带椭圆孔V型刚构桥斜腿关键施工技术研究

李建明 王贤鹏

广州市市政工程机械施工有限公司 广东 广州 510060

引言

V型斜腿刚构桥因其结构新颖和造型美观，越来越多被用在城市桥梁当中。在以往的工程实例中，V型斜腿通常采用满堂支架法和万能杆件组拼支架法进行施工[1-3]。以广州科技教育城中轴广场和开元路建设工程为研究背景，该项目刚构桥斜腿上部与桥面中隔梁结合处厚度为1.8m，根部与承台结合处厚度为1m，斜腿上部浇筑混凝土时，会因混凝土自重较大对斜腿根部产生巨大的弯矩，进而引发斜腿根部出现裂缝，且目前繁琐的钢模板装拆工艺也为施工增加了难度。本文介绍了一种新的带椭圆孔V型斜腿施工工艺，通过采用临时拉杆减少斜腿开裂；设计了一套可快速装拆调节钢模板优化施工；提出了一种新型监测方法监控斜腿变形。

1 工程概况

本桥采用（21.5+25+21.5）m 现浇预应力混凝土 V 型斜腿刚构桥，跨中桥面总宽 81.0m，共分为4幅桥，边幅桥跨中桥面宽度为19.5m，中幅桥跨中桥面宽度为16.5m，相邻两幅桥间设置宽3.0m的采光区。边斜杆厚度采用等厚度，为800mm，其与水平面夹角为33.69°（1∶1.5）。斜腿采用变厚度，顶端厚1800mm，底端厚1000mm，直线变化，其与水平面夹角为50°。

2 工程重难点

本研究课题主要对斜腿刚构桥的V型斜腿关键施工技术进行研究，重点研究以下几个方面：

在斜杆与斜腿之间使用对拉螺纹精钢进行临时拉结，抵消钢模板及钢筋自重，消除斜腿模板与支架之间的弹性及非弹性变形，同时分担斜腿混凝土浇筑时产生的部分水平推力。

斜腿椭圆孔采用定制可装拆调节钢模板浇筑而成，可实现钢模板的快速安装。

提出一种基于不同工况下斜腿施工的监测方法。

3 施工关键技术

图1 斜腿刚构桥立面图

3.1 对拉螺纹精钢的应用

为确保斜腿底模及满堂支架不产生向跨中侧的水平位移，满堂支架同时设置竖向支撑和斜撑。浇筑斜腿混凝土前，在斜杆和斜腿之间使用对拉螺纹精钢进行临时拉结，抵消钢模板及钢筋自重，消除斜腿模板与支架之间的弹性及非弹性变形。

临时拉杆采用Φ32精轧螺纹钢筋，在边斜杆上的锚固点距离箱梁顶板上缘1700mm，在斜腿上的锚固点距离箱梁顶板上缘2200mm。中幅桥临时拉杆每个横向共计8根临时拉杆。边幅桥临时拉杆每个横向共计12根临时拉杆。

通过有限元软件分析得出，中幅桥临时拉杆初始张拉力为2.9kN，边幅桥临时拉杆初始张拉力为3.8kN。

斜杆临时拉杆端用螺母与铁块固定在钢筋上浇筑混凝土，外段使用脚手架固定，临时拉杆使用套筒连接，斜腿端部临时拉杆预拉绷直后用锚具固定在钢模板外侧，浇筑斜腿混凝土。临时拉杆在箱梁混凝土浇筑完成后，预应力筋张拉前拆除。

3.2 斜腿椭圆孔可装拆调节钢模板的应用

斜腿椭圆形尺寸长轴3500mm，短轴2000mm，考虑上部浇筑混凝土的重量挤压以及后期的拆模，施工现场采用钢模板分板块拼装，用螺栓连接板块，椭圆中轴用调节模板拼装。用钢筋固定椭圆钢模板，待混凝土达到拆模强度后，先拆除调节模板，后拆除模板B1，最后拆除模板B2。调节模板之间粘上贴条，一方面可防止混凝土在浇筑时溢出模板面，另一方面方便拆卸。

3.3 基于不同工况下斜腿施工的监测方法

为监测斜腿变形，在桥跨梁板和斜腿均匀设置5个监测点，在支架预压过程中监测斜腿数据，本次支架预压过程监测分两次进行，第一次监测周期从左边幅桥一跨预压50%开始至预压100%结束，时间持续1.5d；第二次监测周期从左边幅桥一跨预压100%开始至预压120%结束，时间持续11h。通过监测数据，确定是否发生变形或产生位移。

支架预压期间均采用自动化实时监测，监测参数为：高支模水平位移监测、竖向位移监测、立杆轴力监测、杆件倾斜监测。

支架预压第一次监测周期内，水平位移累计值为4.28mm，小于预警值5mm和报警值8mm；竖向位移3.13mm，小于预警值8mm和报警值10mm；立杆轴力8.05kN，小于预警值20kN，小于报警值25kN；杆件倾斜累计值为3.426mm，小于报警值16.8mm。支架预压第二次监测周期内，水平位移累计值为6.69mm，小于报警值8mm；竖向位移6.02mm，小于预警值8mm和报警值10mm；立杆轴力10.49kN，小于预警值20kN，小于报警值25kN；杆件倾斜累计值为6.114mm，小于报警值16.8mm。

通过支架预压第一次监测数据和第二次监测数据可以得出结论：预压过程中，各测点的变化均未超过其报警值，后续施工过程中整个高支模结构体系将处于稳定可控状态。

图2 斜腿内模模板装配示意图

4 结束语

本文以广州科技教育城中轴广场和开元路建设工程为工程背景，对带椭圆孔V型刚构桥斜腿关键施工技术进行了介绍。针对斜腿头重脚轻的设计理念，提出一种在斜杆与斜腿之间使用对拉螺纹精钢进行临时拉结的施工工艺，抵消钢模板及钢筋自重，消除斜腿模板与支架之间的弹性及非弹性变形；设计一套可快速装拆调节钢模板，实现V型斜腿椭圆孔部位的快速化施工；提出一种基于不同工况下斜腿施工的监测方法，有效监控斜腿的变形。