大跨度连续刚构桥0#块施工技术

大跨度连续刚构桥0#块施工技术

赖国森

中铁北京局二公司

摘要：以凤凰特大桥为背景，结合工程实际，对大桥0#块的施工技术进行研究，为提高同类桥梁的施工技术水平及施工安全提供依据和施工经验。

关键词：连续刚构桥、托架施工、0#块

前言

目前，随着我国经济增长速度不断加快，经济增长的区域化逐渐向西部扩展，逐渐缩小东西部经济增长的差距。为保证经济快速的增长，基础建设不断增加。在我国西南地区，高速公路发展较为缓慢，因地形高差加大，沟谷纵横。因此需设置大跨度刚构连续梁桥梁以满足公路建设需求，大跨度连续刚构桥梁的施工技术在东部地区已有部分案例，西部地区较少，研究大跨度桥梁在西部地区的施工技术工艺，有助于提供西南地区同类桥梁结构施工水平作为依据及参考。

1、工程概况

凤凰特大桥跨越山间沟谷，桥梁梁底距离沟底高度116.5m。凤凰特大桥主桥结构形式为86.8m+160m+86.8m刚构连续梁，刚构桥主墩为双肢空心薄壁墩，最大墩高为63.4m，0#块长14m，桥面宽13m，0#块梁高10m。悬臂节段为19个节段。箱梁采用强度等级为C55的混凝土；0#块构造布置及预应力体系复杂，因此0#块施工技术是本桥施工阶段的重难点。

2、总体施工方案

故采用墩身埋托架作为承重结构施工较为合理,托架通过牛腿预埋在墩身上。将0#块施工过程产生的竖向荷载由墩身承担。为降低托架的变形量，0#块混凝土采用两次分层浇筑，第一次浇筑底板、腹板及横隔板,第二次浇筑顶板及翼缘板。三向预应力的张拉采用伸长里和锚下应力双控进行实时监控。

3、施工技术方案

3.1、0#块支架的设计与施工

（1）牛腿支架系统

托架平台至下而上一次是预应力筋锚固牛腿、分配梁1、分配梁2、方木（悬臂段三角架）、底模。施工托架及平台在双肢主墩顺桥向内外侧纵向布置4排双[36槽钢与钢板组合成的36*35方钢牛腿托架，托架采用双拼槽钢与钢板组成方钢与墩柱预埋件连接，排距470cm，单肢牛腿预埋件采用预应力筋锚固；横桥向布置4排（墩侧2排），间距依次为150cm、210cm、150cm。主墩外侧设置4排双[32槽钢与钢板组合成的32*35方钢牛腿托架，托架采用双拼槽钢与钢板组成方钢与墩柱预埋件连接间距依次为150cm、210cm、150cm，采用预应力筋锚固。托架上担42a工字钢、16工字钢及15*15方木。0#块底模与侧模以及封端模板采用定型钢模。

（2）顶板支架系统

顶板翼缘板支架系统至下而上为预应力锚固牛腿、分配梁1、分配梁2、槽钢、支架、模板三角架。0#块外侧翼缘板采用2道纵横向分配梁上焊接槽钢，支架系统落底槽钢内，60×60cm间距布置，顶承模板三角架系统。0#块箱梁箱室内顶板底模及腹板内模均采用竹胶板，钢管支架进行支撑，布置间距为60×60cm，同时与墙壁连接以确保稳固。内模采用15×15cm的方木做背肋，顺桥向间距为30cm。采用10#槽钢做龙骨，间距同外模龙骨。采用直径20mm的圆钢做拉杆和外模槽钢相连。0#块单块模板重量不大于塔吊最大吊装重量，塔吊配合辅助施工。

（3）牛腿施工

根据主墩墩身分级情况,0#块支架预埋件分别在墩身封顶段进行预埋。在单肢空心薄壁墩顶节墩身处预埋牛腿预埋盒12个，双肢共计24个。单肢Φ32精轧镙纹钢筋6根，共计12根，在单肢墩身封顶段预埋48钢管6根。共计12根。预埋盒采用3mm钢板焊制，盒内填塞沲沫板，以防压扁。预埋件的标高、位置要求精确，误差不得大于±10mm,并靠紧墩身模板。

待墩身施工完毕后,进行牛腿安装，牛腿安装完毕后进行顶面水平测量,并用不同厚度的薄钢板将牛腿顶面标高调至设计标高误差不得大于1mm。悬臂段在牛腿标高调好后安装组合分配梁1、分配梁2,分配梁与牛腿焊接，安装完成后，进行标高检査，调整后安装三角架。

