连续刚构大张角Y构及0号块施工工艺研究

许宝东

摘  要：对于Y形墩连续刚构桥而言，Y形墩及0号块施工质量的优劣，取决于对施工方法的合理选择。文章以深圳轨道交通6号线Y墩连续刚构桥为背景，针对该桥Y墩的施工条件及技术难点，并运用不同工程实例分别分析了满堂支架法、预埋劲性骨架法、平衡支架法以及综合施工法在Y构及0号块工程中的施工工艺及其适用性，通过对比总结出本工程最合理的施工方案。

关键词：连续刚构;Y墩及0号块;满堂支架;劲性骨架;平衡支架;综合施工法

中图分类号：U445.4        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）16-0098-03

Abstract： For Y-shaped continuous rigid frame bridge， the construction quality of Y-shaped pier and 0 block depends on the reasonable choice of construction method. Based on the continuous rigid frame bridge with Y pier of Shenzhen Rail Transit Line 6， this paper aims at the construction conditions and technical difficulties of Y structure of the bridge. The construction technology and applicability of full hall support method， embedded skeleton method， balanced support method and comprehensive construction method in Y structure and 0 block project are analyzed using different engineering examples. Through comparison， the most reasonable construction scheme of the project is summarized.

Keywords： continuous rigid frame; Y structure and 0 block; full hall support; rigid skeleton; balanced support; comprehensive construction method

1 工程背景

1.1 工程簡介

本桥为（90.331+150+89.791m）Y墩连续刚构桥，位于深圳地铁6号线工程合水口站～薯田埔站区间，全长330.122m。上部结构采用单箱单室斜腹板箱形截面，腹板斜率保持不变，中跨跨中梁高2.5m，梁高沿纵向按2.5次抛物线变化，在中墩主梁与Y构交接处梁高为5.9m，中墩顶梁段梁高为2.0m，梁高按照2.5次抛物线变化，至Y构与梁交接横隔处梁高为2.47m。连续刚构桥总体布置图如图1。

该桥位于平面曲线上，曲线半径小;Y构为大张角钢筋混凝土结构;Y形墩跨径大，墩顶块全长49m;Y型墩为钢筋混凝土构件，未设计预应力;跨径大，结构变形大。

1.2 技术难点

（1）对支架或平衡架的刚度和强度要求较高。对于大型Y形墩结构，均采用分次浇筑法，Y形墩与0号块箱梁未形成倒三角形结构前，Y形墩为悬臂结构，如Y形墩夹角较大，其Y形墩结构及支架或平衡支架将承受很大的竖向力，对支架或平衡架的刚度和强度要求较高。

（2）施工质量难以控制。Y形墩斜支截面采用变厚度、变宽度的实体矩形截面，在浇注施工过程中，由于钢筋比较密集，混凝土振捣困难，将影响Y形墩的成形质量;大部分Y形墩施工属于高空作业，工作面狭小，施工时间较长。

（3）施工方案的选取。Y形墩的施工方法较多，鉴于V形支撑的受力复杂性及Y形墩结构形式的多样性，各种施工方法优劣特点及适用条件不尽相同，为确保经济、合理及安全快速施工，选取何种施工方案非常关键。

（4）线型控制难。该桥桥位曲线半径小，设计要求曲梁曲作，施工过程中，对梁体的线形控制要求非常高。

2 Y构及0号块常用施工工艺

2.1 满堂支架法

（1）工程实例。邓村（80+150+80）m连续刚构拱桥，位于广州市轨道交通十四号线一期工程神邓区间，斜跨邓村既有桥。全长310m。主梁结构采用单箱单室斜腹板箱梁截面，腹板斜率保持不变。中跨跨中梁高为2.5m，梁高沿纵向按2.5次抛物线变化，在主墩梁与拱肋交接处梁高为5.79m。主墩顶梁段梁高为2.0m，纵向按全预应力构件设计，横向及竖向按普通钢筋混凝土构件设计。全桥共计14个悬灌节段，0#块长57m（即Y型墩顶段）。

