关于高墩大跨径连续刚构桥上部结构施工控制的研究分析

关于高墩大跨径连续刚构桥上部结构施工控制的研究分析

何丰前王永平

雅砻江流域水电开发有限公司四川成都610046

摘要：目前，随着社会经济发展、科学技术也随之发展，我国的交通建设行业也取得了卓越的发展，高墩大跨度连续刚构桥的建设越来越普遍、特别是应用于跨越江河、深山峡谷等建设条件差的区域。但是高墩大跨径连续刚构桥因其具备工程浩大、施工难度大等特点，所以要想保证大桥的施工质量，就必须在施工过程中做好细节控制。本文结合笔者在雅砻江两河口水电站库区复建公路工程库首跨库特大桥工程中的相关工作经验，就连续刚构桥上部结构的部分施工环节的控制进行了简要分析。

关键词：大跨径连续刚构桥；上部结构；施工控制

引言

在预应力混凝土连续刚构桥建设中，上部结构常采用适用条件广泛的对称分节段悬臂浇筑法施工（亦可采用悬臂拼装施工，但受地形、运输、预制、吊装等条件一般不适合山区），这种施工方式必然会给桥梁结构带来非常复杂的内力和位移变化，而跨库特大桥边跨较普通桥梁多出4.5m需悬臂浇筑的不平衡段，如此一来，要想确保桥梁的施工质量，就必须在施工过程中对桥梁做严格的施工质量控制，确保每一个细节的标准和完美。

1概述

跨库特大桥（主桥为120+220+120m连续刚构）设计根据建模计算给出了桥梁结构最终成桥的理想状态，未对施工过程中各阶段桥梁结构的状态进行描述和说明，故无法对施工过程中各阶段桥梁结构的施工状态作出评定。由于连续刚构桥上部结构是逐节段施工形成的，其实际施工材料的力学参数及预应力损失等都会与设计有一定差异，节段立模、测量误差以及环境变化对结构变形的影响等因素在设计过程中是无法准确预料的。因此，为保证跨库特大桥在成桥时的内力和线形状态可知且符合设计要求，针对桥梁的特点和施工方案，通过现场实测、计算分析，使施工实际与设计的误差对结构的影响达到最小，使结构的线形符合设计，内力状态处于最优，必须进行有效的施工监控。对施工工程中各工序控制是本文主要探讨的内容。

2高墩大跨度连续刚构桥的结构特点

2.1桥墩结构特点

跨库特大桥主墩采用单室空心墩（墩高172m），大跨度刚构桥的桥墩具有高而柔的特点，且沿桥向抗推刚度小，在满足桥墩强度要求的前提下，利用高墩的柔度来适应结构由预应力、制动力、混凝土收缩、徐变和温度变化所引起的位移，使结构受力更加合理。

刚构桥桥墩可选择双肢薄壁墩和单肢薄壁墩两种形式，两者相比墩身内力差别不大，横向变形差异大。但是当桥墩过高时，双肢墩没有单肢墩施工方便；同时在对抗风要求较高，或处于曲线上的弯桥时，一般考虑采用单肢薄壁墩，单肢墩横向刚度大的特点就显现出来了。

2.2主梁结构特点

跨库特大桥主桥上部结构为（120+220+120）m三跨一联预应力混凝土连续刚构桥。主梁采用三向预应力体系，纵向预应力钢束设置了腹板束、顶板束和底板束。每个“T”构向两侧各划分25个节段，“T”构最大悬臂长度为108.5m，每个边跨现浇段分2个节段，现浇段长度为4m，全桥共设3个合龙段，每段长度均为2m。箱梁底板下缘按1.8次抛物线变化，主梁采用的是分节段挂篮悬浇施工工艺。

3桥梁上部结构施工方案

3.1挂篮施工

3.1.1本工程项目中上部结构施工过程中采用菱形挂篮。

3.1.2挂篮的组成：主桁系统、走行锚固系统、导向系统、前上横梁系统、底篮系统、平台系统、模板系统等组成。

3.1.3挂篮安装：待0#段施工完毕后，可进行挂篮施工。

3.1.4挂篮安装顺序。

（1）找平梁面。（2）将轨枕均匀布设在梁体竖向预应力筋间隙内，要求轨枕顶面高度基本一致。（3）安装滑道梁。（4）安装挂篮主桁前后支点、托船从轨道后端穿入后支点托船、前端穿入前支点滑船并在摩擦接触面涂抹黄油。（5）安装挂蓝主桁架，共分为五部分：主桁架底纵梁、桁架立杆、桁架斜杆、桁架竖联、斜联。（6）安装挂篮吊挂系统。（7）安装侧模滑道梁。（8）移动侧模就位。（9）调整挂篮姿态。（10）安装内模滑道梁。

