高墩大跨连续刚构桥0#、1#块托架设计与施工技术

鹿昌辉

（中交四航局第一工程有限公司，广东 广州 510080）

预应力技术持续发展之下，桥梁施工建设获得了可靠的技术支持，加之悬浇施工技术的应用，进一步将连续刚构桥推向发展高潮，使其成为多数桥梁工程中的首选形式。大跨径连续刚构桥结构组成的特殊性在于0#块体积偏大，挂篮后锚距离加大，对此，通常将0#、1#块作为整体浇筑，目的在于确保挂篮的锚固距离具有可行性。

1 工程概况

中山至阳春高速公路双悦特大桥横跨S276省道，线路走向为起于石羊山隧道，终于双悦岭隧道，两侧山势险峻，受终年雨水冲刷冲沟纵横。双悦特大桥主桥为75+135+75=285m连续刚构桥，主墩为薄壁空心墩，截面尺寸为8.5m×6m，墩身高度为81m。主梁采用预应力混凝土变截面悬浇箱梁，底板宽850cm，厚32～120cm；箱梁腹板厚度由跨中合拢段至支点分别为60cm、80cm、100cm；箱梁0#块采用空腹式。单个T构包括墩顶现浇0#、1#块，悬浇段2#～16#块，边跨合拢段，边跨现浇段，中跨合拢段。

2 托架设计

关于0#、1#块操作平台的设计，应遵循的原则是传力路径合理、结构安全可靠、安拆操作便捷以及低成本。

0#、1#块施工较为特殊，在其施工方案制定工作中应兼顾结构形式、设备工作能力等方面的实际情况，在提高方案可行性的同时减少成本。双悦特大桥工程中，基于现场施工条件、结构要求等方面的因素，从技术可行性、成本、施工进度等角度综合对比后选择的是三角托架方案，其指的是由预埋钢盒、三角桁架牛腿、纵横梁等相关构件组成的临时结构。

0#、1#块托架采用上侧预埋爬锥、下侧利用钢盒设置牛腿的方式与型钢连接组合而成。在墩身顺桥方向预埋锚锥及钢盒预埋件，锚锥预埋件组成为φ10cm锚板、D25精轧螺纹钢杆、锚锥螺母、钢垫片、M42螺栓，共预埋4组锚锥，每组为8个。牛腿钢盒预埋于墩身实心段，调整部分墩柱竖直主筋间距进行预埋设置，共预埋2组，每组4个。

整个托架主体部分分为承插式楔形双牛腿、落架装置、双拼主桁架I56a/I45a工字钢组合、横联桁架I16a。主桁架上为双拼I45a钢凳（L=40cm），上面放置挂篮配套底模横梁、挂篮配套底模纵梁、钢底模。箱梁翼缘板部分为挂篮配套钢侧模、10#槽钢平台梁、挂篮配套底模横梁。托架立面布置具体如图1所示。

图1 托架立面布置（单位：mm）

以桥梁荷载情况为参考，根据《路桥施工计算手册》和《钢结构设计规范》（GB 50017-2017）中所提出的具体要求，针对底模处的纵梁和横梁、分配梁、预埋件牛腿、三角主桁架等相关结构分别展开受力分析，经计算后得知，0#、1#块支架各构件综合性能良好，在强度、刚度及稳定性方面的表现优良，结构稳定可靠[1-2]。

3 托架施工

3.1 托架安装

主墩施工过程中注意对相关预埋件及时预埋，主墩墩身施工完成后，托架系统按设计尺寸分解、焊接成单件形式，待主墩施工完毕，将托架系统分解后焊接成型的单件构件与墩身预埋爬锥通过高强螺栓依次连接，构建整体托架与平台系统，以便给0#、1#块现浇施工创造良好的条件。

（1）0#、1#块托架施工流程。①做好准备工作，完成墩身的浇筑作业，于确定标高的位置及区域预埋钢盒及上下层连接爬锥。安装完成后进行验收检查。②利用墩身翻模架作为平台，安装插入式牛腿，牛腿插入预埋钢盒位置，并认真检查紧密情况，拆入后拧紧锚固爬锥螺母，防止牛腿坠落。③实测拆入式牛腿标高，进行计算，确定楔形块尺寸，进行楔形块的安装及加固。④三角桁架在地面制作完成后，利用塔吊起吊三角桁架进行定位。定位完成后，调整上底座钢板姿态，使其完全对准预埋爬锥，无误后旋紧螺栓将其紧固。两侧三角桁架进行平连，临时加固，并及时检查整体稳固情况。⑤依次序安装底篮纵横梁、底板装置，安装过程中及时检查焊接锚固情况。托架安装步骤图如图2所示。

