【摘 要】以實(shí)際工程南流嘉陵江預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)楸尘埃ㄟ^(guò)建立全橋有限元模型進(jìn)行內(nèi)力、變形等的驗(yàn)算對(duì)橋梁的施工控制進(jìn)行指導(dǎo)。詳細(xì)介紹了南流嘉陵江大橋連續(xù)現(xiàn)澆梁總體施工工藝，包括塔吊施工、0號(hào)塊施工、懸臂梁段施工、邊跨現(xiàn)澆段施工以及結(jié)合段施工，其中主梁0號(hào)塊、現(xiàn)澆直線段采用墩頂托架法現(xiàn)澆施工，主梁懸臂段采用掛籃對(duì)稱澆筑施工。

【關(guān)鍵詞】連續(xù)剛構(gòu)橋； 懸臂澆筑； 墩頂托架法； 對(duì)稱施工

【中圖分類號(hào)】U448.23【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

［定稿日期］2022-08-10

［作者簡(jiǎn)介］潘凱（1989—），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)闃蛄菏┕ぜ夹g(shù)、橋梁檢測(cè);劉建林（1979—），男，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)闃蛄菏┕ぜ夹g(shù);楊剛（1982—），男，專科，工程師，研究方向?yàn)楣饭こ淌┕ぜ夹g(shù)。

0 引言

大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋具有造型優(yōu)美、整體性強(qiáng)、行車體驗(yàn)舒適和施工難度較小等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今橋梁建設(shè)中應(yīng)用廣泛［1-2］。隨著這種橋運(yùn)營(yíng)期的增長(zhǎng)，設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)混凝土的收縮徐變估計(jì)不足，以及工程施工質(zhì)量控制不夠等原因，使橋梁運(yùn)營(yíng)期內(nèi)產(chǎn)生一定不良線形而影響了其通行性能，因此必須充分加強(qiáng)施工技術(shù)方案研究分析，為橋梁項(xiàng)目的順利完工提供可靠依據(jù)。

在連續(xù)剛構(gòu)橋各個(gè)過(guò)程的施工方法，國(guó)內(nèi)專家和學(xué)者都進(jìn)行了許多深入的研究。朱忠民等［3］提出了采用掛籃配合蓋梁支架施工的新方法，通過(guò)數(shù)值模擬分析了新老施工方案橋梁施工過(guò)程箱梁應(yīng)力與變形，證明了新施工方法的可行性；趙建祥等［4］驗(yàn)證了在山區(qū)復(fù)雜的地形地勢(shì)、過(guò)渡墩較高的情況下，采用邊跨現(xiàn)澆段非對(duì)稱施工的可行性以及優(yōu)良效益；陳穎［5］總結(jié)了邊跨直線段鋼管支架法施工的技術(shù)要點(diǎn)，為今后同類工程的施工提供一定參考;宋寶起［6］針對(duì)不對(duì)稱懸臂施工對(duì)梁體累計(jì)位移的影響進(jìn)行參數(shù)分析，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)施工過(guò)程中的線形控制重點(diǎn)提出了建議;李云虎等［7-10］通過(guò)計(jì)算由成橋時(shí)各個(gè)因素引起的墩頂縱向水平位移量，驗(yàn)證了合龍頂推的必要性與頂推力計(jì)算的合理性。本文以南流嘉陵江大橋?yàn)楸尘?，詳?xì)介紹了連續(xù)剛構(gòu)橋的施工工藝及流程，為后續(xù)相同類型橋梁施工提供參考。

1 工程概況及總體施工方案

1.1 工程概況

南流嘉陵江大橋位于四川省廣元市昭化區(qū)，大橋全長(zhǎng)954.0 m，橫跨嘉陵江亭子口水庫(kù)，主橋上部結(jié)構(gòu)為（81+3×150+81）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱梁，為單箱單室箱形截面，橋面雙向橫坡2%，縱坡0.7%（跨中向大、小里程兩側(cè)），設(shè)計(jì)公路等級(jí)：二級(jí)公路。

該大橋連續(xù)鋼構(gòu)箱梁頂板寬13.0 m，底板寬7.5 m，外翼板懸臂長(zhǎng)2.75 m，跨中及邊跨現(xiàn)澆段梁高3.5 m，墩頂0號(hào)梁段高9.6 m；連續(xù)梁采用C55混凝土和三向預(yù)應(yīng)力體系，單個(gè)“T構(gòu)”分20個(gè)節(jié)段懸臂施工，其中0號(hào)塊長(zhǎng)度為14.0 m，一般梁段長(zhǎng)度分為3.0 m、4.0 m兩種，合龍段梁長(zhǎng)2.0 m，邊跨現(xiàn)澆段梁長(zhǎng)4.2 m，允許最大施工不平衡荷載10 t。

