连续刚构桥梁边跨现浇及边跨合拢下导梁施工技术应用

连续刚构桥梁边跨现浇及边跨合拢下导梁施工技术应用

刘昱利

中国有色金属工业第十四冶金建设有限公司  云南  昆明  650000

摘要：本文主要以元蔓高速公路（红河段）土建八分部南沙红河特大桥（连续刚构桥，主跨180米）为例，该桥为施工分部的控制性工程，连续刚构桥边跨现浇及边跨合拢为箱梁浇筑的重要环节之一，又属高空作业场地受限，为保证边跨现浇及合拢施工安全、高效、经济、可靠，结合现场实际情况确定方案，采用下导梁法进行浇筑。

关键词：下导梁支撑、挂篮辅助、底模共享、上导梁加强、配重。

1、引言

伴随当下我国桥梁施工技术的日益完善，使得施工质量与标准也有着更为显著的发展，我们在施工时，同一施工内容，可以选用的施工技术也变得较为多样。目前结合实际情况选用更安全、更高效、更经济、适用范围更广阔的施工技术已成为关注的重点。为此，本文对当前连续刚构桥梁工程中边跨现浇及边跨合拢施工技术进行详细研究，深入探究其工艺要点，确保了安全、优质、高效的完成了施工任务。

2、项目工程概况

2.1工程基本概况

K73+790桥（南沙红河特大桥）该桥位于元蔓高速公路红河段（土建八分部）K73+790处，位于红河州建水县坡头乡及元阳县南沙镇的行政区域内，为跨越红河而设置，与红河呈108º斜交。该桥主墩节段共计98个（含4个边跨现浇段、4个边跨合拢段、2个中跨合拢段）。每个主墩T构的22节悬臂段，采用后支点挂篮对称悬浇，边跨现浇段与边跨合拢段，均采用挂篮辅助施工，挂篮自重按110t计。

2.2工程概况及特点

（1）边跨现浇段总长8.89米，分成2米长支座段、2.8米长变截面段和4.09米长标准截面段三部分，并在标准截面段的底部设有一直径80厘米的检修人孔，箱梁高3.87米，边跨现浇段设计混凝土方量154.75立方。

（2）边跨合拢段长2米，箱梁高度3.87米，设计砼方量24.8立方。

（3）利用悬臂节段挂篮及已浇筑过渡墩盖梁架设下导梁，搭设施工作业平台，达成边跨现浇段及边跨合拢段底模及作业平台共享，一次搭设可满足两次浇筑需求，高效、稳定、便捷。

3、项目研究内容及研究目标

项目主要研究开发内容：连续刚构桥梁边跨现浇及边跨合拢下导梁施工技术。

连续刚构桥梁边跨现浇段及边跨合拢段施工，其中最为重要的的环节为支撑体系选择及搭设。支撑体系应具有较高的稳定性和承载能力，能够确保施工期间的安全和稳定。在搭设支撑体系时，应根据施工图纸和设计要求，选择合适的支撑材料和连接方式，确保支撑体系的稳定性和刚度。目前较为常见的施工技术有下列两种：

（1）支架施工法：通常需将现浇段位区域下方，地面区域进行硬化处理后，再采用脚手架或钢管柱作为支架，接合贝雷梁等材料，将支撑体系搭设至现浇段底部下方位置，形成作业平台，然后在其上完成后续施工工序。该类方法特点安装方便，材料可实现循环利用，预压时可直接对体系进行加载，不需要考虑配备反向平衡荷载，但适用范围存在局限性，适用于过度墩墩身高度较低（一般20以内），若墩身高度过高支架体系材料用量较大，且支架的稳定性也不易满足要求。本项目过渡墩（5号墩：墩高39米，8号墩：墩高53米）墩身高度较高，此施工方法不适用。

（2）牛腿托架施工法，一般是在墩柱顶部、盖梁底部施工时，预留孔洞或预埋工字钢，工字钢需设置斜向三角撑进行加固，牛腿托架一端设置分布梁、铺设模板形成施工作业平台。该施工法适用于墩身高度超过20m且现浇段长度短（一般在8米内）地现浇段施工。该工法在施工时，还需在托架另一侧进行平衡配重，使墩身两侧保持平衡，相对于支架施工法来说，从经济上考虑是较理想。但本项目边跨现浇段总长8.89米，浇筑154.75立方，长度较长，重量较重，对牛腿托架的要求较高，如焊接质量要求、钢材刚度要求处理不好会存在较大安全隐患，且牛腿托架材料循环利用存在特定性。

