黄冈长江大桥双层公铁两用混凝土连续梁逆向施工技术

马建东

摘 要：黄冈长江大桥引桥跨大堤连续梁为预应力混凝土连续箱梁。上层公路为双幅单箱单室等高直腹板预应力混凝土连续箱梁，桥面宽25.5m，下层铁路为单幅变高度斜腹板预应力混凝土连续箱梁，桥面宽12.2m，桥型呈上宽下窄的倒梯形结构。通过先施工上层公路梁、后施工下层铁路梁的逆向施工技术，打破了双层现浇梁以往从下至上的传统施工方法，解决了传统施工方法中上层公路梁施工时受下层铁路梁影响造成的支架钢管桩刚度匹配问题及地基沉降难题，实现了双层现浇梁的快速化施工，同时节约了大量辅助设施。

关键词：双层连续梁；逆向；施工技术

1.工程概况

黄冈公铁两用长江大桥是新建武汉至黄冈城际铁路及黄冈至鄂州高速公路的关键性控制工程，上层桥面设计为时速100km/h的四车道高速公路，下层桥面设计为时速200km/h双线高速铁路。在黄冈岸大堤处综合考虑大堤堤宽及沿江公路地理位置条件，上层公路及下层铁路均设计采用40+56+40m预应力钢筋混凝土连续箱梁。上层公路为双幅三跨单箱单室等高度直腹板预应力混凝土连续箱梁，其中梁高为3.4m，顶板宽度为12.74m（单幅），混凝土方量合计为1465.4m3（单幅）。下层铁路为单幅三跨变高度、斜腹板预应力混凝土连续箱梁，其中梁高为2.8m～4.4m，顶板宽度为12.2m，混凝土方量合计为1732.2m3[1]。

2 双层现浇梁施工方案

上层公路及下层铁路连续箱梁设计均按照距N1#墩和N2#墩中心10m处弯矩较小的原则，将三跨连续梁划分为三个施工节段，采用钢管桩贝雷梁支架法分节段逐孔支架现浇施工[2]，由于上层公路桥面左右两幅箱梁桥面宽25.5m，下层铁路桥面单幅箱梁宽12.2m，且其公路桥面和铁路桥面的桥轴线重合，导致上层公路箱梁腹板均在下层铁路箱梁腹板外侧。根据跨大堤连续箱梁的结构特点、桥址处地形及地质条件，双层公铁两用混凝土连续梁采用钢管落地支架法现浇施工[4]，主要有2种施工方案：方案①，即传统的先施工下层铁路箱梁，然后在铁路梁上采用钢管桩支架施工上层公路箱梁；方案②，先施工上层公路箱梁，通过下放装置整体下放公路梁贝雷梁底模，利用公路梁钢管桩支架及底模系统施工下层铁路箱梁。对该2种方案分析可知：若采用方案①，由于上次公路梁与下层铁路梁中心线重合且上、下层不等宽，呈倒梯形结构，导致上层公路箱梁腹板均在下层铁路箱梁腹板外侧，上层公路箱梁施工时落地支架将受到已施工的铁路箱梁影响，需要部分支撑在铁路箱梁上，造成支撑于地面的钢管桩长度与其支撑于铁路箱梁上钢管桩长度相差7倍，导致钢管桩刚度匹配问题及地基沉降问题难以解决[5]；方案②通过先施工上层公路梁、后施工下层铁路梁的逆向施工技术，解决了传统施工方法中上层公路梁施工时受下层铁路梁影响造成的支架钢管桩刚度匹配问题及地基沉降难题，实现了双层现浇梁的快速化施工，同时节约了大量辅助设施。

3 双层现浇梁支架设计

双层现浇箱梁施工支架设计时，根据公路和铁路连续梁荷载，合理的选择支架的材料，将公路梁和铁路梁支架对应分组。采用钢管桩与贝雷梁组成连续梁施工支架，支架由下部结构和上部结构组成，主要由临时墩钻孔桩、立柱连接系、砂筒和垫块、柱顶分配梁、单层加强型贝雷片纵梁、底模系统组成。上层公路连续梁施工支架的布置型式如图1，下层铁路连续梁施工支架的布置型式如图2。

下部结构由钢管柱组成支撑立柱，跨边钢管桩立于承台上，跨中钢管桩立于Φ1.2m临时墩桩基上。钢管柱支架设计时充分考虑上层公路梁施工支架高程及下层铁路梁施工支架高程，在铁路梁贝雷梁安装高程处设置钢管柱连接法兰盘，以便上层公路梁施工完成后拆除公路、铁路梁之间钢管柱后，铁路梁下部钢管柱可直接用于铁路梁施工。

上部结构由分配梁和贝雷梁组成，双层现浇梁施工支架设计时合理的布置支架钢管柱纵向间距，支架横桥向单片连接系采用整片制作，纵桥向连接系采用2片450cm组贝雷梁，以便于施工支架的整体吊装与下放。同时根据受力分析，合理设计砂筒，并在使用前进行预压。

4 双层现浇梁施工技术

4.1 钢管桩施工

为了钢管柱支架拼装、拆除及运输方便及钢管柱的循环利用， 双层现浇梁支架钢管柱采用在工厂分节段加工制作的8米标准节段、1米桩帽节段、非标准节段（用来初步控制支架立柱顶的标高）、底节段等不同高度节段钢管柱，节段钢管柱之间通过法兰连接。跨中支架底节段钢管柱与临时钻孔桩钢筋笼采用焊接连接并将连接部位浇筑混凝土固结。钢管柱支架横向连接系均为Z字型结构，现场采用单片整体制作，吊装时为防止连接系发生变形，将连接系上下层横杆两端用钢筋进行临时连接。因钢管柱支架立柱安装过程中存在一些偏差，横向单片连接系整体制作时，连接系一端连接耳板在车间内与连接系进行牢固焊接，另一端连接耳板做成活动式，现场安装时根据立柱间实际间距进行调整，调整好后再将连接系的连接耳板与连接系及立柱牢固焊接。

