桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的应用

收稿日期：2024-03-25

作者简介：王忠培（1984—），男，本科，工程师，从事路桥管理工作。

摘要 大跨径连续桥梁是桥梁建设中应用较多的结构形式之一，施工技术是影响此类桥梁结构安全、建设进度和工程质量等的重要影响因素，文章对大跨径桥梁分类及特点进行了探讨。基于此，围绕施工准备、预应力分析、深水承台建设、温度控制和孔道压浆作业等重要施工内容，详细阐述了大跨径连续桥梁施工技术的应用要点。最后，提出了针对大跨径连续桥梁施工过程的质量管控策略，为类似结构的施工技术及应用提供参考。

关键词 桥梁工程；大跨径连续桥梁；施工技术；应用要点

中图分类号 U445.4文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）09-0055-04

0 引言

近年来，我国城市规划体系逐步趋于完善，基建技术也得到了迅速发展。随着越来越多的道路桥梁工程投入建设，如何提升工程美观性、实用性、安全性与稳定性，已成为业界内的重要研究方向。目前，大跨径连续桥梁施工技术已得到了广泛应用，其具有结构变性小、刚度大、稳定性强等优势，能够更好地适用于当前的桥梁工程建设要求。该文通过总结类似结构经验，对大跨径连续桥梁施工技术的应用进行详细分析，以期能够为相关工程的规划建设提供一定参考。

1 研究概述

近年來，我国交通运输事业获得了良好发展，越来越多的桥梁工程投入到施工建设中。其中，大跨径连续桥梁因其所具有的强稳定性、强承重性而获得了广泛的推广应用。这种桥梁工程以混凝土材料为主要建材，通过连续型梁体增大桥梁上下部载重能力，并降低墩顶处负弯矩，优化施工效益。柔性墩施工技术的引入，使得大跨径连续桥梁呈现出良好的抗震性、安全性和可靠性，属于典型的多次超静定结构。

但在实际施工建设期间，常因预应力变化等因素造成不均匀沉降现象，导致桥梁工程稳定性下降，难以保障最终建设质量。在施工建设期间，由于大跨径连续桥梁施工的复杂性强、难度大，因而对相关人员的专业素养提出了更高要求。另外，当气候、地理因素发生变化时，工程建设效率与质量将受到一定影响，实用性下降，且施工过程中的机械设备使用也遭到一定限制。在项目工程施工建设中，存在诸多安全隐患，高空作业阶段安全事故频发。诸如此类问题的存在，给大跨径连续桥梁施工技术的应用造成了诸多限制。为此，各参建单位需要树立起科学的发展观念，明确常见大跨径桥梁的分类与特点，把握好技术应用要点，并通过适当的管理措施切实保障施工过程得以顺利推进。

2 大跨径桥梁的分类与特点

2.1 拱式桥

在现代桥梁工程中，拱式桥比较常见。因其造价低且工程技术相对成熟，在各中小城市获得了广泛的推广与应用。拱式桥的建设需要运用到钢筋混凝土、钢管混凝土等主要建设材料，整体施工难度适中，有利于在短时间内快速掌握施工工艺。拱式桥在强度、耐高温等方面有着明显的优势，且建设经济性高，被广泛应用于各地城市的交通网络建设。

2.2 梁式桥

预应力混凝土连续箱型梁桥是最为常见的大跨径梁式桥，在各地城市交通网络建设中的普及率较高。这种桥梁工程的刚度大且接缝少，整体施工建设的稳定性强、养护难度低，具有显著的应用优势。此外，我国梁式桥建设技术相对成熟，且相较于预应力混凝土连续桥梁而言，大跨径梁式桥的结构具有更为优良的抗扭刚度，徐变性更小，更适用于现代桥梁工程建设。但同时受其自身重量影响，桥梁跨度具有一定局限性，在实际施工建设期间需要做好质量、安全和风险管控，优化工艺技术[1]。

2.3 悬索桥

在特大跨径桥梁中，悬索桥是一种常见的形式，其整体建设结构包含索塔、主缆、吊索、主梁和锚碇等，建设规模宏大，且外形美观性强。近年来，随着越来越多新型建材运用于悬索桥建设中，其整体抗拉强度明显提升，在桥梁跨径500 m以上的工程中获得了广泛应用。