为此，我们在施工前进行较多的准备工作，集思广益，以保证施工安全质量、降低安装过程施工难度、节材、高效为目标进行方案研究，最终通过采用连续刚构桥梁边跨现浇及边跨合拢下导梁施工技术的办法和操作技巧，以及施工过程的优化处理，来实现预定目标，同时也为后续类似工程施工积累经验。

4、项目详细技术内容及主要创新点

4.1施工工艺简述

在已施工完成的引桥桥面上利用25吨汽车吊在过渡墩盖梁预埋件上安放7根I56a工字钢，形成现浇段底模平台主纵梁，即下导梁，下导梁一端支撑于过渡墩盖梁预埋件上，一端支撑在悬臂挂篮的前下横梁上，然后将分配梁和木模板铺设在下导梁上，形成底模平台，并利用分配梁将7根主导梁锁定在盖梁段，防止主导梁发生水平位移。接着对底模平台进行预压，预压采用砼预制块，预压加载时中跨平衡配重同时加载，确保两端处于平衡状态。卸除预压荷载，卸除时中跨侧平衡配重同时卸荷。进行边跨现浇段钢筋安装、预应力管道安装，内外模板安装，然后进行上导梁安装，此过程中需对中跨悬臂段加载平衡配重，最后为平衡浇筑边跨现浇段砼。边跨合拢段利用边跨现浇段和箱梁节段施工的底模平台进行施工，工法同节段施工工法相同。

4.1.1施工准备

（1）在过度墩盖梁靠近悬臂侧埋设钢盒，选用7个预制钢盒，预埋位置应在盖梁骨架筋下方同一标高位置，因钢盒埋置深度大于设计钢保厚度，需对预埋区钢筋进行微调，调整后应在钢盒周围加设U型钢筋及网片进行补强。

    （2）在过度墩盖梁边挡块外侧埋设与挂篮吊带同材质钢板，钢板需埋置在盖梁骨架筋之间，并与骨架筋焊接牢固。

图4.1.1-1盖梁预埋件示意图（单位：cm）

（3）卸荷块采用1.6cm厚钢板加工而成，卸荷块具体截面尺寸，需根据导梁截面尺寸及预埋钢盒截面尺寸作出调整，但可调节高度宜大于5cm，安放于导梁下方，用于导梁及底模拆除。

图4.1.1-2卸荷块示意图

（4）过渡墩操作平台制安

操作平台框架采用75角钢与50角钢制做，底面铺设防滑钢板，安放于盖梁侧面，采用1.5cm钢绳配合50角钢固定在盖梁支座上。操作平台长度应大于最外侧预埋钢盒间距离，以便操作。安装时支座垫石处需做防脱落卡扣。

图4.1.1-3操作平台安装示意图

（5）加强导梁加工

本项目桥梁10-12号墩为门架墩，在盖梁施工时采用槽钢及钢板制作了支撑桁架，因此直接利用该桁架作为现浇段加强导梁，每个现浇节段需要四榀，约3.2吨/榀。推广项目若无桁架可以采用321型贝雷架代替。

图4.1.1-4加强导梁示意图

4.1.2下导梁安装

（1）每个边跨现浇段使用7根8米长I56工字钢下导梁作为承重构件，首先在盖梁预埋钢盒里放置13厘米高的卸荷块，安放前需清除钢盒内表面杂物及浮浆，保证卸荷块安放平整。

（2）在边跨22号节段完成张拉、压浆后，将挂篮前移1米，使前吊带离22号节段前端2米，通过前吊带调整前下横梁的高度，使前下横梁顶面高程与卸荷块顶面高程一致。

（3）再使用汽车吊在引桥桥面上依次对称，将加工好的下导梁竖直吊起，并系好缆风绳，一端插入预留在盖梁的钢盒里，另一端安放于挂篮前下横梁上。

（4）在下导梁安装好后，需在导梁下方加设两根长度与桥面宽度一致的型钢（规格：H200*200），型钢设置于下导梁全长的1/3处及2/3处，将7根下导梁焊接起来联成整体，以便后续导梁及底模拆除。