3.2箱梁线性控制施工

主梁成桥线形和结构恒载内力与施工方法有着密切的关系，即不同的施工方法和工序会导致不同的结构线形和内力。由于各种因素（如材料的弹性模量、混凝土收缩徐变系数、结构自重、施工荷载、温度影响等）的随机影响，及在测量等方面产生的误差，结构的原理论设计值难以做到与实际测量值完全一致，两者之间会存在偏差。且某些偏差（如主梁的竖向挠度误差）具有累积的特性。若不对偏差加以及时有效的调整，随着梁的悬臂长度的增加，主梁的标高会显著偏离设计值，造成合龙困难或影响成桥的内力和线形。

在该工程项目的具体施工过程中，利用三角高程测量技术进行高程测量，与此同时，针对施工中的施工误差，要利用TTM理论对其进行修正，同时要根据临时水准基点对测量数据进行复核，以防止高程测量数据出现不准确的问题。对于正在施工中的梁段，一定要根据工程项目当前的实施情况不断的进行变形观测，以有效实时监测变形数据，同时及时对误差进行修正，确保施工质量的安全性和稳定性。

3.3混凝土施工

混凝土施工是连续刚构桥上部结构施工的重要环节之一。特别是混凝土配合比设计及搅拌性能，关系到整个上部结构工程施工的质量。因此，要对混凝土施工中的各个环节都进行细致而准确的控制。搅拌混凝土应当在标定准确的自动计量拌和站进行集中拌制，确保混凝土的搅拌均匀度和配合比符合工程项目施工要求；搅拌后的混凝土要用专门的混凝土输送车水平运输或者是利用混凝土输送泵进行垂直运输到施工点。然后进行混凝土的浇筑，浇筑过程中应加强下料方式及分层厚度控制，每层厚度30cm左右，不可相差太大。然后利用插入式振动器对入仓的混凝土进行密实和捣固。

混凝土初凝后开始覆盖土工布洒水养护，防止水分蒸发过快，专人负责，洒水的频率必须保证混凝土表面湿润。混凝土洒水养护的时间为7天。养护的水温与混凝土表面之间的温差控制在15℃以内，防止由于温差过大，造成混凝土产生裂纹。箱梁侧模拆除后由于无法包裹覆盖，在箱梁外侧混凝土喷水养护。0#块浇筑的砼体积大，水化热较大，因此要特别注意箱内砼的养生。0#块砼浇筑完后箱内及时覆盖土工布经常洒水保持湿润。

3.4预应力张拉

混凝土浇筑龄期大于等于7天且强度达到设计强度的90%后方可进行张拉作业，张拉采用张拉控制力与伸长量双控的原则。三向预应力的张拉顺序：先纵向后横向再竖向。孔道压浆采用真空辅助压浆工艺。

3.5合拢段施工

按设计图纸要求，跨库特大桥合拢段施工按照先边跨合拢，再中跨合拢的顺序进行。合拢段浇筑采用挂篮，合拢段内外模均采用挂篮相应模板，由于挂篮底板过长，会出现底板提升不到位的情况发生，因此合拢段底板均采用，在挂篮底板上铺设方木及竹胶板，合拢段浇筑时由挂篮承受全部重量。

结语

综上所述，连续刚构桥的上部结构施工控制需要环环相扣，每一个步骤都需要精细化控制，且需要多部门协作，共同努力才能做好桥梁施工控制工作，为建造一座高质量的桥梁打下坚实的基础，最终为人们的出行提供极大的方便。

参考文献

［1］JTG/TF50-2011公路桥涵施工技术规范

［2］刘家敏，崔英明.浅谈连续刚构桥的发展及其施工监控技术[J].黑龙江交通科技，2011，（7）：173.

［3］余郁，谢鉴云，承宇，等.大跨径连续刚构桥施工监控技术[J].现代交通技术，2010，7（2）：37-39.

［4］周柯.简支结构连续梁桥上部结构施工质量问题与防治探讨[J].现代商贸工业，2011，12.