2.4 斜拉桥

斜拉桥具有良好的抗风性，梁体尺寸较小、自重较低，且跨越能力十分优异。其构件包含索塔、主梁、斜拉索等，建设优势显著。然而，由于其工艺复杂性强、技术含量高，所以对相关人员综合素养的要求更高。工程建设期间涉及大量的高空作业任务，安全隐患较大。为此，施工期间需要切实保障现场作业安全性。现阶段，斜拉桥已成为跨径800 m范围内的最优选择，其良好的工程造价能力与力学性能得到了充分体现[2]。

3 大跨径连续桥梁技术的应用要点

3.1 施工前的准备工作

考虑大跨径连续桥梁施工技术具有一定复杂性，在施工时需要规范落实前期准备工作，合理选择施工建材，规范施工工序，以切实保障后续施工进程能够得以顺利推进。以某互通C匝道桥梁项目为例，在X720位置上建造Ф1 000 mm×10 mm的钢管桩结构，选择以14a槽钢进行连接。在明确工程建设要求后，应落实好材料选择、初步处理工作，以保障后续施工作业的规范性，提升质量监督水准，为项目工程的顺利建设筑牢根基。

施工单位可以选择以2I45a工字钢、2I40a工字钢为顶部主梁的建设材料，选择以对称布置的方式落实初步焊接处理，从而构成工字钢处理模式。基于项目工程实际建造要求，在两侧翼板位置可选择I20a工字钢材料，检验产品合格资质，并在施工时将相邻工字钢间距控制在0.5 m。随后，还需要对钢管结构末端切口进行检查，落实好初步处理工作，从而有效降低施工期间产生锈蚀、变形、裂纹等问题的概率，提升作业安全系数[3]。

3.2 预应力分析

预应力是影响大跨径连续桥梁施工质量的关键因素，是提升工程建设质量的根本要求。基于此，相关人员在施工前需要落实好预应力分析工作，结合所获得的数据实施科学、合理的预应力处理策略，确保项目工程建设质量能够满足前期规划要求。在实际建设期间，相关人员可以选择以预应力构件、模型演练的方式对预应力处理环节实施科学的预测与评估，以确保能够全面增强工程设计和施工的成效，提升预应力处理质量。同时，选择预应力构件施工亦能够增强构件搭接作业的合理性，为后续施工做好铺垫，并达成大跨径连续桥梁施工技术应用效果的最大化，顺利完成构件管理目标。

当采用体外预应力时，预应力筋的安装应精确，锚垫板位置准确，孔道通畅，避免在安装过程中受到机械损伤。外套管（如高密度聚乙烯管或镀锌钢管）的性能和质量也需符合相应标准，确保其防水性、耐久性和与预应力筋的兼容性。防腐蚀材料应与体外束所处环境和使用年限相匹配，并在加工、运输、安装及张拉过程中保持稳定性和柔性。在进行应力控制措施分析时，应全面把控温度应力、收缩应力与施工荷载应力等，确保大跨径连续桥梁施工符合规范。

3.3 深水承台建设

目前，大部分大跨径连续桥梁都需要跨河流修建，因而产生了诸多水中施工单元。而在此过程中，水流冲刷、侵蚀等将给工程施工造成不利影响。为此，需要通过修建深水承台尽可能规避此类不良影响，维持施工效能，保障后续施工作业的顺畅性，如图1所示：

图1 大跨径连续桥梁工程深水承台示意图

深水承台施工主要包括围堰选择与设置、基坑开挖和承台施工等三个步骤。围堰施工时，根据水深、水流和地质条件选择合适的围堰类型，确保围堰的稳定性和密封性。定期对围堰进行检查和维护，确保其在使用过程中始终保持稳定和安全。在基坑开挖过程中，应严格控制开挖深度和边坡坡度，防止基坑坍塌。应设置有效的排水系统，防止基坑积水对施工质量造成影响。在基坑周围设置防护设施，防止人员和设备坠落。承台施工时，应严格控制钢筋、混凝土等原材料的质量，确保符合设计要求。对承台进行必要的养护和检测，确保其达到设计所要求的强度和稳定性。此外，应制定严格的安全管理制度和操作规程，确保施工人员严格遵守。在施工现场设置明显的安全警示标志，确保人员和设备的安全。