（4）托架预压

预压的目的是消除托架及模板的塑性变形，同时得到托架及模板较真实的弹性变形值。以此作为控制底模高程预抬量的依据，从而保证梁底的线形。梁体跨中预拱度δ=δ1+δ2+δ3（δ为跨中预拱度值；δ1为静载下梁体跨中挠度值；δ2为对应位置托架弹性压缩值；δ3为对应位置托架非弹性压缩值。）。

对于任意位置处的预拱度布置如下：（δx为任意处拱度值；δx1为静载下梁体对应处挠度值；δx2为对应位置托架弹性压缩值；δx3为对应位置托架非弹性压缩值。）其中δx1由计算式δx1=δ1-（4δ1x（L-x））/L2（L为跨径；x为任意点到跨中的横向距离）。

0#块托架、底模板拼装完毕后，对支架进行预压。在预压时预压重量为0#块外悬部分自重的1.2倍，用钢筋加载。预压荷载为梁重的1.2倍且位置对应分布，其中顶板砼重量直接传送到底板上；外悬翼板的荷载依次传递到三角架、钢管支架、槽钢与工分配梁1、分配梁2；腹板的荷载依次传递到托架上方木（三角支架）与分配梁1、分配梁2。堆载时要按照单位横断面荷载分布情况进行堆放，以便能真正模拟砼荷载，达到预压的目的。加载时需要严格称重。加载前应对模板的密封性能进行详细检查。

按照荷载总重的0→20%→40%→60%→80%→100%→120%进行加载，并测得各级荷载下的测点的变形值。卸载时应按照分层逐级的原则卸载。

3.2、模板安装

由测量人员测出支架标高,放置底模板,用U型頂托调整底模标高,底模依据自重荷载、支架弹性形变及混凝土收缩徐变对标高修正。标高调整完成后，调整模板中线，偏差过大时用千斤顶调整，调整完以后临时固定底模位置。

在底模系统安装调整完后，在侧支架上吊装0#块侧模板,模板安装前进行平整度和几何尺寸检测,拉杆设置的间距为1.2m,除翼板上部和底板部位用拉杆拉紧外,在梁高范围内设三道拉杆进行固定侧模。侧模安装好后对模板接缝位置迸行检查,确保模板密实不留孔洞,保证混凝土的浇筑质量，利用全站仪对侧模位置进行检测，如果模板的位置和标高不符合要求，要利用千斤顶和倒链进行调整。对0#段的侧模要根据0#块段的底板和横隔梁内预应力钢筋锚具位置进行打孔，保证预应力钢筋的位置。

3.3、钢筋绑扎与混凝土浇筑

（1）钢筋绑扎

梁段钢筋整体绑扎，先立底模，绑扎底板钢筋，然后进行腹板和中隔板钢筋绑扎，立侧模和中隔板模板，最后绑扎顶板钢筋。钢筋绑扎根据混凝土浇筑次数，分两次绑扎，两次绑扎预留钢筋搭接长度且错开35倍钢筋直径。

当梁体钢筋与预应力钢筋相碰时，可适当移动梁体钢筋或进行适当弯折。梁体钢筋最小净保护层均为35mm，绑扎铁丝的尾段不得伸入保护层内。

所有梁体预留孔均增设相应的环状钢筋，桥面泄水孔处钢筋可适当移动，并增设斜置的井字型钢筋进行加强，施工中为确保腹板、顶板、底板钢筋的位置准确，根据实际情况加强架立钢筋的设置。

（2）混凝土浇筑

0#块最高处10m，混凝土浇筑高度较高，且混凝土体积较大，顶板钢筋及管道较密，不利于混凝土浇筑质量控制。因此0#块施工分两次浇筑，第一次浇筑至底板至腹板6.5m位置，第二次浇筑剩余部分腹板及顶板，总体浇注顺序为一次浇筑：底板→箱室隔板、腹板，二次浇筑箱室隔板、腹板→顶板。分次浇筑过程不得间断，以保证0#块浇注质量。

第一次混凝土浇注：为防止混凝土浇注过程中流动面积过大出现施工缝。底板浇注时从悬臂端向墩顶两侧对称进行。底板混凝土浇注完成后浇注腹板及箱室隔板混凝土，腹板和横隔板同时水平分层进行。分层厚度0.3~0.4m，采用6个工作面,计划10小时内底板、箱室隔板、腹板浇筑至距离箱梁底面5.5m位置全部浇注完成。浇筑过程中振捣要求表面泛浆、不再冒气泡、混凝土不再下沉。浇筑过程中，要平衡对称施工。混凝土偏载不允许超过5方。

