余鴻飛

（重慶巨能建設(集團)有限公司，重慶 401121）

空腹式V型撐連續(xù)剛構預應力拱橋施工技術

余鴻飛

（重慶巨能建設(集團)有限公司，重慶 401121）

該文以重慶市長壽區(qū)北部新城桃花溪8號橋為例，介紹空腹式V型撐連續(xù)剛構橋梁施工的重點和難點，應采取的施工措施，以及因此類橋型受力特點而出現(xiàn)的問題，可為類似工程設計及施工提供參考。

空腹式；V型撐；連續(xù)剛構；拱橋施工

0 前言

重慶長壽區(qū)北部新城桃花溪8號橋位于長洪路中段，跨越桃花溪河，結構布置為31.5+45+31.5m連續(xù)空腹式剛構橋。

為了滿足長壽區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展需要，建成后的北部新城將和長壽主城連成一片，共同成為長壽的中心。故此，根據(jù)橋位處實際地形情況，為滿足橋梁跨越桃花溪河的使用功能，綜合考慮經(jīng)濟、美觀及施工可行性等要求，橋梁縱向設計采用空腹式V型撐設計。

橋梁上部結構箱梁采用單箱六室，箱梁采取多跨連續(xù)預應力結構，全橋共一聯(lián)。下部結構墩身結合外觀要求由單個墩身變成雙肢設計，兩肢沿縱橋向向跨中傾斜形成V型撐，V型撐與跨中箱梁組合成拱橋。V撐底緣分別位于R=62.418m半徑圓曲線上，中跨V撐底緣位于R=35.755m圓曲線上，V撐厚度為100cm。箱梁及V型撐均為C50混凝土，如圖1所示。

圖1 橋梁施工步驟

此類橋梁受力特點：因上部結構箱梁預應力施工形成多跨連續(xù)預應力剛構結構，全橋行車荷載及恒載通過箱梁傳遞給V型撐，在V型撐內(nèi)形成拱軸向應力，并向下傳遞至墩臺及橋梁基礎。

1 施工分段劃分

1.1 施工重難點分析

根據(jù)該橋梁施工圖設計和技術特點，其橋梁施工的重難點就是V型撐的施工。由于橋梁設計中單個V型撐具有不對稱性，存在上大下小、頭重腳輕的特點，在V型撐及上部結構箱梁施工期間存在施工荷載不平衡，這時是施工過程中的最不利狀態(tài)，容易失穩(wěn)。為了抵抗這種不平衡力，在施工中就需要采取一定措施保證結構施工穩(wěn)定。

1.2 施工順序

明確橋梁結構特點以后，結合施工設計要求，按照施工的先后順序將全橋上部結構分為四個步驟。當橋梁的基礎及承臺完工后，第一步進行V型撐施工，第二步進行V撐上部27.5m的箱梁施工，第三步施工邊跨箱梁，第四步施工中跨箱梁，如圖1所示。

2 施工方案選擇

根據(jù)以上重難點分析，空腹式V型撐連續(xù)剛構拱橋施工的關鍵在于V型撐及以上箱梁部分的施工。由于此類橋型設計及其本身的特點，施工中容易產(chǎn)生不均衡的水平荷載，因為這種不均衡水平分力的影響可能導致支架變形，甚至失穩(wěn)，形成嚴重的安全隱患。

為了徹底消除這種安全隱患，在工程實施前提出兩種施工方案。

方案一：由項目方提出在V型支撐的兩肢之間用預應力索加載的方式，克服V型支撐在施工中產(chǎn)生的水平分力。

優(yōu)點：在V型支撐的兩肢之間增加預應力索，通過預應力加載的方式能夠抵抗施工中的不均衡水平力。

缺點：由于上部施工荷載是變化的，預應力何時施加？加載多少？加載幾次等問題實難把握；再則，增加的預應力在V型支撐的兩肢之間形成內(nèi)力，如果這種內(nèi)力不準確就會對橋梁結構物本身造成破壞，后果很難預料。

方案二：V型支撐施工以后，在其水平分力的相反方向各增加一個剛性支撐，用于抵消施工中產(chǎn)生的水平分力。

優(yōu)點：剛性支撐在V型撐施工期間預埋連接容易掌握，且能夠隨著上部施工荷載的變化分擔不同的水平抵抗力。

缺點：需要牢固的基礎作為支撐。

以上兩種施工方案，在方案評審時一致認為方案二是有效的，并容易把握，不受橋梁上部荷載變化的影響，對施工更為有利。最后確定按方案二進行施工。

3 主要施工操作要點

空腹式V型撐連續(xù)剛構拱橋施工[1]主要采用落地式滿堂支架與型鋼支撐結合的施工方法。其主要施工工藝流程如下。

圖2 施工工藝流程

3.1 地基處理

地基基礎主要滿足上部結構施工荷載，以及V型撐剛性支撐作用反力的要求。

3.2 支架搭設

全橋采用碗扣式鋼管滿堂支架。V撐下的支架間距為0.6（橫橋向）×0.6m（順橋向）；V撐與主梁的結合部間距為0.6（橫橋向）×（0.45×2m）（順橋向）；全橋橫桿步距1.2m。 支架外側立面與橫向間增設剪力撐加固，滿足支架結構穩(wěn)定。

