潼江河特大桥（95+180+95）m连续刚构施工流程及安全对策

缪志智 MIAO Zhi-zhi

（中交第二公路勘察设计研究院有限公司，武汉 430056）

0 引言

在特大桥建设过程中，桥梁大跨径部分需要用到连续刚构。连续刚构的施工难点是支架搭设难度大[1]，尤其是在地质条件复杂地区。为了克服这一难点，在地质条件恶劣的地区采用挂篮悬臂浇筑法，这种方法能显著降低恶劣地质条件带来的施工难度，目前已被众多施工企业所采用。在连续刚构桥梁建设施工中，预应力混凝土结构施工质量把控关系着连续刚构的稳定性和安全性[2-3]。底板崩裂也会出现在连续刚构施工中，应针对底板崩裂的原因提出相应的控制预防措施[4]。当场地不适宜于大型移动设备时，采用挂篮悬浇筑法来建设连续钢构构建[5-6]。挂篮悬臂浇筑法的施工工艺复杂，安全对策繁杂多样，深入研究挂篮悬臂浇筑法的施工工艺和每种工艺所对应的安全对策，对于强化施工过程中的安全等级和提升施工工艺质量有着重要意义。本文基于实际施工案例，对特大桥梁连续刚构挂篮式悬浇法施工工艺和安全对策进行分析研究。

1 工程概况

潼江河特大桥（图1）位于梓潼县许州镇百顷村和龙村境内，桥梁全长1398m，中心里程为：K93+092.6。孔跨布置为6×25m+19×40m+（95+180+95）m+2×40m+1×25m，全桥设30个桥墩2个桥台。圆柱墩用于引桥桥墩，双肢薄壁实心墩用于主桥桥墩，重力式桥台用于引桥桥墩。（95+180+95）m连续刚构位于25-28号主桥桥墩。本文将研究（95+180+95）m连续钢构的施工工艺和施工过程中的安全对策，结合项目施工经验，为以后的类似工程施工提供合理的施工工艺参考和安全处治措施。

图1 潼江河特大桥主桥全貌设计图

2 施工工艺

2.1 技术参数

潼江河特大桥（95+180+95）m连续刚构全长370m，分左右幅。主桥起止点桩号分别为K93+310.1和K93+680.1，主桥桥轴为直线，纵断面位于i=l.70%的上坡段上，桥面设2%的单向横坡。

①设计为单箱单室结构，混凝土标号C60。箱梁的顶板宽度和底板宽度分别为16.85m和9.0m，外翼板悬臂的长度为3.925m，箱梁顶板的单向横坡坡度设置为2%。箱梁边跨和跨中的现浇段梁高度是4.0m，箱梁根部断面和墩顶0号梁段的高度是12.0m。箱高在中跨跨中至箱梁根部区段以1.6次抛物线变化。在墩顶范围内的箱梁腹板厚度为120cm，从箱梁根部至跨中梁段腹板存在85cm、70cm及55cm三种厚度，箱梁0号梁段的底板厚为200cm，其余梁段底板由箱梁根部截面处的150cm厚度以1.6次抛物线渐变至跨中和边跨合龙段截面的32cm厚度。主桥上部釆用挂篮悬臂法来施工，0号段箱梁的长度是14m，悬臂标准节段的施工尺寸是10×3.0m+13×4.0m，全桥共设3个长度为2m的合龙段，桥梁边跨的现浇段长度为3.80m。1号~23号梁段釆用挂篮悬臂浇筑施工，最大控制重量为3108.5kN（1#梁段）。

在主桥跨中段设置4道转向块，每一道转向块的厚度为0.6m，2道横隔板（厚度0.3m），边跨段设2道转向块（厚度0.6m），1道横隔板的厚度为0.3m；在两个主墩的墩顶各设置2道横隔板，隔板厚度1.8m，并作为体外束的锚固块。