3.4 温度控制

大跨径桥梁工程施工期间，对于温度的要求较高，常因施工温度超范围而对工程施工建设造成明显干扰。基于此，需要通过优化温度控制策略创造出良好的施工条件，将温度干扰降到最低。在工程建设过程中，梁体顶部长时间接受阳光照射，因而会导致其与底部产生明显温差，对主梁结构的扰度分析造成一定影响[4]。此类问题若未得到有效解决，则极易诱发桥墩位移问题，导致工程整体建设质量下降。为此，相关人员需要重视对施工温度的监测分析，结合所得监测数据合理规划施工进程和时间安排，降低温度对工程施工造成的影响。

在桥梁结构的易受温度影响部位，如伸缩缝、支座等，应采取相应的保护措施，防止温度变化引起的变形或损坏。在低温环境下，应采取保温措施，防止混凝土受冻。在施工过程中，应尽量保持施工现场的通风良好，避免高温高湿环境对混凝土质量的影响。对于特殊施工环境，如山区、河谷等，应充分考虑环境温度的变化对桥梁结构的影响，并采取相应的应对措施。另外，当进行精细化施工质量控制时，应设置温度测控系统，实时监测桥梁结构的温度变化，并根据温度变化及时调整施工措施。当温度超过预设的阈值时，应启动预警机制，及时采取措施防止温度变化对桥梁结构产生不利影响。

3.5 孔道压浆作业

孔道布置、张拉控制是大跨径连续桥梁施工建设的关键工序，是孔道压浆作业期间必须落实的作业任务。为进一步提升大跨径连续桥梁施工效果，提高作业水平，应当灵活配置相应定量的膨胀剂，以取得最优的施工成效。在施工前，施工人员需要先清除完毕现场杂物，将钢筋结构锈蚀部分清除干净。随后在封端处理阶段，应切实增强桥体结构的稳定性与严密性，降低梁体漏水的可能性，保障工程建设质量。

孔道压浆首先应严格筛选和检验原材料，确保材料质量达标，水泥浆中的水灰比、添加剂等应符合施工要求。在压浆前，孔道应冲洗干净，确保孔内无积水、杂物和油污。采用密封罩或水泥浆等对锚具夹片空隙和其他可能漏浆处进行封堵，防止压浆时浆体泄漏。其次是压浆设备与工艺方面，优先选用真空辅助压浆工艺，以提高压浆的密实度和质量。壓浆管路长度应适当控制，过长时应提高压力以补偿压力损失。压浆时应开启压浆泵，排除管路中的空气、水和稀浆，确保浆体流动度与搅拌罐中一致。压浆顺序应遵循由低到高的原则，确保浆体能够顺利填充孔道。控制好压浆压力大小和速度，避免压力过大或过小影响压浆质量。每个孔道的压浆作业应一次性完成，不得中途停止。如因故障中断且时间超过规定，应重新清洗孔道后再进行压浆。压浆完成后，应立即清洗梁体表面、锚垫板及锚具上的水泥浆，保持梁体清洁。做好压浆记录，包括压浆时间、压力、浆体配比等信息，以便后续的质量控制和追溯。

4 强化施工质量管控的策略

4.1 优化施工技术和工艺

相较于中小跨径桥梁而言，大跨径桥梁的力学性能更为敏感，对施工技术和工艺要求较高。悬臂浇筑施工是大跨径连续桥梁常用的施工方法。悬臂浇筑的主要临时受力构件为挂篮，通过挂篮由墩顶向跨中方向依次悬臂浇筑施工，具有易加工制造、安装简便、承载能力高、适应性强和经济性好等优点。托架和挂篮现场拼装施工是控制工期的重要环节，墩顶0#块施工托架和悬臂段施工挂篮可以采用预制形式，以减少现场拼装时间，悬臂浇筑主要施工步骤如图2所示。

悬臂浇筑工艺施工的质量控制因素包括挂篮设备和材料两个方面，挂篮设备安装和拆除必须满足规范要求。设计时应充分考虑施工过程中的临时荷载和环境因素，挂篮安装完毕后，必须进行预压处理，消除后期施工时的非弹性变形，因此挂篮材料的强度至关重要。