（5）在桥面上使用汽车吊将分配梁（规格：H200*200）铺设在下导梁上，将距盖梁最近一根分配梁与下导梁的接触面，进行双面满焊，再用2根，14槽钢，将其焊接锁定于盖梁两侧预埋钢板上，防止下导梁发生水平方向位移。

（6）下导梁安装使用注意事项：墩柱及盖梁施工时，必须保证盖梁预埋铁盒及墩身预埋钢板位置准确；操作平台、爬梯、安全防护措施等准备工作完成后，方可进行下导梁安装，导梁安装完成后及时进行上部锁定。

图4.1.2-1下导梁安装固定A-A剖面

图4.1.2-2下导梁安装固定平面图

图4.1.2-3下导梁安装固定B-B剖面

4.1.3支座安装、底模平台铺装

（1）按设计安装支座，安装时应注意左右两个支座的方向，随后按照图纸设计的箱梁纵坡在支座垫石周围回填粉细砂，并用水密法密实，调整好调平钢板的角度，再在砂顶部其余部位铺设模板作为盖梁顶部的箱梁底模。

（2）在桥面上使用汽车吊将12米长的H200*200型钢分配梁按照60厘米间距铺设在下导梁上（靠近盖梁测第一榀与下导梁进行满焊，其余点焊固定），然后再在H型钢上按照60厘米间距铺设[14槽钢，H型钢与[14钢点焊连接；再接着在[14槽钢上按照30厘米间距铺设5*10厘米方木，最后在方木上铺设1.2厘米厚木模板，并用钉子固定。

图4.1.3-1支座和底模铺装图

4.1.4预压

（1）预压主要是检验导梁支撑体系的整体安全性能与各杆件的力学性能，荷载分析为现浇段混凝土重量由导梁承担。预压材料选用预制混凝土块（相邻标段施工时预制，本项目直接借用，若无也可采用大型沙袋代替），预压荷载考虑：混凝土自重荷载、模板（内、外）自重、支架（导梁、分配梁等）自重、施工人员、机械、堆放荷载、倾倒混凝土时产生的冲击荷载、振捣混凝土时产生的荷载。经计算一个预制块重量按20kN计，本项目预压需145个。

图4.1.4-1预压砼平面布置图

图4.1.4-2预压砼立面布置图

（2）因导梁是直接搭设在挂篮上方，预压加载时为保证中跨平衡，需同时配重加载，确保两端处于平衡状态，中跨配重量为加载量为预压加载量的二分之一。为便于加载，中跨采用大型水袋进行加载，卸除时中跨侧平衡配重同时卸荷。

图4.1.4-3预压流程图

（3）在预压过程中，应对支撑体系材料的变形、应力、沉降等进行实时监控。监控数据应及时收集和分析，以便在出现异常情况时及时调整预压方案或采取应急措施。

图4.1.4-4观测点平面布置图

4.1.5加强导梁安装

（1）待底板、腹板钢筋及底板波纹管安装完成后，接着对外模、隔板、腹板模支护、加固，然后对内顶模、翼缘板模支架搭设及模板铺装，再进行内顶模、翼缘板模支架搭设及模板铺装，最后是顶板钢筋、预应力及预埋件等工序完成后，为保证施工过程安全，需进行加强导梁安装。

（2）加强导梁加工完成后拖运至桥梁下方，两台25吨吊车分别架设在引桥桥左右幅，将梁吊装至现浇段顶面，一端搭设在22#节段顶面，一端搭设在引桥T梁顶面，两榀为一组，共安放两组，安放于腹板外侧。两榀导梁中心间距为50厘米，腹板中线至每组导梁中线为1.5米。