第二次混凝土浇筑：由于混凝土方量大，且管道、钢筋密集，为保证混凝土浇筑质量，竖向可分段浇筑。但分段位置必须取在结构受力较小处，且要求底板和两侧不小于1/3高度的腹板同时浇注。混凝土浇筑时对新老混凝土结合面必须按有关施工规范处理，以确保新老混凝土的结合质量。第二次混凝土浇筑应在第一次浇筑混凝土达到强度后，两次浇筑混凝土的龄期差应控制在7天以内。

腹板捣固时以插入式振捣器为主。使用插入时震动器时严禁触击钢筋、波纹管、预埋件、竖向预应力钢筋。因支座处钢筋网较密，应加强振捣。安排在砼初凝后6小时左右进行，用拉毛器具进行表面拉毛处理，保证与下一步的桥面铺装施工能够很好的连接。

（3）挂篮预留孔、桥面泄水孔、测量钢桩的埋设

梁体内挂篮预留孔、桥面泄水孔采用PVC管预埋，埋设应在混凝土浇注前准确定位，在混凝土浇注过程中应加强保护，在混凝土终凝前拔除。并确保预留孔洞的预埋件与桥面板钢模密贴，防止孔洞成型后底部孔洞不圆顺。对可能进浆的预留孔洞应提前加盖保护。预埋件埋设形式见设计图，浇筑时严格控制挂篮部分的预埋件和挂篮轨道预埋件的位置。

观测钢桩采用Φ18mm螺纹钢制作，顶部磨圆高出桥面板混凝土约5mm，预埋平面位置误差控制在5mm以内。

（4）裂缝控制

对最小尺寸大于0.3m以上的构件，混凝土的施工应实行温度控制对新老混凝土连接部，应涂抹界面剂后再浇筑混凝土，并在混凝土表层进行局部防水处理。应重视结构表层钢筋网四周定位钢筋的设置，重视预应力管道定位钢筋的设置。钢筋混凝土构件的钢筋保护层厚度、预应力管道的保护层厚度的施工允许误差对现浇混凝土构件不大于5mm。本施工图设计文件中所指钢筋保护层厚度均为最小保护层厚度，因此施工下料时应根据上述施工允许误差对保护层厚度适当放大，以保证满足规范对保护层。厚度的最小要求，特别是箱梁和桥墩贴面焊接钢筋网的安装。

3.4、预应力系统

(1)竖向预应力筋的布置

主桥竖向预应力钢筋采用4根φs15.2钢绞线为一束的钢束组，设计单根张拉吨位为186.1kN,在腹板处以50cm双组等间距布置,竖向预应力钢筋的下端锚固，上端张拉，在固定端按设计焊制定位架,并在混凝土顶面固定定位以保证竖向应力钢筋的准确。竖向预应力钢筋锚固端和墩身埋人筋有冲突时，墩身筋应适当移动以保证竖向预应力弹簧筋和锚固板的位置。

(2)纵向预应力筋的布置

主桥纵向预应力钢筋采用4根φs15.2钢绞线为一束的钢束组，OVM锚固系统，设计张拉吨位分別为4265.9kN、3536.8KN。纵向预应力筋在箱梁根部梁段布设腹板下弯钢束,其余梁段布设顶板束和底板朿。其管道采用设计的定位筋定位,管道中穿小于波纹管内径5mm左右的塑料管以保持管道的顺直,在混凝土浇筑完毕初凝后抽出。

(3)横向预应力筋的布置

横向预应力筋采用φs15.2钢绞线，主要布置在0#块隔板及顶板处，隔板每侧7束，间距50cm，4个隔板共计28束，顶板间距45cm布置，顶板采用每束3根钢绞线,隔板采用每束4根钢绞线，采用一端张拉，交替描固。单根张拉吨位为182.3kN,其管道在竖向和纵向预应力管道安放完毕后实施。

4、结语

0#块施工在大跨度连续刚构桥梁施工的基础和起步段，其结构受力复杂，施工技术要求严格，设计安全可靠的支撑结构，选用先进的施工工艺加强0#块质量控制,对桥梁整体质量意义重大。凤凰特大桥0#块施工工艺，将为今后类似工程的施工起到一定的借鉴作用。

参考文献

[1]公路桥涵施工技术规范（JTG/TF502011）

[2]卢树圣编著现代预应力混凝土理论与应用.北京：中国铁道出版社，2000.2

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[4]张继尧，王昌将.悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥（桥梁类）/中国现代公路桥梁技术丛书[M]人民交通出版社，2004.