張安林，孫 東 （安徽省交通勘察設計院有限公司，安徽 合肥 230011）

0 前言

目前在國內(nèi)大跨度連續(xù)箱梁傳統(tǒng)做法大都按照掛籃懸臂澆筑法設計和施工，懸臂施工法具有很大的優(yōu)越性，可以不受橋下地形、河流和通航及防洪要求的影響等[1]。懸臂澆筑的節(jié)段分段長度一般為3～5m，目的是使節(jié)段施工的重量變化均衡，有緩慢下降的趨勢，不會出現(xiàn)陡變，而加大掛籃設計的難度。但與此同時，由于懸臂澆筑長度受限，故節(jié)段數(shù)量較多，且每個節(jié)段為遞進式，從而使得該工法施工周期較長，對于一些對施工工期有嚴格限制或者盡量縮短的項目無法滿足業(yè)主要求。

支架現(xiàn)澆連續(xù)梁橋具有悠久的歷史，可以說是最原始、最基本的施工方法，主要特點是橋梁的整體性好，施工方法簡便易行，施工質(zhì)量可靠，平面及豎曲線線型容易控制，對機具和起重設備要求不高[2～3]。隨著鋼支架的采用及支架構件的標準化和裝配化，支架現(xiàn)澆施工得到廣泛應用，不僅用于橋墩較低的中、小跨徑連續(xù)梁，而且在長大跨徑橋梁中亦開始逐步應用[4～5]。

1 工程背景

某跨閘橋主橋采用（50+80+80+50）m 變截面連續(xù)箱梁，主跨分別跨船閘及南側(cè)防洪大堤。橋型總體布置如圖1所示。

圖1 橋型布置圖

圖2 支架現(xiàn)澆節(jié)段施工劃分示意圖

上部結構采用單箱單室斷面，支點梁高4.6m，跨中梁高2.2m。采用二次拋物線變化。箱梁頂板寬12.5m，頂板厚28cm，底板寬7.5m，底板厚度按二次拋物線由30cm變化到78cm，腹板跨中厚度為50cm，支點處厚度80cm，箱梁高度由跨中的2.2m按二次拋物線變化至支點處的4.6m，橋面設置2.0%雙向橫坡。設計采用懸臂澆筑方法施工，節(jié)段長度4m、3.5m、2.5m 不等，兩側(cè)對稱懸澆段共計9段。

2 施工方案調(diào)整

考慮到掛籃施工工藝施工周期較長，不能滿足項目總體施工進度要求，根據(jù)現(xiàn)場地形及地基情況，為加快工程進度，在不增加工程造價及結構形式的基礎上，施工單位提出改成滿堂支架法工藝進行施工?？紤]目前橋位處為灘地，無通航及泄洪要求；另外橋梁高度不高，方便搭設支架，故設計單位認為變更為支架現(xiàn)澆施工方案的外部條件基本具備。根據(jù)支架施工的特點，即采用大節(jié)段澆筑，考慮配束及施工需要，主橋共分為7個大節(jié)段，先后分為4次澆筑。具體分段如圖2。

3 大節(jié)段支架現(xiàn)澆與懸臂澆筑受力特點分析

橋梁的內(nèi)力分布與其施工工藝及施工流程密切相關[6]，通過商用有限元軟件分別模擬計算大節(jié)段支架施工以及懸臂澆筑法施工，兩者在恒荷載作用下成橋內(nèi)力分布如下圖3、圖4所示。通過對比計算結果可以發(fā)現(xiàn)3點結論：①采用支架施工法橋梁中支承截面處負彎矩值明顯小于按懸臂施工法計算的相應截面彎矩值，次支點處(19#、21#墩頂)負彎矩前者與后者比值約為0.776，中支點處(20#墩頂)的負彎矩比約為0.95；②采用大節(jié)段現(xiàn)澆施工時連續(xù)梁跨中截面正彎矩遠遠大于懸臂施工法施工的相應截面彎矩值，其中邊跨跨中比值約為2.28，中跨跨中比值約為3.69；③同時表明對于多跨連續(xù)梁，采用支架現(xiàn)澆法施工時中支點與次支點彎矩的不均勻性分布更為明顯，其比值達到了1.26，即19#墩頂處受力更為不利，而懸臂法施工的比值僅為1.03，相差無幾。

圖3 大節(jié)段支架現(xiàn)澆法成橋階段恒荷載彎矩及剪力圖（kN·m）

圖4 懸臂澆筑法成橋階段恒荷載彎矩及剪力圖（kN·m）

剪力效應變化趨勢與彎矩效應相同，但其變化的幅度相對較小，前者與后者的比值在0.92～1.04之間，表明施工工藝變更對于剪力效應影響的敏感性要小于彎矩效應。

4 預應力布置設計難點及解決措施

可以看出采用成橋階段大節(jié)段現(xiàn)澆施工與懸臂施工在恒荷載作用下的彎矩值差異十分明顯。這也充分表明連續(xù)梁的設計計算必須與施工方法及工藝緊密結合。本橋設計的難點及解決措施如下所述。