（3）先安装中线测导梁，每组第一榀安装时需设置临时斜撑，待两榀安装加固完成后，方可拆除。导梁在T梁端采用14槽钢进行固定，在箱梁段用木楔与挂篮前上横梁固定。

（4）一台25吨吊车及两台放置在悬臂端的卷扬机配合将12米长双56工字钢通过4根精匝螺纹钢固定于下导梁中间部位。

图4.1.5-1加强导梁安装示意图

4.1.6边、中跨第22号节段顶部施加平衡重

（1）在22号节段张拉压浆后，即将现浇段的受力体系进行转换：将7根I56a工字钢下导梁的前端支撑于挂篮前下横梁上，7根工字钢做为简支梁，一端支撑于盖梁预埋铁盒内的卸荷块上，另一端支撑于挂篮前下横梁上，形成下导梁。根据《两阶段施工图》中《主桥施工流程图》阐述，平衡重为现浇段分配到悬臂端的重量加导梁分配到悬臂端的重量。因此G平应为传递到悬臂现浇段荷载的二分之一。

（2）在连续刚构22号节段张拉、压浆、挂篮前移1米后，即可对边跨侧和中跨侧施加平衡配重。根据设计要求和上述计算，应在边跨22号节段和中跨22号节段施加的平衡配重应为1922.8KN，施加方法是采用分别在中、边跨侧的22号节段处安方水袋，也便于卸载及循环利用。水袋规格分两种，容积66立方（10*5.5*1.2m），容积36方（5.5.*5.5*1.2m）。采用高压水泵从红河泵水进入水袋进行加载，在水袋里出水口安装水表计算流量，根据计算需设置66方水袋一个，36方水袋4个(箱室内放置1个)，共加水193方（因水袋所占面积过大，需根据各水袋安放位置，通过力矩平衡原理，调整水袋整体存水量，该桥修正后总配水量为202方）。

（3）边跨加载与中跨加载需两端同时进行过程中若有水泄露，应及时予以补充至设计刻度线。水袋装好放水阀，流量不小于每小时20立方以便卸载，混凝土浇筑过程中，边跨测水箱应根据混凝土泵送速度进行泄水（浇筑1方混凝土，卸载1.25吨水），尽量保证荷载平衡。

图4.1.6-1平衡配重水袋示意图

4.1.7边跨合拢段施工

在边跨现浇段浇筑完成后，即可施工边跨合拢段，利用施工边跨现浇段搭设的底模平台上施工边跨合拢段，施工工艺同箱梁节段施工工艺相同，边跨合拢段的内外模可利用箱梁节段施工时的内外模，施工边跨合拢段时应在顶部预留一个0.9米*1.5米左右人孔，以便箱梁内合拢材料的吊出。

4.2项目的经济、环保及社会效益

通过连续刚构桥梁边跨现浇及边跨合拢下导梁施工技术的应用，科学计划、统筹设计，在施工中保证了施工安全、施工质量，实现一个平台两次浇筑加快了施工进度，提高了工程施工质量一次验收合格率，减少了返工、返修费用，同时支撑体系等主要材料下导梁、分部梁、型钢等均为进行加工处理，可实现循环利用，节约了施工成本。通过该施工技术，施工质量高效、安全、稳定、过程可控。与传统其他施工方法及技术相比，施工便捷，大幅节约人、材、机的投入，劳动强度低。该施工技术适用范围较广，可有效的在其他项目的推广使用，保证了质量，大大提高了企业的核心竞争力和影响力，取得了良好的社会、经济效益。

5、结束语

   元蔓高速公路（红河段）土建八分部南沙红河特大桥采用连续刚构桥梁边跨现浇及边跨合拢下导梁施工技术，顺利施工完成，其施工速度快，文明施工费投入小，施工安全、质量可控、高效、稳定。同时有利于节约社会资源、节约施工成本。目前连续刚构桥梁这种特殊的桥梁结构形式，属于连续梁桥与T形刚构桥的综合体系。在公路工程中的应用范围较广，未来发展前景良好，后续施工中，将把现有技术推广应用，并不断开拓创新。

参考文献

[1]公路桥涵施工技术规范 JTG/T 3650-2020，人民交通出版社

[2] 桥梁悬臂浇筑施工技术标准 CJJ/T 281-2018，中国建筑工业出版社

[3]文明建，梁成立，段永凤，王鹏，刘海证，导梁法在刚构桥边跨现浇段施工中的应用与设计分析，价值工程