（2）施工方案。该工程支架方案采用Y型墩拱肋下方采用满堂式碗扣钢管支架支撑。

（3）施工工艺。该方案采用φ48*3.5mm的碗扣式钢管，立杆横向间距为30厘米、纵向间距为60厘米（拱肋下加密为30厘米）;底端设置地托支撑在方木上，顶端设置天托支撑底模承重方木，天托为60厘米粗丝杆，待卸落支架用;天托上的承重方木需要安装两层，第一层为三角形截面方木，用来调节上层方木顶面与拱肋底面平行，使上部的力能够均匀竖直地传递到天托上，从而保证立杆轴向受力;水平杆的步距为60厘米;纵向、横向每3米设置一道剪刀撑（φ48*6000*3.5mm无缝钢管与碗扣式钢管的每个节点均用专用扣件连接牢固）;四周各面设置连续闭环剪刀撑;基础采用C20普通混凝土硬化厚度15厘米，基础底承载力大于200kPa。

（4）适用性分析。对比本桥，广州地铁14#线的结构形式具有很大的相似之处，Y构均为大张角钢筋混凝土结构，且墩顶块跨径较大。满堂支架的施工工法较为成熟，材料均为标准件，质量易于保证，所需投入的设备也较少，同时整体支架的结构稳定性较其他方法好;满堂支架结构简单、传力明确，易于进行施工阶段的受力验算。而满堂支架法需要顾虑的则是较长的工期以及较大的施工预算所带来的问题。

2.2 劲性骨架法

（1）工程实例。浙江东阳江大桥主桥为50m+75m+50m，V形墩预应力钢筋混凝土连续刚构，主桥全长175m。V形墩支撑由内夹角为80°的两斜腿组成，下端与墩座固结成整体，上端与21.0m长的主梁组成倒三角结构。主梁（斜腹板箱梁）梁高2.8m。墩座为普通钢筋混凝土结构。

（2）施工方案。该桥Y构是充分利用劲性骨架和平衡架，依次完成钢结构、钢筋混凝土结构、预应力钢筋混凝土永久性结构三个阶段的体系转换，建立稳定的倒三角结构，主要采用的是体内支撑方案进行施工。

（3）施工工艺。其具体过程是一次性在承台预埋件上对称安装斜腿劲性骨架主桁片，而主桁片横断面联结杆件是待斜腿轴向钢束定位后才可安装，绑扎墩座钢筋、立模，为防止根部开裂，需向墩座及斜腿根部灌注50cm混凝土;在墩座上安装平衡架，安装平衡架与劲性骨架间的钢拉杆。

（4）适用性分析。劲性骨架法常常与其他方法相结合，可以提高Y墩两肢腿的抗弯承载力，有效改善Y墩受力性能，也能提供足够的施工面和确保施工进度;Y型墩墩身钢筋较密，劲性骨架的设置使钢筋绑扎和劲性骨架安装存在一定难度，也带来材料的浪费。

2.3 平衡支架法

（1）工程实例。泐马河大桥为上海轨道交通16号线，跨越内河航道的轨道交通高架桥，主桥为87.5m+145m+87.5m三跨V形墩预应力混凝土变高度连续刚构桥，截面形式为单箱单室。V形墩高度19.44m，0号段长39m，斜腿中心线与梁底交点处梁高7.21m，墩箱梁截面高5.5m。V形墩及上部0号段设计混凝土强度等级为C60。

（2）施工方案。该工程在施工过程中，V形墩采用的是水平分层法浇筑施工;0#块箱梁采取的则是竖向分层浇筑，第一次浇筑箱梁底板至腹板顶，第二次浇筑箱梁顶板。因此，该工程采用的是平衡支架法施工。

（3）施工工艺。V形墩钢板底座是在支架搭设并预压后方可安装，安装完成后，绑扎墩底座钢筋以及安装固定好外侧模板，然后对墩底座进行浇筑（第一次浇筑）;当混凝土强度达到90%后对结合面进行凿毛处理，绑扎斜腿钢筋和安装斜腿上部的外侧模板，然后进行浇筑V墩斜腿混凝土（第二次浇筑），混凝土强度达到要求后对结合面进行凿毛处理。

（4）适用性分析。平衡支架法配合劲性骨架法适用于高度不大且倾角不大的中小型Y形墩刚构桥，然而本桥Y墩的大张角决定了其施工的難度很大，在平衡支架法施工过程中，混凝土浇筑必须均匀对称进行，以保证施工时平衡支架及支撑的稳定，两侧浇筑误差必须控制在一定的范围，这对大张角Y构的对称施工精度更是有极高的要求，施工难度较大。