剪刀撐采用扣件式普通腳手管搭設，橫橋向間距4.8m，順橋向共設置4道，剪刀撐與地面的夾角在45°～60°之間。

3.3 型鋼支撐

施工中剛性支撐采用型鋼組合方式，按照上部結構箱梁恒荷載及施工荷載進行考慮，并要有足夠的安全系數(shù)。

按照施工順序，V型撐結構需分兩次完成，第一次先施工V型撐的兩肢，第二次施工其上預應力箱梁。當V型撐混凝土齡期強度達到80%后，方可搭設上部27.5m箱梁支架。

在進行V型撐上部27.5m箱梁支架施工前須完成型鋼支撐的安裝。為了達到最佳效果，型鋼支撐在V型撐3/4的高度上，其橫橋向安裝間距為3m。型鋼支撐采用2根10#槽鋼加工成一組，相向焊接合成方鋼，方鋼上下通過預埋鋼板焊接成整體，滿足施工需要，如圖3、圖4所示。

圖3 順橋向支架布置圖二

圖4 現(xiàn)場應用

施工中通過斜向的型鋼支撐抵消上部結構施工中的水平力，保持橋梁上部荷載施工平衡。所以，型鋼支撐必須保持足夠的強度，并確保壓桿穩(wěn)定，通過計算能夠滿足施工要求。

3.4 預壓

為了檢驗支架的安全與穩(wěn)定，消除支架搭設及地基基礎的彈性和非彈性變形，按照設計要求對支架進行預壓，預壓重量為箱梁自重的1.2倍。通過預壓檢驗，支架及型鋼支撐完全滿足施工要求，并根據(jù)預壓結果調(diào)整施工預拱度值，確定底模立模標高。

3.5 箱梁施工

箱梁施工順序按照先施工V撐上部27.5m段，再施工邊跨箱梁，最后施工中跨箱梁。箱梁混凝土分兩次澆筑，第一次澆筑底板、腹板及橫梁，澆筑高度至腹板頂；第二次澆筑至箱梁設計頂板。澆筑箱梁混凝土時應對稱均衡，兩端下料差不得超過5m3。

箱梁鋼筋及預應力管道同步預埋，經(jīng)檢查無誤后方可澆筑箱梁混凝土。

3.6 預應力施工

當混凝土齡期≥7d且強度達到設計強度的90%時，可按設計要求順序及步驟進行張拉。鋼絞線采用1860MPa級高強度低松弛鋼絞線Φ15.24。

張拉控制采用張拉力與伸長值的雙控，以張拉力為主。

箱梁預應力鋼束張拉施工完成后，孔道內(nèi)應盡早壓漿（48h內(nèi)）。施工中采用真空壓漿工藝，其工作性能指標如表1所示。

表1 預應力壓漿工作性能表

3.7 支架拆除

當上部結構合攏完成橋梁受力體系轉換，且混凝土齡期及養(yǎng)護滿足設計要求后可以進行支架拆除。

支架拆卸的順序：應從跨中開始，對稱向兩端墩柱卸荷拆除滿堂腳手架。拆下的鋼管應按規(guī)格分類堆放到指定位置，而且要堆放整齊，保持現(xiàn)場整潔和文明施工。

4 總結

（1）方案選擇采用斜向型鋼支撐不僅施工操作簡單，而且能夠抵消上部結構施工荷載產(chǎn)生的水平分力，自動調(diào)節(jié)內(nèi)力變化，確實是有效和可靠的。

（2）橋梁施工結束后，發(fā)現(xiàn)在V型撐與上部結構箱梁結合處的拱下部產(chǎn)生細小的橫橋向裂紋[2]，經(jīng)檢測該裂紋在全橋向左右對稱，寬度和深度均較小，不影響橋梁安全。分析其主要原因是橋梁上部結構預應力施工對V型撐（非預應力）結合部位產(chǎn)生拉應力，導致產(chǎn)生裂紋。此現(xiàn)象與該類橋型受力特點有一定關系，以后在類似工程設計及施工中應采取規(guī)避措施盡量避免。

[1]交通運輸部.JTG/T F50-2011公路橋涵施工技術規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]劉家兵.大跨度預應力混凝土拱橋拱肋裂紋控制技術[J].鐵道建筑技術，2013（4）.

責任編輯：孫蘇，李紅

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Construction Technology for Prestressed Arch Bridge of V-shaped Open-web Continuous Rigid Frame

Based on the Taohuaxi No.8 bridge in the northern new district of Changshou district,Chongqing,the key points and difficulties in the construction of the bridge of V-shaped open-web continuous rigid frame are introduced,together with the appropriate construction measures and the problemsbrought out for thebridgecharacteristics,offering somereferencesfor thedesign and construction of similar projects.

open-web model;V-shaped support;continuousrigid frame;arch bridgeconstruction

U445

A

1671-9107（2017）10-0009-03

10.3969 ／j.issn.1671-9107.2017.10.009

2017-03-13

余鴻飛（1975-），男，重慶人，本科，高級工程師，主要從事公路、橋梁及隧道建設工作。