②全桥预应力设计。

1）纵向预应力束。

箱梁顶板束、腹板束、边跨合龙段顶板束均采用25ΦS15.2高强低松弛钢绞线，中跨底板束、中跨合龙段顶板束采用22ΦS15.2高强低松弛钢绞线，边跨底板束采用15ΦS15.2高强低松弛钢绞线。

2）竖向、横向预应力束。

竖向预应力束采用低回缩锚具体系，其高强低松弛钢绞线采用3ΦS15.2型号，箱梁腹板内每隔50cm沿纵向交替布置一束竖向的预应力束。箱梁顶板内每隔50cm沿纵向设一道横向预应力束，高强低松弛钢绞线采用3ΦS15.2型号。箱梁0#块和端横梁内均设置横向预应力束，高强低松弛钢绞线采用5ΦS15.2型号。

3）体外预应力

体外预应力的张拉索选用环氧涂层钢铉线成品索，27ΦS15.2型号，外层采用热挤HDPE防护。为防止主桥在使用期间出现下挠过大的情况，在箱梁内体外束进行二次张拉，张拉控制应力不得超过1116MPa。

2.2 工艺流程

由于潼江河特大桥（95+180+95）m段的地质环境恶劣，大型吊装机械不能施展，该段的连续刚构采用挂篮悬臂浇筑法进行施工建造。首先对0#块进行施工，为后续施工提供工作平台。

连续刚构的0#块采用三角托架法进行施工浇筑，中间节段采用挂篮悬臂进行浇筑，边跨现浇段采用三角托架法进行浇筑，边跨合拢段和中跨合拢段均为挂篮吊架法进行施工。

在0#块的基础上建造1#节段，1#节段为本次悬浇最重节段，重量为310.5t。具体施工步骤为：

第一步：在主墩墩身上埋设预埋件，安装0#块托架体系，预压0#块托架，完成0#块箱梁混凝土浇筑、张拉、压浆施工。

第二步：在0#块上安装挂篮，对挂篮进行预压处理，然后再对1#梁段进行浇筑，完成后依次对称悬臂浇筑1#～23#节段，张拉相对应梁段纵向、横向、竖向预应力钢束，达到最大悬臂状态。

第三步：在边墩上埋设预埋件，搭设边跨现浇直线段托架体系，支架预压后再进行边跨直线段的混凝土浇筑工作。

第四步：把原有边跨直线段托架当做吊架平台，同时在跨中悬臂端部施加边跨合拢段配重P1（P1为吊架重量）；各悬臂端施加配重P2，浇筑边跨直线段混凝土，同时将配重P2’进行卸载处理，混凝土开始养护，并张拉边跨顶板和底板预应力钢束。

第五步：拆除边跨直线段的吊架，安装中跨合拢段的吊架，并且卸载平衡配重P1+P2。

第六步：中跨安装平衡配重P3，合拢段两端施加顶推力F，顶推施加完毕后安装劲性骨架，浇筑中跨合拢段混凝土，同步卸载平衡配重P3’。

第七步：全桥进行合拢，混凝土养护，张拉边跨顶和底板预应力钢束，并拆除中跨的合拢吊架。

2.3 0号块施工

0#块为挂篮悬臂浇筑法施工的基础模块，为后续节段施工的工作平台。0#块长14m，高12m，为单箱单室箱型结构。0#块采用两次浇筑，第一次浇筑高度6.5m，第二次浇筑至梁顶高度。

2.4 悬臂浇筑段施工

图2是悬臂浇筑梁段的工艺流程图。待0#块施工完成后，拆除0#块托架，并在0#块上开始挂篮拼装和试压，将挂篮移动到合适位置进行固定。模板与前段混凝土紧密贴合，缝隙误差控制在0.25%，已施工端面混凝土应进行凿毛，露出75%以上的新鲜混凝土，保障钢筋持力稳定可靠。混凝土分层浇筑厚度控制在30cm，以免因分层厚度过大形成施工冷缝，振捣器移动距离不能超过1.5倍作用半径。待混凝土强度不低于90%时进行纵向预应力张拉，竖向预应力钢束采用滞后张拉工艺，张拉时遵循先长束，后短束，左右对称的原则。为提高压浆密实度，每次压浆后需稳压3~5min，减少预应力损失。

