复杂条件下大跨度连续梁拱桥高效施工技术研究

冉 鹏， 李 晓 理， 王 仲 兵

(中国水利水电第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

深茂铁路国道325特大桥原设计为(40+3×56+40)m 连续梁，因孔跨无法满足高速公路扩建要求，后变更为(64.95+136+64.95)m连续梁-钢管混凝土拱(L=265.9 m)双线铁路桥，上跨开阳高速公路那龙互通立交A、B、C匝道。设计变更完成后，组合梁的开工工期已滞后12个月。鉴于常规施工方案为先梁后拱，0#块及边跨支架现浇，其他节段采用挂篮悬灌浇筑。拱肋采用工厂加工、现场拼装的方式施工，然后灌注C55高性能微膨胀混凝土。桥梁的结构形式频繁转换，工艺复杂多变，工期紧，导致现场安全和协调难度突出。

针对上述实际情况，项目部技术人员对原施工方案进行了调整，针对大节段支架现浇结合挂篮悬臂施工技术、采用隐性反拉预压技术替换常规堆载预压方案、钢管拱施工与铺架平行作业施工技术等在该桥的研究应用，极大地提升了施工进度。笔者介绍了所使用的施工技术。

2 针对连续梁拱桥采取的有效施工方法

2.1 支架现浇+挂篮悬臂施工技术

因该桥变更完成后开工工期已滞后近1年时间，根据分析得知：常规的全挂篮悬臂浇筑施工方案因其节段较多而无法满足铺架工期要求；而全支架现浇施工方案受地形限制及施工成本增加影响在现场亦难以实施，上述两种施工方案均不能满足现场工期及成本要求。为满足工期，合理控制成本，结合现场实际情况，项目部技术人员研究了一种针对大跨度连续梁的“大节段支架现浇+挂篮悬臂施工方法”(图1)[1]。

图1 大节段支架现浇结合挂篮悬臂施工工序图

该施工方法具有的主要特点[2]：

(1)纯挂篮悬臂现浇施工无法满足施工工期要求，纯支架法无法满足现场地形限制，而该工法既能保证工期，又能跨越现场不利地形。

(2)根据现场地形，在地势平坦、地基承载力较好、无不利地形等区域调整边跨和中跨部分悬臂现浇段为支架现浇段。

(3)在地形不利(跨河流、石油管道、高速公路、沟壑等)区域采用挂篮悬臂现浇。

(4) 该技术可以在挂篮悬臂现浇段施工的同时施工支架现浇段，实现多工作面的平行作业，进而提高了施工进度。

(5) 该工法的实施，需要设计单位对预应力结构进行必要的调整，以满足现场分段张拉的要求。

(6) 该工法增加了一个合龙段，对线性监控要求较高。

(7) 该技术与传统的全挂篮悬臂现浇法相比，减少了梁段的分节，使整个梁体混凝土连接的更好，梁体线型更美观。

2.2 隐性反拉预压施工技术

鉴于该工程0#块支架需堆载预压1 871 t，现场若采用传统预压块堆载预压存在以下问题：(1)材料浪费严重；(2)现场计算出码放的高度最高约为7 m，安全风险极高；(3)工期较长；(4)预压块不规则，预压重量偏差较大且堆载时容易导致支架受力不均匀。

为解决上述问题，通过在施工主墩承台时在主墩承台上预埋钢绞线，支架搭设完成后在支架上设置张拉平台并将预埋的钢绞线另一端接长至张拉平台上，采用液压千斤顶同步张拉钢绞线的方法对支架进行反拉预压。用该隐性反拉预压技术替代传统的堆载预压(图2)，能够达到加快施工进度、保证施工质量的目的。

图2 隐性反拉预压施工流程图(单侧示意)

该项技术的原理：在支架上张拉平台上分级张拉预埋在承台里的钢绞线，对支架进行反向张拉预压。张拉原则：先中间，后边缘、前后左右对称分阶段施加张拉力。荷载按照0→20%→80%→100%分级加载，每级加载完毕持荷30 min后观测标高[3]。

当加载至100%后，宜每6 h测量一次变形值。预压荷载持续时间以托架变形稳定为原则确定，当最后两次沉落量观测平均值之差不大于2 mm时即可终止预压。实际观测显示：加载至100%后6 h内变形值较大，12 h后基本稳定，因此，保持100%荷载24 h即可开始卸载。

该方法与传统的显性堆载预压方法相比，有效地降低了安全风险且预压过程中支架受力均匀，预压力精度控制精准，从而能更好地保证支架系统的稳定性，同时降低了施工难度，单个0#块工期缩短约10 d。

2.3 钢管拱施工与铺架平行作业施工技术

按照国内目前正常的钢管拱安装施工工艺，需在钢管拱安装、灌注完成、吊杆初张拉(即梁拱受力体系基本成型)后方可进行铺架作业。但因现场钢管拱安装工期与铺架作业工期冲突，需在连续梁-拱受力体系未成型的情况下进行铺轨作业，过轨时，主梁承受的总荷载达2 700 t，严重影响到主梁梁体的结构稳定性。

为了保证铺架工期和钢管拱安装工期，通过在连续梁中跨跨中部位加装临时支墩，临时减少连续梁净跨、同时优化钢管拱支架(采用独立格构架)、减轻支架重量等措施改变了传统的施工工序，实现了在梁-拱体系未成型前钢管拱的安装与铺架平行作业(图3)。

图3 钢管拱与铺架平行作业示意图

该项技术的原理[4]：

(1)在连续梁中跨跨中部位加装临时支墩，临时减少了连续梁净跨，有效避免了铺架作业对梁体的影响。

(2)钢管拱的安装采取独立格构架法施工工法，独立格构架预留空间大，能够满足铺架作业车辆通行时所需的空间。

(3)该项技术改变了传统的施工方法[5]，实现了在梁-拱体系未成型前钢管拱安装与铺架能平行作业，保障了全线的铺架工期。

3 结 语

国道325特大桥连续梁拱桥结构体系频繁转换，工艺复杂多变，施工工期紧张，安全风险突出。通过研究应用 “大节段支架现浇结合挂篮悬臂施工”“隐性反拉预压”“钢管拱施工与铺架平行作业”等技术，极大地提升了工作效率，降低了施工难度，实现了多工作面的平行作业，有效解决了工期紧张的问题，效果明显，所取得的经验值得类似工程借鉴参考。