连续钢构桥上部结构施工控制的研究分析

张正

【摘要】在高速发展的交通建设中，穿越山岭重丘区架设在陡坡深谷之间的高墩大跨度桥梁日益增多，给高墩、大跨度连续钢构桥的发展带来了新的机遇；同时，如何有效地提高该类桥梁的施工控制水平，确保结构的安全和稳定，保证结构的受力合理和线形平顺，为大桥安全、顺利地建成提供技术保障，是施工中特别需要关注的问题。本文重点对连续钢构桥上部结构施工进行分析，为类似桥梁工程的施工提供参考。

【关键词】连续钢构桥；上部结构；预应力；悬灌；施工

0前言

大跨度预应力混凝土连续刚构桥常常采用对称悬臂浇筑法施工。采用悬臂浇筑法施工必然给桥梁结构带来非常复杂的内力和位移变化。为了保证桥梁施工质量，桥梁施工控制是不可缺少的。

1 高墩大跨度连续刚构桥的结构特点

墩身高而柔（沿桥向抗推刚度小）；跨径大；墩梁固结；主梁变截面（梁高墩顶最大并沿桥纵向递减至合拢段梁高）。

1.1 桥墩结构特点

主墩高度一般 40m 以上，甚至高达 100m 以上。桥墩高而柔，沿桥向抗推刚度小，使其具有对温度变化、混凝土收缩、徐变以及制动力使桥上部结构产生水平位移等良好的适应。墩身一般为钢筋混凝土结构。一般设计为直立式双柱型薄壁墩，顺桥向抗弯刚度和横向抗扭刚度大，满足特大跨径桥梁的受力要求。可作成实心或空心截面，实心双薄壁墩施工方便，抗撞击能力强，空心双薄壁墩可节省混凝土。根据墩身的高度和结构计算，双柱间可设联系板梁连接，加强整体性，改善受力。

1.2 主梁结构特点

跨度大，主跨径一般均超过100 m，甚至达到近300m。多跨连续成一体，连续长度长，达1000m 左右。如在设计中再考虑一些措施，在条件适宜的情况下，连续刚构的连续长度甚至可达1200～1500m。因此跨越能力很强。墩梁固结，无需大型昂贵的支座和临时固结措施，施工中无需体系的转换。主梁大都为箱形梁，变截面。一般采用挂篮悬浇工艺，属于自架设体系桥梁。梁高在墩顶处最大并沿桥纵向递减至合拢段梁高。

2 桥梁上部结构施工方案

某特大高墩大跨度连续刚构桥上部结构施工中，1# 粱段在钢架上进行现浇施工，悬臂部分采用4套三角形桁架式挂篮进行悬臂灌注施工。中跨合拢段利用挂篮作支架择时合拢，不平衡段分别在边墩侧支架上现浇施工，合拢段在挂篮支架上择时进行。

应用PRBP程序对悬灌粱的结构线形进行计算，悬灌施工过程中及时返馈信息对悬臂端的立模标高进行修正，确保梁体的线形。梁体砼垂直运输采取塔吊，在每个桥墩处设置1台塔吊。

3 桥梁上部结构施工

3.1 1# 梁段施工

1）1# 梁段支架。1# 粱段在支架上进行现浇施工，支架采用型钢加工，利用塔吊吊装。

2）1# 梁段模板及安装。1# 段模板由整体大模板和异形模板组成。侧模板在地面组装，与侧模架按装梁体的结构尺寸联成一个整体。外侧模架用12#槽钢组焊，板缝严实，板面平整，内模采用组合模板和异形模板相结合的形式。梁底模板采用定型模板，在墩上现场安装。

模板与模架在地面分段组装，分三段整体拼装模板和模架，利用 塔吊对称吊装，精确测量定位后进行锁定，顺序吊装。对侧模板顶部利 用型钢进行刚性连接，在上部形成施工平台，悬吊内模模架和模板。

3） 钢筋系统。绑扎钢筋时，搭设脚手架，支撑竖向预应力筋和非顶应力筋，然后按程序绑扎。纵向预应力管道用网片进行固定，定位网片安装与刚筋绑扎按顺序进行。

钢筋的绑扎顺序：墩内预埋钢管支撑-加工钢筋吊装骨架-制作钢筋堆放平台-墩顶测量放线 -吊装钢筋-顺序绑扎底板钢筋、横向预应力钢筋-绑横隔板钢筋-綁扎腹板钢筋-立内模板-绑扎顶板钢筋、横向预应力钢筋、纵向波纹管。

4）1# 梁段砼施工。0# 梁段砼施工的特点是：位置高、工量大，顶应力筋布置复杂、普通钢筋密集；质量要求高，施工难度大。

a.砼的拌制和运输：采用自动计量拌合站拌制，砼运输车运输。

b.砼灌注：采用砼输送泵泵送灌注。在腹板、顶板和隔板位置开洞，安放申筒，保证砼直达灌注部位。

c.捣固作业：纵向波纹管待砼灌注到位后进行安装，钢筋进行局部移动位置和割断预留进人孔，待砼灌注到位后进行焊接。采用插入式砼振动器振捣，确保砼密实。

3.2 悬灌施工

3.3 挂篮施工

1）采用自锚三角形桁架式挂篮，内外模板和主构架可以一次走行到位，施工中为确保走行安全，内模两次走行。

2）挂篮组成：本桥采用三角形桁架式挂篮，由吊架部分、锚固部分、模板部分、走行部分及附属部分组成。

3）挂篮安装。挂篮安装在1#梁段顶应力施加后进行，先安装滑轨，并利用竖向预应力筋锚固滑轨。然后吊装主桁架部分，主桁架在地面组装后吊装到位，最后安装前横梁和模板等。

