李慶云 中國鐵路上海局集團有限公司上海華東鐵路建設監(jiān)理有限公司

1 設計概況與設計意圖理解

連續(xù)梁拱組合結構（見圖1）與同等跨度連續(xù)梁相比，可以顯著降低建筑高度，其外形較為輕巧，美觀，同時由于拱肋的加勁作用，主梁豎向剛度有明顯提高，具有較大的豎向剛度和良好的動力性能。因此，該種結構廣泛地應用在跨越高速公路、既有鐵路、高等級航道等工程上。

本文以商合杭阜陽特大橋跨滁新高速公路連續(xù)梁拱結構為背景進行分析與研究。

圖1 剛構連續(xù)梁-拱結構示意圖

跨滁新高速公路為（85+150+85）m剛構連續(xù)梁—拱，為預應力混凝土雙線連續(xù)箱梁，采用懸臂澆筑法施工，邊跨分為19個梁段，中跨分為35個梁段，其中359號和360號墩頂梁拱結合部各設置有 2個剛構固結墩，墩頂0號塊為梁體懸澆施工的起點。全梁共75個梁段，跨越滁新高速公路，交角144054"51'。

1.1 梁部

主梁采用單箱雙室、變高度、直腹板箱形截面，梁高按二次拋物線變化，曲線上梁為曲梁曲做。

主梁端部橫隔板厚2 m，共2道；每個剛構墩處設置兩道厚2 m的橫隔板并與剛壁墩墩身正對，共4道；中跨跨中位置設置中跨跨中橫隔板，共1道；邊跨跨內設置邊跨橫隔板，共3道；所有橫隔板均設過人孔。箱梁對應各吊桿處設置吊點橫梁，板厚0.4 m，全橋共設16道吊點橫梁。

1.2 拱肋

拱肋采用豎直平行拱，兩拱肋中心距14.8 m，設計跨度為150 m。拱肋橫斷面采用啞鈴型鋼管混凝土等截面。拱肋及腹腔內灌注C55自密實補償收縮混凝土。

1.3 橫撐

拱肋之間設橫撐和斜撐。橫撐采用圓端型截面，高1.5 m，寬1.2 m，圓端外徑1.2 m，由12 mm的鋼板卷制而成；斜撐采用外徑0.8 m的圓形鋼管組成，管內均不填充混凝土。

1.4 吊桿

吊桿采用強度等級為460級的35CrMo合金鋼實心圓等強鋼拉桿，直徑為100 mm。采用雙吊桿、平行布置。全橋共設置32組雙吊桿，每組各2根，全橋共64根，吊桿垂直于拱弦線布置。

1.5 預應力鋼束

該連續(xù)梁設計采用縱向預應力體系、橫向預應力體系、豎向預應力體系。

1.6 對設計的理解

本橋設計荷載為ZK標準活載，由于本橋是跨越滁新高速公路，橋面采用CRTS-Ⅲ型無砟軌道，在滿足橋下高速公路凈空條件下，為降低線路高程，減少橋梁長度，降低工程造價，并考慮景觀要求，設計采用了結構高度低，跨越能力大，造型美觀的鋼筋混凝土拱加勁連續(xù)梁的組合結構，主跨為150 m，邊跨為85 m。

梁體的自重是由主梁承擔的，二期恒載及活載由梁、拱共同承擔，拱作為以受壓為主的構件，具有豎向剛度大的特點，形成組合結構以后，在豎向荷載作用下，一部分力通過吊桿、拱肋直接傳至主梁根部，因此使主梁跨中及支點彎矩得以顯著減少。

為確保拱肋橫向穩(wěn)定性，兩榀拱肋之間采用空間桁架撐連接，橫撐由主鋼管和連接鋼管組成，內部不填混凝土。主拱肋與橫向連接系在拱肋未灌筑混凝土前為完全的鋼結構，在灌筑混凝土后及在大橋長期運營階段，拱肋為鋼管混凝土結構。

2 主橋總體施工方案

梁體采用“先梁后拱”的施工方法，主梁采用掛籃懸臂澆筑，拱身采用橋面搭設支架拼裝施工。拱肋采用工廠制造、廠內半跨立體預拼后解體運輸，到現場后采用兩臺汽車起重機抬吊安裝，直接在梁面支架上組拼合攏并完成焊接。拱肋內混凝土采用輸送泵由拱腳向拱頂壓送，待混凝土達到強度后安裝吊桿，完成梁體體系轉換。拱肋混凝土采用頂升法對稱進行泵送無收縮混凝土灌注，之后安裝并張拉吊桿，調整好吊桿力后拆除支架，施工二期恒載及橋面系，復測并調整吊桿索力至設計值。

