山区高墩大跨度刚构桥上部结构施工

文 / 浙江交工路桥建设有限公司 陈一新

工程概况

某高速公路凤垟大桥主桥为大跨度预应力混凝土连续刚构箱梁桥。大桥长达497.46m，第5-7跨上部构造为变截面预应力混凝土连续刚构（55m+100m+55m），下部构造为空心薄壁墩，桩基础。左右幅分离布置，单幅桥宽12.25m，采用单箱单室断面。

凤垟大桥悬臂浇筑箱梁高达77.4m；箱梁两侧悬浇节段分别对称划分为11个节段，悬浇节段最大控制重量1400KN。边、中跨合龙段长均为2m，边跨现浇段长3.78m，墩身外悬挑2.0m。主墩、过渡墩均采用空心薄壁墩，主墩高分别为57.4、71.4m；过渡墩墩高分别为39.5、45.7m。

桥址区域属于中低山凝灰岩地形地貌，两端位于陡峭山坡。主墩墩身高达71.4m，主跨跨径达100m。

总体施工概述

本工程桥梁跨度大，墩子高，传统落地支架现浇施工很难应用在现场边跨结构。结构采用“支架+钢型材”悬肢结构进行施工，其余由挂篮悬臂进行浇筑。主墩施工完成后，架设支座，加载支座并初步加载背压，调整检查点高度，对称浇筑混凝土，分两层浇筑。

当浇筑完毕后，在主梁板上用二台塔式起重机，将吊篮重新组装并连接到梁段上，同时调整模具的垂直标高，并安装钢筋直径和预应力管及内部成型系统并倒出来。

当砼超过设计抗拉强度和年龄范围的要求，再安装与外部预应力钢柱连接，并进行对钢顶板柱和弧形内梁柱的张拉、钢筋锚固和灌浆。将挂篮向前移，重复以上步骤，完成了主桥段的支护结构。

混凝土施工

1.本设计的高性能混凝土构件，应用了新型建筑材料和“双掺”工艺技术以实现质量管理。为增加混凝土的各种力学性能，在浇筑过程中在混凝土中添加了少量的聚丙烯网状玻璃纤维、细磨炉渣和微孔二氧化硅板。2.要求普通硅酸盐水泥有效降低优质混凝土内部的早期水化热。3.在浇筑过程中，应合理控制原材料质量。经过多次试验调整配合比，混凝土已具备了良好的结构耐久性。4.必须严格控制混凝土的拌和质量。在科学的合理选择材质与成分的基础上，严格地按照“骨料→水泥+矿渣+硅灰→40秒干拌→水混→60秒搅拌→外加剂→60秒搅拌→脱水”的次序，合理调节了水泥搅拌机结构的质量。5.合理调节了水泥硬化时间，通常为十四天。

主梁段施工

1.在主梁段施工前，要注意进行相应的力学检查和支护计算，并安排与施工方案专家会面，在方案经批准后方可实施。结构分为顶板、腹板、底板三层取水结构，施工时应适当减少取水次数和回填高度。2.利用大块混凝土的结合技术施工底板，在内部设置了多个冷却水管道。3.振捣混凝土时，打开腹板末端和模具内部的弹匣，以提高振捣混凝土结构的质量。4.混凝土接缝表面应清理平整，浇筑混凝土前，使用科学配制的水泥浆，以保证新旧混凝土的粘结。5.缩短施工时间，合理控制各混凝土层龄差。

主桥箱梁线形和几何尺寸控制

1.为提高测量精度，满足运营前项目的技术要求，需要对两岸的控制网络进行联合测试。2.积极配合施工监测单位，多频监测桥箱梁主线形状和几何尺寸。3.全程监控各施工阶段的质量内容。4.横梁、中心、截面封闭，保证T型结构两端平衡运行，重量必须严格平衡。在混凝土浇筑过程中可以卸载混凝土并平衡浇筑过程。铸造操作。5.梁边跨合拢温度、中跨和侧跨应控制在15℃～21℃范围内，一般控制在18℃左右；关闭结构时，尽量在温度变化较小的情况下工作。6.中跨合龙前，应结合整个施工过程的监测，确定桥梁主箱梁的线型和几何尺寸是否需要修正。

裂缝控制

1.合理加强机房结构，增加机房刚度，防止横梁变形和开裂。2.合理优化混凝土配合比，通过减少水泥用量来降低水化热值。3.严格控制塑性混凝土保护层的厚度。4.在箱梁截面的底板和腹板上安装钢网。5.严格按照浇筑混凝土和从岸浇筑的顺序，上下左右对称同时进行，提高浇筑混凝土的质量。6.正确优化了主桥主梁预应力梁的张拉顺序和50%的顶部横竖梁的首张拉顺序。在此基础上适当拉伸50%的预应力钢绞线，最后拉伸顶板的横纵钢绞线。7.混凝土接缝表面处理时，各梁段前后加钢防裂网。8.钢筋网和圆钢筋用于局部加固混凝土中的薄弱点，如预埋孔。9.从主桥墩位置开始，在主墩顶部设置混凝土强度梯度段。10.梁结构必须耐潮、耐热，固化时间≥14d。11.缩短各梁截面混凝土龄期的差异。

