铁路大跨连续刚构桥高墩施工技术

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(中铁十二局集团 第一工程有限公司，山西 临汾 037000)

引言

某铁路特大桥墩高40m，其上为混凝土连续刚构梁。梁体为单箱单室、变高度、变截面箱梁，梁体全长257.6m，其中0号段长度13m，中跨中部10m梁段和边跨端部13.8m梁段为等高梁段，梁高5.2m；箱梁顶板宽13m，箱底宽7m。梁体在支座处设横隔板，全联共设4道横隔板，横隔板处的钢筋较为密集，最小下料空间仅为10cm×10cm。为保证0号段梁体施工，项目课题小组综合考虑施工难度、施工过程控制和安全、经济等方面因素，经过反复验算和方案比选，最终确定采取支架加联体挂篮的方法进行施工。

1 施工方案选择

(1)方案1：采用支架法施工梁段混凝土。由于墩顶宽度8m，可将桥墩两侧场地地基处理后各硬化4m，然后在其上搭设脚手架施工梁段混凝土。这种方法为常规施工方法，但是由于墩身在40m以上，搭设脚手架费用较高，且稳定性较差。

(2)方案2：采用托架法施工梁段混凝土。在墩身施工时预埋钢板，待施工梁段时将支架满焊在预埋钢板上作为支撑。由于托盘为圆锥形托盘，预埋托架钢板相当困难，施工难度较大。

(3)方案3：采用支架加联体挂篮法施工梁段混凝土。在墩顶处安设支架，先浇筑墩顶处梁段，待混凝土强度满足要求后，在已浇筑完成的梁段上拼装联体挂篮，施工剩余部分梁段混凝土。这种方法完全解决了施工安全的问题，由于联体挂篮采用的是节段施工，挂篮只增加了少量附件，较为经济。

综合考虑0号段的施工难度、施工过程控制和安全、经济等方面因素，项目课题小组经过反复验算和方案比选，同时参考同类型桥梁的施工经验，最终确定采取支架加联体挂篮法进行施工。0号段分两次浇筑，第一次浇筑长度为6.0m，混凝土方量约270m3，重约662t；第二次浇筑长度为2×3.5m，混凝土方量约186m3，重约456t。

2 第一次混凝土施工工艺

2.1 整体工艺

墩顶采用钢管加顶托作为支撑，上铺I28b工字钢，铺设钢模板作为底模，采用定制的钢模板作为侧模，绑扎钢筋、定位波纹管后，浇筑第一次混凝土。

2.2 混凝土布料入模

0号段的普通钢筋及预应力管道密集，这给混凝土入模造成了较大的困难，可通过在顶板预留孔安设串筒(共设4个)以及从梁端安设串筒(或溜槽)，浇筑底板混凝土；对于腹板混凝土的浇筑，除利用顶板串筒向腹板浇筑(腹板内模开有天窗)外，还可利用腹板顶部安设的导管，从顶板上浇筑。

对于大断面箱梁来讲，混凝土入模是比较关键的一道工序，应采取多点进行浇筑，否则不仅影响浇筑速度，而且影响混凝土的质量。

2.3 混凝土振捣

0号段腹板较厚，在浇筑腹板时施工人员进入腹板内使用插入式振捣器振捣，最后用平板振捣器在整个箱梁顶板上捣平，停留1～3h后收水，再予以抹平。振捣施工人员要划分范围，分工负责，掌握振捣要领，堵绝漏振及过振等现象，对波纹管的位置要熟悉，振捣时一定不能将振捣器碰触到波纹管。为防止管道内进浆堵塞预应力管道，在浇筑混凝土时及时用通孔器清理，以免给穿束造成太大的困难。特别是对0号段，要保证每个管道都畅通，不留后患。

2.4 注意事项

(1)浇筑腹板时，从顶部下料时将进料口两边用卸料钢板盖住，以防止残留在顶板的混凝土初凝后影响梁体质量。

(2)振捣使用插入式振捣器，在腹板与底板倒角的地方，要注意振捣密实，防止出现空洞。

(3)在炎热气温条件下，混凝土温度高，水化作用快，导致混凝土坍落度损失大，易出现早凝，必要时应采取水冲砂石等降温措施。

3 第二次混凝土施工工艺

3.1 联体挂篮施工工艺流程

联体挂篮施工工艺流程为：0号段第一次混凝土浇筑完成，混凝土强度满足要求→安装挂篮轨道→在桥下组拼联体挂篮主构架→吊装就位锚固于轨道上→安设前上横梁→布设底模架及模板安装→0号段第二次混凝土施工→拆除一侧三角主构架，拼装另一侧主构架，形成完整三角形挂篮主构架→将完整的三角形挂篮前移就位→组拼另一侧的三角形挂篮，吊装就位→三角形挂篮正常使用。

