连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术

连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术

侯磊

四川铁科建设监理有限公司四川成都611700

摘要：连续梁拱组合桥梁将梁式桥梁和拱式桥梁的特点合二为一，对于软土地基的危害相对较小，因而受到更多的关注和应用。在连续梁拱组合桥梁中，其上部结构承载负荷强度较大，对于整体桥梁工程质量具有至关重要的作用。因此，必须重视连续梁拱组合桥梁上部结构施工环节，不断创新和优化上部结构施工技术，严格保证桥梁工程质量达标。

关键词：梁拱组合；上部结构施工；施工关键技术

1工程概况

某特大桥主梁为连续梁拱桥组合形式，跨径组合为63.4m＋136m＋63.4m，其中跨结构形式为钢管混凝土加劲拱。本桥梁体结构为单箱双室，拱轴线按二次抛物线变化（y＝-1/170x2＋0.8x）。中跨的两面均设有拱肋，其中点的间隔距离为12.9m。在拱肋中间，设有米字撑、K型撑与吊杆。其中，第一根吊杆和支点之间的距离为16m，其它为8m，所有吊杆都由呈平行状态的钢丝束构成。此外，为避免遭到人为破坏，还在与梁顶相距4m的位置，于吊杆外部保护套之外，安装厚度为1.0mm的钢管提供防护。

对于主拱而言，其拱肋采用钢管混凝土，每个主拱含有两个拱肋，钢管中点之间的距离为2m；所用混凝土强度等级为C55。此外，钢管之间还设有缀板，其间距当在拱脚周围时为1m，其它位置则均为0.6m。

2连续梁拱组合桥梁上部结构施工过程中存在的问题

2.1不合理受力

相较于其他类型的桥梁工程结构，连续梁拱组合桥梁的跨度相对较大，这对于桥梁的上部结构承载负荷提出了更高的要求。在连续梁拱组合桥梁上部结构的施工过程中，主拱和主梁受桥梁内部力量的影响较大，在长时间受压环境下往往容易受损或发生变形，如果在桥梁工程施工过程中，上部结构、特别是主体位置出现不合理受力，容易给桥梁工程造成损害，造成灾难性后果。

2.2不良环境因素

连续梁拱组合桥梁施工技术相对其他单一结构的桥梁工程来说，复杂性往往较高，对施工技术要求也更高。连续梁拱组合桥梁工程上部结构在诸多环节和诸多区域需要大量使用混凝土材料，而混凝土材料容易受温度和湿度等环境因素影响，如果桥梁工程施工现场温差较大、雨天较多，再加上桥梁工程上部结构的施工周期较长，一旦对于混凝土材料管理养护工作不到位的话，容易破坏混凝土强度，影响桥梁施工效果。

3连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术

本桥施工遵循先梁后拱的基本原则，是指在采用常规方法完成合龙之后，搭设支架，依次安装拱肋、支撑结构，再进行混凝土泵送。泵送完成，且混凝土实际强度为设计强度80%时，开始吊杆施工，对临时支架予以拆除，至此完成施工。

如前所述，本桥主梁为连续梁拱桥组合形式，跨径组合为63.4m＋136m＋63.4m，总长为264.3m。梁端和边支座中心之间的距离为0.75m，中跨上的直线段和边跨处的梁高均为3.5m，而中支点位置上的梁高经抛物线变化至7.5m。底板厚度从最初的0.35m不断变化至1.0m，采用直腹板，其厚度从跨中至支点呈折线形式变化。箱梁在支点位置共设四处横梁，中、边支点处的横梁厚度分别为4.0m和1.5m，在所有吊杆位置和中跨跨中都设置横隔墙，其厚度为0.35m。此外，无论是横隔墙还是横梁，都设有符合标准的过人孔。

本桥采用支架现浇方法的部位有0号块、1号梁段、2号梁段与拱座；其它则采用悬臂浇筑的方法。悬臂浇筑3号至13号梁段，在完成边跨合龙之后对14号梁段和15号梁段进行悬臂浇筑，再拆除悬臂挂篮，送除固结，进行中跨合龙。箱梁开裂一般由多种因素造成，可分成以下两类：箱梁直接受外部荷载影响使0号块产生变形；因基础发生沉降或支架出现较大变形而产生裂缝。控制由混凝土结构形变引起的开裂，应从提高抗侵蚀能力、抗裂能力及抗渗透性等方面入手，只有这样才能减少或避免裂缝的产生。在实际工作中，应切实做好以下几点：