3 施工過程監(jiān)理質量關鍵點監(jiān)控分析與研究

3.1 0#塊施工

本橋剛構連續(xù)梁拱剛構連續(xù)梁設置有2個剛構固結墩，墩頂0#塊為梁體懸澆施工的起點，全長26 m，混凝土數量為1982.9 m3

由于該橋為預應力混凝土剛構橋，0#塊為雙薄壁墩與上部結構正交構成的箱梁節(jié)段，是全橋結構受力最復雜、施工難度最大的部位。

0#塊采用落地鋼管柱支架法施工（見圖2），現場搭設好支架平臺，然后進行0#塊模板拼裝，為確保施工安全及梁拱結合穩(wěn)定，將0#塊混凝土分兩次進行澆筑，第一次混凝土澆筑至梁頂面以下3 m位置，第二次一次性完成剩余梁體及拱腳混凝土。

圖2 0#塊支架布置圖

針對0#塊施工，監(jiān)理質量控制的重點如下：

3.1.1 0#塊支托架安裝質量控制

（1）本橋0#塊支托架采用直徑為φ820 mm、壁厚為δ10 mm鋼管立柱作支撐，型鋼搭設灌梁平臺施工，立柱共搭設8列，每排6根，共48根。支架各桿件之間及與墩身之間使用直徑為φ325 mm、壁厚為δ5 mm鋼管進行有效聯(lián)結，形成穩(wěn)定的桁架結構。膺架的整體高度根據實際情況調整。橫梁采用HW588×300型鋼，共計16根，縱梁采用I45a型鋼，上鋪橫向[16a型鋼。在支架上安裝欄桿，形成寬敞、安全的施工平臺，然后在平臺上立模灌注混凝土。

（2）0#塊支托架，從主墩承臺開始施工，一直到整個支托架預壓結束，監(jiān)理必須對整個支托架的全過程進行盯控，包括在承臺上預埋件的預埋，支架兩邊擴大基礎的施工，支架的聯(lián)結，支架頂部縱橫梁的安裝等。必須嚴格按照0#塊支托架的設計方案對整個支架安裝施工進行盯控。

（3）預壓過程必須全過程盯控，根據預壓方案進行分階段加載預壓，預壓過程支架預壓時應進行豎直和水平位移監(jiān)測，監(jiān)測內容包括：基礎沉降變形，支架豎向位移，支架頂面水平位移，縱、橫梁的撓度。

（4）預壓成果整理及預拱度設置

支架預壓完成后，督促施工單位根據檢測數據督促施工單位做好計算分析基礎沉降梁和支架彈性變形量、非彈性變相量及平面位移量，評價支架安全性和確定立模標高，形成支架預壓報告，監(jiān)理進行簽認。

預壓結束卸載后，根據彈性變形量確定梁體預留拱度值，預留拱度應計算支架彈性變形、梁體自重下沉、基地沉降等因素。各點的預拱度以中間點為最高值，以墩、臺為零，按二次拋物線進行分配。

預壓結束督促施工單位將模板清洗干凈，對局部模板標高以及不穩(wěn)固的模板進行調整，同時在后續(xù)鋼筋工程、模板工程施工過程中應盡量減少雜物（焊碴、鋼筋頭、木屑、砂等）落入模板內，以免造成在混凝土澆注前投入大量人力、物力進行沖洗。預壓卸載后，根據觀測值及撓度調整底模高程。

3.1.2 0#段是懸灌的關鍵梁段

0#段是懸灌的關鍵梁段，結構復雜，施工難度大，為三向預應力，管道多、鋼筋密，技術要求及質量要求高，施工前監(jiān)理項目部要由總監(jiān)組織相關現場監(jiān)理對施工圖紙認真進行研究和分析,要充分了解掌握整個梁的預應力管道布置情況和張拉步驟。

0#段模板安裝過程和混凝土澆筑前，監(jiān)理要督促施工單位提前制定混凝土下料和振搗措施，特別是橫隔墻部位，要提前考慮下料和振搗通道。

0#段混凝土澆筑過程中，除正常的混凝土質量控制外，總監(jiān)一定要安排測量監(jiān)理和施工單位測量工程師一道，全過程嚴格控制梁面的標高。因為CRTSⅢ型無砟軌道對梁面的標高要求非常嚴格，底座板和自密實混凝土的厚度不允許出現負值。如果高了，后期打磨工作量非常大，同時梁面鋼筋有可能外露，影響梁體結構。

3.1.3 掛籃施工預埋件

掛籃預埋件、預埋孔較多，受力和精度要求很高，施工中監(jiān)理要作為重點監(jiān)控。

本橋掛籃吊帶孔，掛籃內、外吊掛系統(tǒng)均采用鋼吊帶，通過在梁體內預留孔洞將掛籃錨固現澆梁上。所有吊帶孔預埋件采用2 cm厚竹膠板訂制成方盒子，在梁體混凝土澆注前固定在梁內，帶混凝土澆筑完成后拆出。