4.2 支架与贝雷梁底模系统施工

根据吊机的起吊能力，将贝雷梁在地面分组进行组拼，现场安装时，根据设计位置，将单组贝雷梁整体吊装摆放至柱顶分配梁上，然后现场将组与组之间的贝雷梁利用支撑架进行连接，保证贝雷梁整体稳定性。贝雷梁支架安装完成后按设计要求安装现浇梁底模系统。双层现浇梁施工支架拼装完成后，必须对支架进行预压，并根据预压测量情况调整支架预拱度，使之满足设计要求。

4.3 上层公路连续梁施工

安装连续梁模板，钢筋、预应力并报检，浇筑连续梁混凝土，等混凝土达到设计强度后，进行预应力施工。待公路连续梁混凝土达到承载力强度后安装贝雷梁整体下放装置，开始整体下放贝雷梁支架及模板系统。

4.4 底模系统整体下放

整体下放的底模系统含底模、分配梁、贝雷梁、柱顶分配梁等。通过在已浇筑的公路箱梁桥面上设置承力点，承力点纵桥向设置在柱顶分配梁正上方，横桥向布置在距腹板外缘400mm处。通过4个承力点的下放装置同步下放，将底模系统平稳的下放到位，见图3。

（1）下放装置安装

通过导链和吊机在柱顶分配梁下方对应下放点处安装分配梁3，分配梁3中穿精轧螺纹钢筋的孔必须和梁面预留的孔对正，将分配梁3与柱顶分配梁焊接牢固；通过塔吊安装梁面分配梁2，且分配梁2中穿精轧螺纹钢筋的孔必须和梁面预留的孔对正；将千斤顶安放到分配梁2上中间处，安装分配梁3到千斤顶上方；然后安装精轧螺纹钢筋，通过精轧螺纹钢筋螺母分别锚固在分配梁3底面及分配梁1、分配梁1上面。下放装置安装完毕，试运行千斤顶。

（2）底模系统整体下放

紧固分配梁2上精轧螺纹钢筋螺母，松分配梁1上精轧螺纹钢筋螺母，让千斤顶带着分配梁1一起顶升18cm行程，紧固分配梁1上精轧螺纹钢筋螺母，4套下放装置同时起顶，将支架的重量由砂筒承担转为下放装置承担，紧固分配梁2上精轧螺纹钢筋螺母并锁死千斤顶，泄落砂筒，拆除柱顶桩头及调整节段钢管柱。然后4套下放装置同时起顶，松分配梁2上精轧螺纹钢筋螺母，千斤顶落15cm，拧紧分配梁2上精轧螺纹钢筋螺母（荷载由分配梁2承担传给公路箱梁），松开分配梁1上的螺母，让千斤顶带着分配梁1一起顶升15cm行程，紧固分配梁1上的螺母，4套下放装置同时起顶……（重复循环操作）。直至将整个支架下放到铁路墩顶。

（4）调整支架及底模系统

调整贝雷梁支架标高及底模系统尺寸，使之满足下层铁路梁设计要求。安装铁路连续梁模板，钢筋、预应力并报检，浇筑铁路连续梁混凝土，等混凝土达到设计强度后，进行预应力施工，最后拆除支架及模板系统。

5 结语

黄冈公铁两用长江大桥引桥跨大堤连续梁施工打破了以往从下至上传统的施工方法，采用先施工上层公路连续箱梁，后施工下层铁路连续箱梁的逆向施工方法，即基础和支架布置结合铁路箱梁和公路箱梁施工综合考虑一步到位，解决了传统施工方法中的钢管桩刚度匹配及地基沉降难题，同时还较传统方案节省了直径1.2m的临时墩桩基320m和钢管支架280t，缩短了施工工序转换时间1个月[6]。

参考文献

[1] 中铁大桥勘测设计院集团有限公司.黄冈公铁两用长江大桥施工图设计[Z].武汉：2010.

（China Railway Major Bridge Reconnaissance & Design Group Co.，Ltd. Working Drawing Deign of Huanggang Changjiang River Rail-cum-Road Bridge[z].Wuhan：2010.in Chinese）

[2] 中铁大桥局集体股份有限公司.黄冈公铁两用长江大桥施工组织设计[Z].武汉：2010.

（China Railway Major Bridge Engineering Group Co.，Ltd. Construction Organization Design of Huanggang Changjiang River Rail-cum-Road Bridge[Z].Wuhan：2010.in Chinese）

[3] 刘翠云，董传洲.国外预应力混凝土连续梁桥发展和施工技术[J].世界桥梁：2011，（6）：1-4.

（Liu Cui-yun，Dong Chuan-zhou.Development Trend and Construction Techniques of Foreign PC Continuous Beam Bridges[J].World Bridges：2011，（6）：1-4.in Chinese）

[4-6] 刘杰文.张红心.周明星.邓永锋.黄冈公铁两用长江大桥施工关键技术[J].桥梁建设：2013，（2）：1-9.

（Liu Jie-wen，Zhang Hong-xin，Zhou Ming-xing，Deng Yong-feng.Key Techniques for Constrnction of Huanggang Changjiang River Rail-cum-Road Bridge[J].Bridge Construction： 2013，（2）： 1-9.in Chinese）