基于托架法的连续梁边跨现浇施工技术在高墩桥梁工程中的应用

王雪乾

(中铁十八局集团有限公司，天津 300222)

高墩桥梁高度比较高，施工环境特殊，传统施工技术难以满足工程需求，而基于托架法的连续梁边跨现浇施工技术，主要采用墩身预埋牛腿，安装托架丝攻，并在托架前端安装2工25b横梁作为25b纵向分配梁前支点，为高墩桥梁施工必要的基础和条件,因此，可满足高墩桥梁施工各道工序高效、有序的开展。

1 工程概述

楚溪大桥全长408.07 m，中心里程DK241+735.685，设计为11孔双线，正线线间距4.6 m。孔跨布置：5跨32 m简支T梁+(40+56+40)m连续梁+3跨32 m简支T梁。5#墩至8#墩上部结构为(40+56+40)m预应力混凝土连续梁，一联全长137.2 m；箱梁顶宽12.2 m，6#、7#墩为T构主墩。连续梁边跨现浇段A11段长5.6m，连续梁边跨分别为：5#～6#墩、7#～8#墩，其中5#墩墩高54.5 m，8#墩墩高41 m，8#墩位于半山坡上，7#～8#墩之间有宽8 m的水渠穿过。5#墩边跨现浇段下地表为软塑粉质粘土，基本承载力120 kPa，8#墩边跨现浇段下地表为硬塑粉质粘土，基本承载力180 kPa。

2 托架搭设施工要点

2.1 合理选择边跨结构形式

本工程边跨结构形式为40 m +56 m +40 m，现浇段的长度为5.6 m，体积为73.48 m3，重量达到191 t，为保证施工质量和施工的安全性，采用了托架一次性现浇筑方法。此外，为保证边跨合拢的顺序，边跨现浇位置需要在悬浇节段预应力施工完成之前完成浇筑。边跨节段采用挂篮悬臂浇筑法进行施工，而在边跨合拢段采用现浇法完成浇筑，在高墩桥梁墩身之上埋设牛腿，通过安装托架来完成边跨现浇段施工。

2.2 边跨现浇段托架安装

底模采用12 mm竹胶板、100 mm×100 mm纵向分配方木(腹板处间距200 mm，其余300 mm)、150 mm×120 mm横向分配方木(600 mm间距布置)。底模支撑在工25b纵向分配梁上完成，将一端支撑墩帽之上，另一端则支撑在桥墩旁托架上，同时在墩帽和墩旁托架的横梁上设置落架楔块。腹板下按270 mm布置，底板下按540 mm布置，悬臂板部位按1 080 mm布置。外模采用在150 mm×120 mm横向分配方木上按600 mm×600 mm搭设碗扣式脚手架，其上安装纵、横向方木以及12 mm竹胶板[1]。

楚溪大桥边跨直线段长度5.6 m，直接采用墩身预埋牛腿，安装托架施工，托架采用四片(相互之间通过横联联结成整体)，托架前端安装2工25b横梁来作为工25b纵向分配梁前支点。托架支撑系统主要采用：2×[20×2 550 mm、2×[20×2 950 mm弦杆、2×[20×3 314 mm、2×[20×3 940 mm斜杆、2×[20×1 500 mm、2×[20×1 819 mm下牛腿及2×[20×950 mm、2×[20×1 050 mm上牛腿组成。楚溪大桥托架施工示意图(见图1)。

图1 边跨现浇段托架施工示意图(单位：mm)

2.3 托架的结构检算

2工25b纵向分配梁计算：采用工25b，Q235b，根据混凝土梁截面位置不同，横向间距不等。截面特性：A=53.5 cm2；W=422.4 cm3；I=5 280 cm4。荷载统计：腹板处横向间距：b=270 mm,q=20.27 kN/m;底板处横向间距：b=540 mm，q=20.115 kN/m;悬臂板处(计算底板外侧1.2 m)横向间距：b=540 mm，q=18.43 kN/m。 最大应力σ=132 MPa<[σ]=170 MPa，满足要求。

2工25b横梁计算：采用2工25b，Q235b。截面特性:A=107 cm2;W=844.8 cm3;I=10 560 cm。荷载统计：荷载根据上一节结果进行计算，但前横梁考虑合拢段混凝土及模板重量的1/2，这样前横梁控制。最大应力σ=103 MPa<[σ]=170 MPa，满足要求[2]。