图2 托架安装步骤图

（2）托架安装注意事项。①托架安装涉及高空、起重吊装以及电焊气割动火作业，属于综合高风险作业活动，务必加强安全交底及特种设备管理工作。②型钢桁架布置均匀，严格按图纸施工，保证其垂直度，减少偏心受压的影响。③施工中应采用卡扣将二级分配梁与主桁架锁紧，防止不均匀荷载导致支架侧向倾翻。④施工中加强质量检验，密切关注结构状态，若发生大幅度位移，暂停施工。⑤托架安装前利用墩身施工时预埋的爬锥施做托架及牛腿位置的施工通道和平台。

3.2 托架预压

托架搭建成型后，以悬浇梁段最大自重为准取该值的1.2倍荷载（堆载重量为1#块自重的1.2倍，即261.2×1.2=313.44t），分50%、80%、100%、120%四级对称加卸载。此环节以砂袋为加载物，确保加载的荷载与梁的荷载分布一致。

堆载方法：以混凝土浇筑顺序为准，依次完成压重作业。换言之，先浇筑的混凝土应作为优先压重对象，并从靠近墩身处开始压重，在此基础上逐步向远离墩身处推进，结束第一层堆放作业且无误后进入下一层。基于上述方法持续操作，最终达到设计底板钢筋混凝土重量即可。

预压首先采用纵向满铺底板达到底板混凝土重量，然后在腹板位置纵向堆放与腹板重量相同的重量，最后横向堆放与顶板及翼板相同的重量。

选择自动安平水准仪（仪器经过标定处理）并将其固定，人员分配为1人立尺、1人观测、1人记录。全程密切做好沉降观测工作，具体方式为顺桥向以1.5m为间距测量断面，横桥向采取各断面设5个测点，刷涂红油漆对其进行标识并附带编号。预压时间应≥24h，并在过程中每隔4h观测一次。待沉降达到相对稳定状态后，记录测点沉降值，以此为基础推算可求得底模测点的标高，完成卸载作业，随后再次检测各测点标高。

3.3 托架拆除

由于托架设计的特殊性，后续在挂篮施工中利用了底篮做底板系统，在拆除过程中更应注意拆除技术控制，以确保拆除安全顺利。

（1）0#、1#块箱梁施工托架拆除步骤。①用钢丝绳和手拉葫芦斜吊底篮。②拆除落架垫块放倒中间桁架，用槽钢连接底篮前后横梁。③移动底篮与挂篮主桁对齐。④安装挂篮吊带，用卷扬机吊位托架并用精轧螺纹钢锁定后，再按顺序拆除牛腿和螺栓[3]。⑤解除精轧螺纹钢筋锁定后，用卷扬机整体下放三角托架。

（2）托架拆除注意事项。①托架拆除选择的是塔吊+卷扬机相综合的方式，并配备适量人员辅助施工，加强人员岗前培训，避免酒后上岗。②托架拆除遵循先上后下、先外后内、后支先拆的原则，逐步拆除整个托架系统。③拆除托架时加强对结构的检验，如分析受力杆件是否存在变形现象，为后续施工提供指导，决定是否需要对杆件采取加固措施。④做好对机械设备的管理工作，加强对人员的培训，提高其操作水平，在日常施工中以规范的方式操作设备，确保各环节施工有序推进，避免机械伤人或是质量问题。⑤钢材下落过程中调整方位，此项工作对人员站位提出要求，需在底模边外侧作业。⑥托架拆除之前注意检查吊索吊具的使用，要求安全可靠。⑦0#、1#箱梁内部支架拆除施工，须对箱梁顶板预留人孔，人工下去进行拆除。⑧托架拆除时利用墩身施工时预埋的爬锥施做托架及牛腿位置的施工通道和平台，完成各部件拆除工作后，平台和通道随托架整体下放[4]。

4 结束语

综上所述，文章以双悦特大桥大跨径连续刚构桥为背景，根据0#、1#块施工的要求，对其托架设计工作加以分析，确定了托架的结构形式，以此为基础优化了各部分结构，便于施工安装，提高标准化施工程度，实际施工效果良好，具有一定的参考价值。