4）挂篮的使用。施工时为进行有效的线性控制工作。减少挂篮在灌注砼过程中的变形，挂篮前端预留沉落量。根据挂篮试验时的变形、和现场施工前1～ 2个梁段灌注过程中的变形观侧结果，确定沉落量。

3.4 箱梁线性控制施工

高程测量采用三角高程测量技术，同时应用TTM理论对施工误差进行修正，定期对临时水准基点进行复核，确保高程测量的准确。施工阶段的梁段进行分阶段的变形观测，及时反馈测量数据，运用电算程序PRBR，及时修正立模高程。

进行墩身沉降观测和日照温差对位移的影响观测，为更有效地精确计算提供依据。

3.5 砼施工

砼采用自动计量拌和站进行集中拌和，水平运输采用砼输送车，垂直运输采用砼输送泵。砼进行分层浇注，每层厚度控制在30cm左右，采用插入式振动器捣固密实。砼表面覆盖洒水养护，同时进行底面和侧面的养生。

3.6 頂应力施工

箱梁为三向预应力体系，悬灌阶段的预应力施工在砼强度达到80%后进行，其它预应力束在砼强度达到100%后进行。

1）钢绞线及精轧螺纹钢的下料。钢绞线切割用砂轮机切。钢绞线束用铁丝绑扎，每间隔2～3m 绑一道，以便运抽和穿束。精轧螺纹钢筋在现场用砂轮切割机下料。

2）波纹管的加工及孔道布置。波纹管在现场加工。纵向波纹管孔道以钢筋网片固定，竖向孔道依靠普通钢筋固定，保证平立面位置准确，误差在允许范围内。

3）穿束。采用人工穿短束及人工配合卷扬机穿长束的方法穿束，穿束前钢绞线前端安放引导头。

4）张拉锚固及封端。a.张拉工艺。竖向钢筋、纵向预应力筋采用低松弛钢绞线时，其张拉步骤为：0-初应力-δcom（持荷2min锚固）。

b.张拉施工。设定初张力，当张拉力达到初张力后，量测千斤顶的活塞外露长度L1 ，然后供油达到设什吨位的油压值，量测活塞的外露长度L2，然后供油达到设什吨位的油压值，量测活塞的外露长度L2，两者的差值除以所占的张力百分比。

c.孔道压浆。采用张拉力与伸长值双控法张拉，伸长值与设计值的误差控制在±6%，超出此范圈时停止张拉进行原因分析。张拉过程中注意安全，千斤顶后不能站人。

d.封锚。清除支承垫板、锚其及端面砼的污垢，并将端面砼凿毛，绑扎封锚钢筋，浇筑封锚砼。

3.7 合拢施工

3.7.1 合拢施工顺序

本桥共有合拢梁段3个，合拢的顺序为：0#-1#之间、2#-3#之间的边跨合拢→1#-2#墩之间中跨合拢。

3.7.2 边跨直线段施工

a.施工程序：支架基础-支架搭设、支架预压-安装支架-安装钢筋模板波纹管-测量复合- 灌注节段砼-养护。

b.支架搭设及预压：采用落地支架灌注。支架基础采用片石砼灌注。支架利用战备六五式军用墩搭设，承载力为节段重的1.5倍，支架搭好后进行预压。

c.砼灌注：直线段砼一次灌注完成，在边踌合拢后，纵向预应力张拉前，不能拆除底模和支架。

3.7.3 合拢段施工

各T构梁完成直线段及最后一段砼洛注完成后，即可准备合拢段施工。

1）立模、绑扎钢筋、安装预应力孔道，测量T构梁端标高惰况，如不符合线形控制耍求，作压重调整。

2）合拢段的预应力束要提前穿束。

3）临时锁定。合拢的两个梁段在设计合拢温度时锁定，锁定的结构根据锁定力的1.5倍进行结构设计。

4）选择温度和时间灌注砼，选择稳定的天气，温度为一天中最低温度时进行。

5）砼强度达到设计要求的强度后，张拉纵向钢束，张拉前拆除刚性锁定装置，同时不得在箱梁上施加或卸除压重。

3.7.4 体系转换

临时支座浇筑时，设硫磺砂浆夹层，布置电阻丝，合拢后拆除砂底模，电阻丝通电，烧除硫成砂浆，使梁体落于永久支座上，凿除临时支座砼，完成体系转换。

4 结语

做好工程施工中每一个细节，进行有效的施工管理，能提高该类桥梁的施工控制水平，确保结构的安全和稳定，工程顺利地建成提供技术保障。

桥梁施工控制是不可缺少的。

参考文献：

[1] 陈宇，李龙辉.预应力连续箱梁基础及其上部结构施工技术探讨[J].交通世界（建养.机械），2012.04

[2]周柯.简支结构连续梁桥上部结构施工质量问题与防治探讨[J].现代商贸工业，2011.12

[3]祁亚平.预应力连续箱梁桥上部结构施工[J].建筑，2012.05