梁體的各種預埋件、預留孔與模板、鋼筋骨架同時安裝，保證設置齊全、位置準確。

3.2 鋼拱腳定位與安裝

本橋鋼拱腳安裝總體施工工藝：

支撐立柱及橫梁的安裝→拱腳構件運輸及現場拼裝→拱腳吊裝→測量定位→拱腳加固→鋼筋綁扎→支立模板→混凝土灌注→外部臨時支撐體系拆除。

3.2.1 監(jiān)理在此工序施工過程中，控制的關鍵點如下

（1）拱腳安裝需設置臨時支撐體系，臨時支撐體系的穩(wěn)定性監(jiān)控是監(jiān)理監(jiān)控的重點；

（2）由于梁體整體位于圓曲線上，且梁體坡度變化較大，在現場施工過程中，拱腳安裝的測量坐標計算、復核及拱腳鋼管高程控制是監(jiān)理的控制重點及難點；

（3）由于拱腳鋼筋較密，混凝土和易性、擴展性及混凝土振搗是監(jiān)理控制拱腳混凝土質量的重點；

針對拱腳的定位，監(jiān)理項目部一定要高度重視，指派業(yè)務水平比較高和責任心強的測量工程師和施工單位測量工程師一道，全過程進行專項控制。

本橋拱腳定位（見表1），測量采用全站儀（萊卡），監(jiān)理和施工單位一道進行了專項控制。本橋位于半徑7 000 m（左線）的圓曲線上，里面位于16.6‰～-7.83‰縱坡，變坡點為DK196+150，半徑25 000 m，為曲線曲做橋梁，拱弦線的豎向投影為中墩位置梁底以上7 m的兩點連線，平面投影根據左線與中墩中心線交點的兩點連線平移后得到。拱肋采用數值平行拱（中心距14.8 m），吊桿在拱肋平面內垂直與拱弦線，吊桿在拱肋平面內垂直于拱弦線布置。

表1 拱腳定位參數表

控制點設置，見圖3、圖4。

圖4的測量觀測點1#～6#點是固定支架安裝依據，以拱軸線與梁弦線交點為坐標原點。

圖3 粗測時控制點布置

拱腳安裝精確定位數據，以設計圖紙所提供的平面坐標換算成便于施工用的三維坐標。

圖4 拱腳精確就位時的控制點布置

3.3 施工監(jiān)控與仿真分析

全橋施工過程仿真分析是為了更準確地模擬施工過程，可以給出準確的線形和應力控制數據，提高了大跨度連續(xù)梁拱組合結構的變形控制精度，保證了連續(xù)梁的線形和應力狀態(tài)滿足施工過程及成橋階段的運營要求。

（1）對于本連續(xù)梁橋橋來說，通過現場監(jiān)控、監(jiān)測與計算手段，對連續(xù)梁施工過程中的結構主控截面的應力變化和位移狀態(tài)進行有效地監(jiān)測、分析、計算和預測，為施工提供控制信息，以確保整個結構在施工過程的安全并達到最終的設計成橋狀態(tài)。施工監(jiān)控的目的是使大橋高精度的合攏，成橋后主梁線形與結構內力滿足設計要求。根據現場實際情況，按照施工監(jiān)控方法，提供正確的數據以指導施工。

（2）橋梁施工控制的具體內容有幾何變形控制、應力控制、穩(wěn)定控制、安全控制。分析模型采用空間模型，采用Midas Civil軟件計算。

（3）整個監(jiān)控過程中，根據以往橋梁施工及控制經驗，并根據本橋的具體情況，在施工過程中影響橋梁結構內力和線形的因素主要有以下幾方面：

①橋梁施工荷載；

②橋梁施工臨時荷載；

③支架變形；

④日照影響；

⑤混凝土澆筑方量的控制；

⑥預應力束的張拉；

⑦混凝土彈性模量。

當上述因素與估計不符，而又不能及時識別引起控制目標偏離的真正原因時，必然導致在以后階段施工中采用錯誤的糾偏措施，引起誤差累積。所以施工監(jiān)測和控制是本橋施工過程中不可缺少的工序。

為此，監(jiān)理在審查專項施工組織設計時，一定要要求和督促施工單位完善連續(xù)梁施工及拱肋安裝仿真計算，細化監(jiān)控監(jiān)測方案。同時在監(jiān)控監(jiān)測過程中，要全過程參與。這項工作是監(jiān)理往往容易忽略的，通過本橋的監(jiān)理過程，也充分證明本項工作是非常重要和不可缺少的。

4 結束語

跨滁新高速公路特大橋連續(xù)梁拱已順利完工，本文對監(jiān)理在整個施工過程中，除了一些常規(guī)的質量安全監(jiān)控外，對一些容易忽略但又非常關鍵的質量安全控制要點和技術進行了分析和研究，為施工監(jiān)理在以后類似工程的監(jiān)理過程中，提供一些經驗和方法。