①采用大節(jié)段現(xiàn)澆時，由于施工縫的數(shù)量急劇減少(本例由10個面減少為1個)，則無法像懸臂澆筑在每個懸澆段截面錨固頂板束及底板束，解決該問題的主要方法如下幾種：a.在有限的中間后澆段斷面集中錨固一些鋼束；b.需沿著箱室內(nèi)部設置齒板錨固；c.根據(jù)彎矩分布設置上下彎起通常束；d.在頂?shù)装逶O置槽口錨固。

②出于箱梁美觀考慮，一般不在箱梁外側(cè)設置齒板，受此限制，箱梁頂板外側(cè)加腋處只能設置1～2孔在施工縫截面錨固的鋼束，因而通過墩頂?shù)捻敯迨^少，為彌補墩頂頂板的預應力效應，應適當增加腹板鋼束在墩頂?shù)耐ㄟ^數(shù)量。同時，為減少齒板數(shù)量，增加箱室內(nèi)空間，將頂板束每兩束合并錨固于一個齒板。

③由于主橋為四跨連續(xù)梁，如按一般滿堂支架現(xiàn)澆施工連續(xù)梁設置通常束時，鋼束單根長度則長達260m，不僅施工時管道穿束較為困難，且鋼束中部預應力損失較大 (其永存預應力均為0.59fpk左右)。而鋼束中部位于中支點截面處(20#墩頂)，為主梁恒載和活載受力最不利位置。因而需將部分通常腹板束設計成在中墩處交叉錨的形式，交叉部分為首次澆筑的主墩附近節(jié)段長度。這樣不僅解決了預應力束過長的問題，同時也增加了通過墩頂附近預應力束的數(shù)量，其中一側(cè)交叉束需從腹板平彎后采用齒板錨固。

④考慮次支點與中支點受力差異較大，故20#墩頂處不應和19#墩頂及21#墩頂?shù)韧O計，故在20#墩處增加2孔腹板束，并適當增加頂板束的型號。

通過如上措施，主橋在承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)以及施工階段中各項指標均滿足規(guī)范要求。

5 工期影響

掛籃懸臂施工每節(jié)段施工時間在12d左右，考慮陰雨天氣及其他因素按15d計，同時最后一個懸澆段為了避免掛籃碰頭需錯開一節(jié)段施工，故按10個懸澆段計算共需150d左右，加上邊跨合攏及體系轉(zhuǎn)換等15d，共計175d。采用大節(jié)段支架施工后，僅在每個T構兩側(cè)預留濕接縫合攏段二次施工，考慮交叉束張拉的需要，其余節(jié)后澆段分兩次施工，預估工期需85d，合計節(jié)省約90d的工期，節(jié)約工期較為明顯。

6 結論與建議

①用于中小橋梁施工的支架現(xiàn)澆法具有施工速度快、施工方法簡便易行等特點，筆者通過實際工程計算研究分析，論證了該方法同樣能夠適用于大跨度連續(xù)箱梁的設計施工當中。即懸臂澆筑改為支架現(xiàn)澆在保證支架安全穩(wěn)定、澆筑養(yǎng)護質(zhì)量可靠的前提下，通過改變預應力配置方式也是可以做到的，結構各項指標驗算結果均滿足規(guī)范要求。

②大節(jié)段支架現(xiàn)澆施工的預應力混凝土連續(xù)梁橋因預應力錨固斷面大為減少，且工作面狹小而需設置大量的齒板。齒板的布置與構造是整體現(xiàn)澆法區(qū)別于懸臂澆筑法的主要特色。

③采用懸臂施工的連續(xù)梁橋，在施工過程中經(jīng)歷T形剛構受力狀態(tài)，合攏后形成連續(xù)梁橋，結構重力產(chǎn)生的內(nèi)力由各施工階段階段產(chǎn)生的內(nèi)力疊加而成。由于合攏段較短，產(chǎn)生的內(nèi)力較小，故T形剛構受力為主要部分。而滿堂支架施工連續(xù)梁不存在懸臂施工過程中內(nèi)力逐步向墩頂轉(zhuǎn)移的過程，故在滿堂支架拆除后，主梁彎矩圖與一次落架受力更為吻合，表現(xiàn)為相對較大的跨中彎矩和較小的支點彎矩，這是兩者受力差別最本質(zhì)的原因。故擬定截面幾何尺寸時，應根據(jù)以上彎矩分布特點，增大主梁跨中附近斷面的抗彎剛度，不宜完全一味的套用懸澆梁的結構經(jīng)驗尺寸。