（1）在拼装好支架后，严格按照相关要求实施预压，根据后续建造过程中结构自重和模板重量，乘以1.2倍进行加载，以此消除由非弹性变形带来的不利影响。此外，如果地基情况较差，则要进行有效加固，确保地基强度能够达到基本要求，防止由于不良地质引起支架变形，进而造成主梁开裂。

（2）参考以往工程经验可以看出，绝大多数0号段无论是在施工时还是成桥后都承受很大支反力与弯矩，导致横隔墙所在位置产生较大应力而产生裂缝。针对这一问题，应在横隔墙处安装预应力束，同时在墙体两侧适合范围内增密钢筋，这样能提高墙体自身抗裂性，起到减少或避免开裂的作用。

（3）部分设计人员在进行全预应力箱梁分析时，未考虑到普通钢筋可能参与到受力，直接将所有普通钢筋都视作构造筋。大多以直径在10～12mm范围内的钢筋为主，因箱梁自身体积较大，而且还要承受很大的荷载与自重，但普通的光面钢筋无法和混凝土良好结合，加之直径偏小，难以抵抗温度应力，最终产生开裂。因此，在设计工作中，当条件允许时，应选用螺纹钢筋，并在不影响结构整体的前提下增大钢筋直径，以增强其抗拉性能，这样就能从本质上减少裂缝。

（4）如果0号段必须在高温天气下进行浇筑，则为了尽可能减少不利影响，避免开裂，应注重并做好以下要点：减小水灰比，适量添加减水剂，并减少用水量，但不能影响强度；拌和前对原材料进行降温处理；布置水管，通过冷水循环达到降温目的；在混凝土实际强度达到一定状态后，及时覆盖草席，同时洒水降温。

（5）如果0号段必须在低温天气下进行浇筑，则为了尽可能减少不利影响，避免开裂，应注重并做好以下要点：严格按照现行规范组织冬季施工；着重强化养护，采用吹热风等有效方式使混凝土的内外部温度差不超过10℃；必要时，适当延长养护的时间，确保强度得以完全形成。

（6）因0号块体积相对较大，需要通过分段浇筑才能成型，虽然这样有利于施工控制，但会增大开裂可能性，所以在条件允许的情况下，应一次浇筑成型。这就需要尽可能缩短浇筑时间。通过一次浇筑成型，能使混凝土同时形成强度，很好的避免了由于强度无法同时形成而产生裂缝。根据以上要点，本桥采用了以下措施来达到防止裂缝产生的目的：考虑到0号块中的管道与钢筋布置十分密集，故灌注与振捣必须分区负责，做到层层把关，同时要在初凝之前完成预定灌注任务；对于底板与腹板，均由人工喷洒水雾进行养护，通过养护能使内外强度同步形成、增长；待混凝土初凝以后，在其避免覆盖一层土工布进行养护，要求有效养护时间不能少于7d，养护时土工布必须始终湿润，否则将由于表面失水而产生裂缝；本次施工主要在冬季进行，为防止低温造成不利影响而产生裂缝，决定在箱梁顶部覆盖棉被，同时在侧面包裹适宜的保温材料，内部设置暖风机予以保温；完工时先不拆除0号段的支架，并在主墩做好和0号段之间的固结，即临时支座，然后在2号段对悬臂挂篮进行拼装，这样能有效减小悬臂浇筑过程中0号块上产生的应力，起到间接防止裂缝产生的作用。

结束语

连续梁拱组合桥梁是重要的桥梁工程类型，在道路交通桥梁建设中应用广泛。在连续梁拱组合桥梁施工过程中，上部结构的施工技术直接关系整体桥梁工程质量。所以，必须要不断优化上部结构施工技术，保证连续梁拱组合桥梁工程的施工质量，更好地服务于交通发展和城市建设。

参考文献：

[1]徐艳昭.连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术研究［D］.兰州：兰州交通大学，2012.

[2]李远明，陈世朝.连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术［J］.交通世界，2017（33）：118-119.