图2 悬臂浇筑梁的工艺流程图

2.5 边跨现浇直线段施工

边跨直线段长3.8m，高度为4m，梁顶宽16.85m，梁底宽9m。混凝土总方量为117m3，其中悬臂段方量为36m3。施工工艺采用三角托架法，采用一次浇筑成型体系。为消除非弹性变形和确保支架强度，对支架按单元采取3级加载预压，3级加载荷载依次为单元内钢筋混凝土自重的60%、100%、110%。为确保预压结果的可靠性，每级加载完成后，应停止下一级加载，并应每隔2h对支架沉降量进行监测，当支架顶部监测点沉降量平均值小于2mm时，再进行下一级加载。（图3）

图3 边跨现浇直线段的施工工艺流程图

2.6 合拢段施工

边跨和中跨合拢段长度均为2m，其梁高均为3.0m，底板宽9m，顶板宽16.85m。利用边跨直线段托架与吊杆形成吊架平台，边跨合拢段利用托架及施工挂篮吊架形成吊架平台，一次浇筑成型。合拢段施工遵循“先边跨、后中跨”的原则，23#节段施工完成后开始先边跨合拢，待该工序完成后再进行中跨合拢段建设，合拢段施工温度不超过20±2℃。合拢段混凝土灌注一次浇筑成型，时间控制在2～3h内完成，不得超过4h。中跨合拢段使用单侧挂篮进行合拢段施工，另外一侧挂篮施工23#节段后，往0#块侧倒退一个节段。

3 安全应对措施

为确保连续刚构施工中的安全，在进行连续刚构施工时，必须将安全工作放在首位，预防为主，项目部建立安全管理责任制度，并与施工班组负责人签订安全管理责任书，明确安全管理职责划分，确保安全管理严密无漏洞、无死角。定期组织施工安全检查，并及时召开安全生产情况反馈会，确保安全管理日常化、规范化、具体化。

成立安全生产管理领导小组，负责安全管理职能分工、工作流程制定、安全管理制度的制定，对安全施工进行突击检查等。

3.1 混凝土施工安全措施

①预应力张拉时，混凝土强度应达到90%或者养护时间少于7天，防止因混凝土强度不达标导致预应力损失。

②振动机搬运过程中应将电源线收纳至保护盒内，严禁将电源线在钢筋等坚硬锋利物上拖行，防止利器划破电线导致触电伤亡事故。

③施工时人员不得站在模板外侧及支撑上，要站在护栏或模板内，防止因模板倾覆导致安全事故。

3.2 预应力张拉安全措施

①预应力钢绞线下料工作需要在清理干净的硬化场地内进行，防止异物夹杂到预应力构建中，导致预应力损失。

②场地内不能进行电焊工作，防止电焊时产生的电焊弧击伤预应力钢绞线，导致钢绞线在张拉时出现断裂事故。

③预应力张拉前，检查夹片和锚具的硬度、润滑度、夹片有无裂纹、有无锈蚀现象，防止夹片和锚具弹出伤人。

④预应力在张拉时要调整油顶位置，保证油顶、锚具、锚垫板三者处于一条直线上，防止张拉时因错位引发安全事故。

⑤因预应力在张拉时存在断筋的风险，在预应力张拉时，油顶后面严禁站人。

4 结语

大桥的连续刚构施工中，挂篮悬臂浇筑法被广泛运用在地质条件恶劣，大型移动吊装机械无法开展的地方。由于该方法的施工工艺相对复杂，施工中安全隐患多，需要加强施工工艺质量管理，采取稳当可靠的安全应对措施。本文立足于潼江河特大桥（95+180+95）m连续刚构的施工工艺和安全对策开展分析研究，做到科学的施工工艺和稳妥的安全对策，保障大桥的使用性能和施工人员的生命安全。潼江河特大桥（95+180+95）m连续刚构采用了这一套施工工艺和安全对策后，取得了良好的施工效果，为相似工程提供了有效的依据。