2.4 综合施工法

（1）工程实例。卧龙湖大桥为宁常高速公路溧水一标段主线桥，横穿卧龙湖水库，大部分墩位于水中。水库常年水位为15.3m，最高洪水位为16.3m，常水位时水深最深达6.0m左右。卧龙湖大桥左右幅分离设计，上部构造采用现浇预应力混凝土V形支撑连续箱梁，跨径组合为（30+12*40+30）m，全长547.88m。全桥14孔一联，梁底设盆式支座。桥梁下部构造为实体式墩和肋板式桥台，基础为直径1.50m和1.20m嵌岩桩（群桩）。

（2）施工方案。其他的施工方法主要有型钢外支架法和综合施工方法。综合施工法即是根据现场的施工条件将满堂支架法、平衡支架法、型钢骨架法相结合。

（3）施工工艺。该桥结构形式为水上现浇，在国内比较少见，墩顶处箱梁现浇长度为20m，其独特的V形斜肢与顶部箱梁形成一个夹角为120°的倒三角形。墩顶部分开两次进行施工，最后连成整体，进行体系转换。在形成整体之前，V形结构容易受外界影响而变形，支架的轻微变形很容易导致整体结构变形或发生位移，甚至会导致斜肢根部变形拉裂。此工艺施工难度较高，施工方案实施过程中必须切实可行。

（4）适用性分析。综合施工法可简化为平面结构进行有限元分析，检算准确、方便;安拆方便，周转快;支架整体性好，单个循环缩短7d左右，加快了施工进度;配套机械使用少，容易满足水中作业的环保要求。

3 地铁六号线Y构合理施工方法的选取

本桥梁位于半径550m的圆曲线上，横跨公明排洪渠、松白路、文阁路，周围交通流量大，施工场地狭小，且交通疏解难度大。大跨桥梁主墩周边地下管线、结构物错综复杂，改迁周期长，且与我方施工交错影响，严重影响施工工期，该桥成为我方架梁节点重点控制性工程。

主墩Y构结构体系复杂，工序繁多，Y构结构分三部浇筑完成，后续结构的浇筑施工对Y肋根部产生很大的附加弯矩，易造成该部位开裂;Y构主体施工对临时支撑体系的刚度以及地基的沉降要求非常大。Y构主体与梁体钢筋密集，预应力体系复杂，施工操作难度大，周期较长。根据设计文件、现场条件，综合考量上述几种方法后，确定现浇段采用钢管墩贝雷梁支架法施工。

Y型刚构施工支架总体采用支架现浇的方案，支架系统立面示意图如图2，受力体系为桩基承台基础+钢管立柱+分配梁+贝雷梁。钢管桩均在钢结构加工厂制作成型、现场采用塔吊和汽车吊机单根吊装，焊接在桩基承台基础、承台预埋件上。

根据设计要求，为了消除基础、支架的非弹性变形需对拱肋及拱顶梁进行支架预压，并对其卸载后的弹性变形进行测量，为设定底模预拱值及确定支架顶面实际标高提供参考依据，确保其满足设计要求。模板在钢结构加工厂分块制造， 模板间设普通螺栓连接并用拉杆固定。模板加工要求各部位焊接牢固，焊缝外型光滑、均匀，没有任何缺陷。浇筑时采用梁体C60混凝土，各项性能均须满足设计及规范要求，为了保证混凝土振捣质量且便于浇筑必须将混凝土坍落度控制在14-16cm。由于梁体混凝土数量较大，梁体浇筑之前首先确保混凝土工厂的生产混凝土各项原材料用量充足。

4 结论

本文通过Y构及0号块常用施工工艺进行对比，分析出最适合深圳地铁六号线Y构的施工方法，有效地解决了桥梁施工中的技术难点，以保障桥梁工程施工质量，实现桥梁工程施工效益最大化，推动了我国桥梁事业的飞速发展。

参考文献：

[1]高争气.小半径大跨连续梁大张角Y构施工技术[J].价值工程，2018（15）：97-98.

[2]韩保勤，张孝铭.V形墩连续刚构桥施工控制研究[J].公路交通科技（应用技术版），2016（11）：201-203.