4.2 加强应力控制质量

大跨径连续型桥梁工程在施工期间受温度应力、徐变应力、荷载力和结构应力等诸多因素影响，这将导致其稳定性下降。为此，应在设计阶段明确桥梁工程施工的受力点，明确应力分布状况，通过有效的控制策略增强工程结构的荷载力与抗拉伸效果。应注重对工程结构截面位置的分析，运用专业测试仪器展开精准预测。针对实际应力与理论预估值间差值过大的现象，需要及时检查施工结构，准确定位问题发生区域及诱因，并采取相应措施降低预期应力和实际应力间的偏差值。

加强应力控制的主要手段包括精确监测与数据分析、合理控制施工工艺、优化桥梁结构设计、采取体外预应力措施和加强施工监测与反馈。在施工过程中，应对桥梁的应力状态进行实时监测，这包括使用先进的应力监测设备和技术，如应变计、应力传感器等，以获取准确的应力数据。在设计阶段，应充分考虑各种应力因素对桥梁结构的影响，合理确定桥梁的截面尺寸、材料选择等参数；可以通过施加体外预应力改善结构的承载能力，减少后期结构下挠病害的发生，从而改善桥梁的应力状态。

图2 大跨径连续梁桥悬臂浇筑施工步骤示意图

4.3 控制桥梁线形

对于桥梁挠曲、变形等问题，需要明确其诱因，并及时予以处理。在施工期间，受诸多因素影响，桥梁结构可能产生路径变化现象，并使得其偏离于预定设计位置，造成桥梁无法正常收拢的问题，难以满足工程规划设计要求。基于此，在工程施工建设期间，需要加强对线性建设阶段的管理与控制，从而降低桥梁变形问题的发生率[5]。

对于大跨径连续梁桥而言，悬臂浇筑施工过程中由于结构自重和临时荷载作用，不可避免地出现梁体的下挠变形，为使梁体线形满足设计目标，在施工过程中通常将梁体预先上抬，通过设置立模预拱度方式实现线形控制。由于结构非弹性变形可通过挂篮预压得以基本消除，施工控制的关键是得到不同施工阶段的弹性变形。目前，桥梁博士、Midas/Civil等有限元软件能够准确地得到不同荷载组合下、不同受力状态下的弹性变形，因此借助有限元软件能够完成大跨度连续梁桥的施工过程控制。在实际施工过程中，应严格控制原材料质量，规范施工工艺和技术，使有限元软件的数值模拟结构更接近于实际状态。

4.4 施工安全环保问题

大跨径桥梁工程的建设周期长、施工环境复杂且技术要求高，施工期间常产生各种安全风险，给相关人员的人身安全造成了严重威胁。为此，在优化施工工艺、提升建设质量的同时，還需要加强安全管控，严格遵循相关法律法规及工程建设要求，对各施工工序进行严密管控。各建设单位需要设置专门的安全管理部门，增强对大跨径连续桥梁施工技术的了解，使其能够规范指导施工人员作业。应健全任务分配、责任追究和绩效管理制度，加大对违规作业、不佩戴安全防护装备等行为的惩罚力度，并加强对施工人员的安全教育，切实规范其作业行为。

大跨径连续梁桥在跨越河道施工时，应尽量减少对周围水体的污染，采取必要的环保措施；应对施工区域进行定期的环境监测，确保施工活动对环境的影响在可控范围内。

5 结语

在建设桥梁工程时，应用大跨径连续桥梁施工技术能够有效提升桥梁承载力，为来往车辆提供安全、稳定的通行环境。施工单位应基于工程建设需求，强化技术整合，提升施工工艺管理效果，保障将大跨径连续桥梁施工技术的应用优势发挥到实处。该文主要就大跨径桥梁的分类和特点进行了分析，并对大跨径桥梁施工技术的具体应用展开探讨，以期为相关桥梁施工提供一定参考。

参考文献

[1]文明高. 大跨径连续桥梁施工技术要点及质量控制措施分析[J]. 工程技术研究， 2022（14）： 77-79.

[2]张伟莹. 桥梁工程施工中的大跨径连续桥梁施工技术研究[J]. 江苏科技信息， 2022（18）： 43-45.

[3]张险峰， 孟庆花. 探究桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的应用[J]. 建筑与预算， 2022（2）： 37-39.

[4]侯立君. 试析桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的应用[J]. 绿色环保建材， 2020（5）： 117+120.

[5]戴虎斌. 基于桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的研究[J]. 科技视界， 2020（7）： 229-231.