状态时，边跨将剩余较长梁段。30#墩边跨与路基相连接，边跨直线段距离地面高度较小，采用支架施工或其它施工方式均较易实施;但29#墩边跨的过渡墩(28#墩)高达56 m，合理确定高墩长边跨现浇段施工方案是本工程的关键环节。边跨现浇段施工主要有吊架、落地支架和墩身预埋托架施工。有边跨现浇段长度较长，重量大，托架不能满足受力要求，经计算分析可采用先合拢中跨、在边跨现浇段增加一个不平衡段，减少边跨现浇段的长度的方法进行施工。现根据现场施工条件，对这三种方案进行经济技术分析。

2.1 经济分析

(1)吊架施工

由于河头1号特大桥刚构部分的边跨现浇段长度为8.84 m，混凝土71.2 m3，质量约185 t。为满足受力要求，吊架需采用焊接桁架或贝雷架，左右幅现浇段托架需钢材约40 t，每吨材料费及加工费用按5 500元/t计，吊架施工费用为22万元。

(2)落地支架施工

由于过渡墩高56 m，边跨现浇段重185 t，经计算立杆采用大直径钢管进行焊接组装比较经济。每个边跨现浇段支架需Φ1 000 mm、厚10 mm的钢管360 m，纵横向采用型钢连接，需钢材约120 t，材料费及加工费用为66万元;且焊接数量大，安装工费高，高空作业时间长，安全风险高。

(3)墩身预埋托架施工

经计算边跨现浇段托架需型钢约8吨，材料费及加工费用为4.4万元。

2.2 工期分析

(1)落地支架施工

落地支架搭设焊接时间约25 d，边跨现浇段钢筋混凝土施工需10 d，边跨现浇段可与主墩悬浇段同步施工。施工计划安排时，考虑混凝土的龄期，可在悬浇段完成前1个半月开始进行支架的安装，对整个刚构桥的总工期没有影响。

(2)吊架施工

吊架安装时间约15 d，但吊架的安装需在主跨合拢后方可进行，考虑边跨现浇段钢筋混凝土施工及混凝土龄期的影响，吊架施工将延长整个桥的工期约40 d。

(3)托架施工

托架搭设焊接时间约10 d，边跨现浇段钢筋混凝土施工需10 d，边跨现浇段可与主墩悬浇段同步施工。施工计划安排时，考虑混凝土的龄期，可在悬浇段完成前1个月开始进行支架的安装，对整个刚构桥的总工期没有影响。

2.3 结论

综上所述，采用改变合拢顺序、缩短边跨现浇段长度、在边跨设置不平衡段、三角托架施工边跨现浇段的方法，与落地支架方案比，相同工期的条件下，降低施工风险，减少施工费用62.4万元;与吊架方案比，既缩短工期40天，又减少施工费用17.5万元。

可在不影响工期的情况下大大的减少施工成本，降低施工风险，确保工程的质量安全。

3 边跨现浇段托架设计方案

在28#墩顶预埋牛腿支架(简称主托架)进行混凝土施工，外侧模直接采用钢管脚手架借助分配梁搭支架进行施工，内箱顶板采用钢管脚手架满堂支架浇筑。

主纵梁悬臂3.4 m，上下预埋件高差按3.48 m设置，斜杆长度为4.603 7 m。主纵梁采用2根I40b，斜腿采用2根［20a。

经计算悬臂端主托架所受的荷载合计为1 554.3 kN。施工时，底模下顺桥向按10 cm净距间距(腹板下面满铺)布置方木40根作为次分配梁，方木下横桥向按60 cm间距，布置6根I40b工字钢做分配梁，置于托架上。为加强托架的稳定性，采用［14b槽钢进行横向连接。

4 对社会经济发展和科技进步的意义

(1)受山区峡谷地形限制，山区连续刚构桥梁常具有高边墩的特点。因此设计工程师在拟定桥跨布置时，应将桥梁的结构受力及施工的方案一并考虑。特别是在边跨桥墩为高墩时，在地形地质条件容许的条件下，尽量将边跨现浇段减短，以减少施工风险及费用。当受地形地质条件限制，不得不采用大边跨且边跨桥墩为高墩时，设计可选择采用不平衡施工的方案，利用挂篮多浇一个梁段，使边跨现浇段缩短，以减小施工难度及费用。

(2)当主、引桥过渡墩为高墩时，考虑到边跨现浇段施工可能采用墩旁托架，桥墩在施工中会承受较大弯矩，因此过渡墩的结构设计应留有一定的富余，以满足施工中的受力需求。

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2012-06-12