3.2 联体挂篮组拼

3.2.1 准备工作

为保证挂篮联体安装能够正常实施，在0号段第一次混凝土施工的同时，应做相应的辅助准备工作。

(1)材料准备：三角形挂篮(包括挂篮附件)4套；长度4 140mm的L120mm×120mm×10mm角钢16根。

(2)人员配备：技术人员至少2名(1名指导挂篮安装，另1名指导选配挂篮部件)，安全调度1名，具有吊装经验的工人4名，组拼挂篮工人4名。

(3)设备机具：25t以上的吊车1台，空压机1台，手动风炮1台，各种螺丝配套扳手、扭力扳手、撬棍等。

3.2.2 联体挂篮拼装

(1)首先按照设计图纸组拼一个三角形挂篮，将后支点处的加劲隔板换装成另外一个挂篮的中立柱。

(2)组拼另一侧半个三角形挂篮，在两个挂篮中立柱顶部利用原节点板螺栓孔，外侧用两根已背焊连接L120mm×120mm×10mm的角钢进行连接(每隔50cm中间加焊120mm×100mm×10mm的钢板劲肋，两侧满焊)，对联体挂篮进行加强，使之成为牢固的整体(如图1所示)。

3.3 轨道铺设及前后支座安装

3.3.1 找平铺枕

待0号梁段第一次浇筑的混凝土强度满足要求后，用1∶2的水泥砂浆找平铺枕部位。

3.3.2 安装轨道

轨道与预埋的Φ32mm精轧螺纹钢筋连接杆抄平轨道顶面，量测轨道中心距无误后锁定。

图1 联体挂篮布置图

3.3.3 安装前后支座

前支座安放前，在轨道顶面铺δ=1mm不锈钢板，不锈钢上面的前支座位置放1块四氟乙烯滑板(300mm×500mm)，然后安放前支座。

3.4 吊装挂篮

使用大型吊装设备将已组装好的1片联体挂篮主构架吊装至轨道就位紧固，并用倒链两边对拉防止倾倒。按上述方法再吊装另一片主构架后，立即安装主构架之间的连接系。为增加安全系数，可在增加连接角钢的位置再增设2根精轧螺纹钢。

3.5 底模架设计及施工

3.5.1 底模架设计

第一次混凝土浇筑完成后，梁底至托盘顶高85cm，挂篮上的底模纵梁由于过高无法放入，故底模架前横梁采用挂篮底前横梁，纵梁采用I28b工字钢。具体布置如图2所示。

图2 底模架布置图

3.5.2 托架安装

第一次混凝土浇筑完成后，在梁顶面拼装联体挂篮，拼装成型后，将I28b工字钢逐根吊装就位，在工字钢后端用[10槽钢将各工字钢串联起来，防止横向移位。工字钢前端用底前横梁调整标高；工字钢后端用32t千斤顶调整标高到位后，每根工字钢用[10槽钢加竖撑。

3.6 第二次混凝土施工

连续梁0号段施工，按照正常连续梁节段悬臂浇筑施工程序进行。基本施工工艺流程为：根据放样对挂篮模板位置进行调整，并完成模板的打磨清洁→绑扎底板、腹板钢筋→安装纵向预应力波纹管、竖向预应力钢筋→安装内模，并进行加固→绑扎顶板钢筋，安装横向预应力束→安装并加固端模→浇筑混凝土。

4 联体挂篮解体

待0号段混凝土强度满足要求后，进行张拉及压浆作业。首先，将两端的底模及底模托架拆除，同时将靠近后支座处的侧模及内膜系统采用精轧螺纹钢、倒链和钢丝绳锚固在已浇筑完成的混凝土上；其次，将联体挂篮主构架、靠近前支座的侧模及内膜系统前移至有前支座一端的0号段端部，对挂篮进行锚固；再次，在梁体上将后加上的中立柱AB杆、AD杆、BD杆以及增加的角钢、精轧螺纹钢拆除；最后，组拼无挂篮端的三角形挂篮，就可正常浇筑1号段混凝土。

5 结语

本文论述了在高墩连续刚构桥0号段施工时采用联体挂篮的施工工艺。在高墩及水上悬灌连续梁施工中，如果工期要求不高时，采用支架加联体挂篮的方法可以节约施工成本，具有较好的经济效益。本文所述的施工方法可供今后同类工程施工参考。

参考文献：

[1] 张继尧，王昌将.悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥(梁桥类)[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2] 胡志忠.汉寿沅水大桥悬浇箱梁施工工艺的改进[J].湖南交通科技，2008(11)：51.

[3] 王慧东.挂篮施工技术综述[J].铁道标准设计，2001(15)：32.