预应力施工质量控制

1.压缩管道设计采用塑料波纹管，吊索孔在最高点。2.布置预应力管路时，“#”字形钢筋应有合理间距，并合理调节管路的安装部位。3.在拉伸外部预应力柱之前，检查牵拉装置，并严格控制延率和张力，使工程上游和下游以及二岸均同步按序进行。4.注浆时采用真空辅助注浆技术和强压注浆。5.想要保障施工质量，需要按照科学的配比将膨胀剂和减水剂为0.1%的砂浆和水泥浆体进行混合，其中水灰比占约为0.4 。但为了增加水泥浆体的和易度，将最大真空度注浆材料参数宜限制在合理的范围内。

边跨现浇段施工

1.本工程浇梁段结构对本工程合龙段和边跨现浇段进行施工，主梁主截面宜采用安装悬肢支架的非对称悬肢式浸水篮，并在跨中心采用罐配重；针对梁段侧跨结构，封闭截面用胶带挂篮吊架代替。2.为提高结构质量，必须在浇梁段支撑纵梁之间的平台上放置圆钢丝或高强度钢丝。在关闭模具之前，降低模具以使混凝土达到其设计强度。边跨合拢时，梁体在边跨合拢和边跨梁受力前可自由滑过桥梁。3.挂篮改为截面梁、梁和结构吊架时，挂篮跨中侧的锚点设计为浮动铰支座，将在施工完成后交付。0浇梁段梁施工时，假设中跨梁伸缩，支架沿破损桥梁纵向自由滑动。4.中跨配重设计中，水箱应置于桥梁结构的T形支架上作为配重，水箱容量应能引起主码头在侧跨处偏心。偏心不对称平衡弯矩，最大配重340t。5.设置临时预应力梁时，为保证悬肢桥浇梁段结构正常，须分别将顶板与临时索TCls2、TCls1设在该大跨连续刚构桥桥梁的5#梁段与7#梁段间。

合龙段施工

1.在进行本工程合龙段施工过程中，很容易受到外界环境的影响。因此在合龙段施工过程中，需要结合天气情况，测试分析梁温与气温的关系，确定最佳合龙时间，为合龙方式的选择提供参考。2.结合气温与梁温度的关系，同时根据梁和桥梁结构可能发生的温度变化，选择自适应机械控制合龙方式。3.当温度变化较小，或温度过低时，用密封垫片，或在密封段上浇筑混凝土。4.快速、对称地封锁合龙口。5.合龙口混凝土要求早强，同时需要仔细压实和振捣，加强养护。6.为了确保在浇铸材料过程中封闭口一直稳定状态，装卸时应绕着桥梁轴线对称。箱梁的合龙，是将刚性T字形构架逐步转化为连续刚性构架的重要过程，这也是一种内部应力重新分配的过程。由于所有施工流程都直接关系着主桥的内部应力状况和线性程度，所以需要严格控制箱梁的顺序和温度。并持续观测桥梁部位的实际工作温度，并选取环境温度最低的时间进行合龙施工。

箱梁悬肢浇注

悬肢浇注施工

施工完成后，用两台主塔吊将主梁和两个挂篮对称组装在压气机上，形成悬肢结构进行浇注：粘接底部和腹板加强筋，组装预应力管。同时注意挂篮构件中的预留缝部位；设置内部模板和调整建筑立面；安装顶端模板并使之衔接于内外模板；绑扎顶板钢筋，并装配预应力管；背板腹板连续降下，悬肢梁前后对称交错地进行施工，易于修补和穿孔，并具备了与注浆管同等的耐久性和延展性。

线形控制结果

悬肢梁施工和检验过程是一项相当复杂的全系统过程，是大桥施工中的重要难点。在浇筑过程中，受混凝土浇筑、挂篮移动、结构负荷、预紧力、隧道混凝土灌浆、混凝土收缩与徐变、气温、湿度等多种因素的综合影响。为了保持良好的线条风格，重点是施工过程中需要进行详细的施工桥梁的预弯。通过检测结构和检查桥梁结构的精度，箱梁最终闭合时，每个闭合截面的相对标高误差不超过L/5000=30毫米（实测值为16毫米），轴线偏差不大于L/1000=15毫米（实际尺寸），使其能够满足施工的相关要求。

总结

综上所述，大跨度刚构桥上部结构的控制一定要紧密联系在一起，确保每个施工环节符合设计要求。主设计桥梁上部结构采用大跨径预应力混凝土，连续刚性箱梁、主梁、边跨现浇，其余现浇。悬挂式铸铁悬肢篮，挂篮采用钢吊索与精轧钢吊肢组合，刚性高，变形小，调整方便，有利于直线结构控制，前进运动快，工作空间大。