通过以上边跨直线段模板、基础及主要构件的受力验算，其变形和受力状况及其挠度完全符合规定要求，稳定及安全性均满足施工要求。

2.4 托架预压

当托架搭设完成，验算也达到设计要求之后，进行托架搭设，先进行底模铺设，再采用沙袋进行预压。本工程托架预压采取超载系数为1.2，加载过程分为三级加载：

第一级加载到现浇段总重量的50%，持续荷载时间不应低于2 h，对观测点的标高进行全面测量[3]。

第二级加载到现浇段总重量的100%，同时荷载持续控制在12 h以上，也进行观测点标高测量。

第三级加载到现浇段总重量的120%，荷载持续时间控制在72 h以上，测量标高H1，72 h之后在卸载，再次测量标高H2，则此托架的弹性变形为H2-H1[4]。

3 基于托架法的连续梁边跨现浇施工技术的应用

3.1 安装永久性支座

本工程永久性支座数量和类型情况如表1所示：

表1 墩支座数量规格统计表

在永久性支座安装之前，需要对中线、高程等进行全面检查，以便及时分析问题和处理。当墩台施工完成之后，立即对桥梁的中线、高程、跨度等进行全面测量，同时用墨线标记出各墩台的中心线和制作十字线。本工程支座通过预埋套筒及锚固螺栓的方法进行连接，同时在墩台的顶面支承上提前预留好锚栓孔，直接略大于套管直径的50 mm以上，深度要大于锚栓长度的60 mm以上[5]。在具体安装之前，需要对准支座中心线和垫石中心线，在支座的四角上楔入钢楔块，保证底座标高的平整性，支座底面和支承垫石之间要预留出20～30 mm之间的空隙，并安装混凝土灌注模板，模板达到要求之后，进行混凝土灌浆[6]。

本工程在混凝土灌浆中，采用了重力灌浆施工方法，从支座底部中心位置逐步向四周注浆，直到从钢模和支座底板间隙可看到混凝土浆液为止。具体情况灌注示意图(见图2)。

图2 底座混凝土灌注示意图

在进行灌浆之前，需要先计算所需的混凝土体积，避免发生缺浆问题。当灌注后的混凝土完成终凝后，可拆除模板和楔快，详细检查周围是否存在漏浆位置，如果发现必须及时补浆处理。在具体施工中，为最大限度上消除预应力对梁体造成的弹性压缩、混凝土收缩、徐变等造成的影响[7]，必须严格控制桥墩支座上座板和梁段预设纵向水平偏移距离。在本工程施工中，偏移距离要控制情况(见表2)。

表2 合拢温度在10℃～25℃时支座偏距表

3.2 安装模板

在连续梁现浇过程中，底模采用了竹胶板，侧模则采用了定型刚模板，在工厂预制加工，然后运输到使用现场进行安装。模板纵向则按照两端合理划分安装，通过吊运方式安装到指定位置，当安装精度达到设计要求之后，通过型钢焊接的方法进行连接，底模和内模则进行现场周转安装[8]。

3.3 钢筋绑扎

在工程施工中，非预应力钢筋在地面加工，采用吊车吊运到操作平台上进行安装，通过人工现场绑扎。具体钢筋绑扎的顺序为：先进行钢筋吊装骨架绑扎，然后吊装钢筋，按照施工顺序绑扎底板钢筋，其次进行隔板钢筋和腹板钢筋进行绑扎，最后进行定位纵向波纹管和顶板钢筋绑扎。

3.4 预应力管道安装

现浇段箱梁的纵向和横向两侧布置预应力，采用后张拉发进行施工。在纵向预应力管道绑扎中采用金属波纹管，安装完成之后通过网片进行有效固定，网片之间的间距控制在50 cm左右(见图3)。横向预应力管道则可以利用钢筋骨架进行有效固定[9]。

图3 横向及纵向预应力管道布置图

3.5 混凝土浇注施工

本工程在混凝土浇筑中选择了C50高性能耐久性混凝土，为保证混凝土浇筑的连续性，采用集中拌和方法，拌和之后，再通过专用混凝土罐车运输到浇筑现场运输到施工现场。具体的浇筑顺序为先进行底板浇筑，再进行腹板浇筑，最后进行顶板浇筑。

梁端的位置比较高，尤其是腹板内部钢筋和预应力管道密度比较大，可在顶板位置预留天窗，并架设接灰漏斗。在进行顶板施工中，要先关闭天窗，并在腹板的下部内模中沿着高度每隔2.0 m，水平每隔3.0 m呈现梅花桩布置40 cm×40 cm天窗。在混凝土浇筑中，需要采取上下对称分段浇筑、左右对称浇筑、上下水平分层浇筑的原则。为保证混凝土能够顺利达到灌注的位置，可将先将顶板的波纹管抽出，等混凝土浇筑到设计位置后沿着定位好的管片插入。同时，为保证混凝土振捣的密实性，采用插入式振捣棒进行全面振捣，振捣棒每次移动间距可控制在振捣棒直径的1.5 m之内，尽量避免振捣棒和波纹管、钢筋、模板、预埋件相互碰撞。振捣时水平搭接长度控制在80～120 cm之间，每层浇筑厚度控制在60 cm之间，振动棒要插入下层混凝土5～10 cm之间，每个振捣点时间控制在20 s左右。

4 结语

综上所述，本文结合工程实例分析了基于托架法的连续梁边跨现浇施工技术在高墩桥梁工程中的应用，分析结果表明，高墩桥梁工程特殊，施工现场条件复杂，施工难度比较大。采用基于托架法的连续梁边跨现浇施工技术，可有效解决高墩桥梁施工难度大的问题。基于托架法施工的连续梁边跨现浇施工技术在高墩桥梁工程中较满堂支架施工节省费用约为50万元，技术可行，经济效益客观。同时保证施工的安全性和施工质量，值得大范围推广应用。