1.2 總體施工方案

南流嘉陵江大橋現(xiàn)澆連續(xù)梁按照主控作業(yè)工序組織流水作業(yè)。

主控作業(yè)工序?yàn)椋核醢惭b—現(xiàn)澆連續(xù)梁0號(hào)塊施工—連續(xù)梁標(biāo)準(zhǔn)段/現(xiàn)澆直線段施工—邊跨合龍—次中跨合龍—中跨合龍—橋面系施工。

現(xiàn)澆連續(xù)梁采用掛籃懸臂法澆筑施工，0#塊、現(xiàn)澆直線段采用墩頂托架法現(xiàn)澆。8號(hào)—11號(hào)主墩連續(xù)梁施工材料、模板等均采用塔吊吊裝，7號(hào)、12號(hào)交界墩直線段施工材料、模板等采用浮吊裝施工。

2 有限元模型驗(yàn)算

本文通過(guò)建立MIDAS全橋有限元模型，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛度驗(yàn)算、支反力計(jì)算、主梁驗(yàn)算以及墩柱等驗(yàn)算。本次設(shè)計(jì)主橋上部結(jié)構(gòu)采用全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)，引橋上部結(jié)構(gòu)采用A類構(gòu)件設(shè)計(jì)。

2.1 計(jì)算參數(shù)

（1）活載計(jì)算

箱梁計(jì)算時(shí)按二車道進(jìn)行加載驗(yàn)算，考慮1.15的偏載系數(shù)；兩側(cè)人群荷載分別按寬度為1.5 m加載，基于墩柱的抗彎剛度分配于4個(gè)主墩上。

（2）混凝土容重取26 kN/m3，混凝土結(jié)構(gòu)的收縮徐變按JTG 3362-2018《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》取值計(jì)算。

（3）根據(jù)氣象資料，全橋結(jié)構(gòu)體系溫差取±16 ℃，橋面板上、下緣溫差按規(guī)范取值計(jì)算。

（4）連續(xù)箱梁主梁結(jié)構(gòu)計(jì)算掛籃重量為90 t。

（5）基礎(chǔ)不均勻沉降，主墩基礎(chǔ)按2 cm考慮。

（6）根據(jù)氣象資料，全橋結(jié)構(gòu)合龍?bào)w系溫度取值為17 ℃，實(shí)際合龍溫度可在15～20 ℃間選取。

2.2 主梁計(jì)算結(jié)論

由MIDAS計(jì)算可知：

在汽車活載（不計(jì)沖擊力）作用下，主梁的撓度最大值為46.99 mmlt;l/400=375 mm ， 豎向剛度滿足規(guī)范要求。

總體靜力計(jì)算表明，最不利工況下，支座承載力滿足使用要求，支座規(guī)范選型合理，且均未出現(xiàn)支座負(fù)反力。

在頻遇值組合下，主梁最大主拉應(yīng)力0.75 MPa，小于1.096 MPa，滿足規(guī)范要求；在標(biāo)準(zhǔn)值組合下，主梁最大壓應(yīng)力16.18 MPa，小于17.75 MPa，滿足規(guī)范要求；在標(biāo)準(zhǔn)值組合下，混凝土邊主梁最大主拉應(yīng)力12.05 MPa，小于21.3 MPa，滿足規(guī)范要求。

橋梁的使用階段正截面軸心/偏心抗壓承載能力及使用階段裂縫驗(yàn)算滿足規(guī)范要求。

在最大懸臂工況下，橋墩的穩(wěn)定性能夠得到保證，滿足規(guī)范要求；成橋階段，考慮二期荷載、自重、移動(dòng)荷載、預(yù)應(yīng)力等作用下，對(duì)全橋進(jìn)行穩(wěn)定性分析，計(jì)算得出成橋階段的前5階屈曲系數(shù)，均大于4，結(jié)果表明，在成橋階段，橋墩的穩(wěn)定性能夠得到保證，滿足規(guī)范要求。

本工程主橋場(chǎng)地地震基本烈度為Ⅵ級(jí)，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40 s，結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05。對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力特性分析，結(jié)果顯示，在E1地震作用下，橋墩強(qiáng)度滿足要求，在E2地震作用下，最不利彎矩小于屈曲彎矩，各橋墩滿足抗震目標(biāo)要求。

經(jīng)MIDAS模型計(jì)算，橋梁的各項(xiàng)驗(yàn)算均滿足規(guī)范要求。

3 現(xiàn)澆連續(xù)鋼構(gòu)梁施工方案

3.1 塔吊施工

塔吊安裝于8號(hào)—11號(hào)主墩，連續(xù)梁施工時(shí)，考慮各種材料、機(jī)具需吊裝的最大重量和最遠(yuǎn)距離。

塔吊需要安裝的工作高度：墩身高度（24 m）+0號(hào)塊高度（9.6 m）+掛籃高度（5.5 m）+富余工作空間（5 m）=44.1 m

根據(jù)以上情況，本項(xiàng)目選用CF5613塔機(jī)可滿足連續(xù)梁正常施工，該塔式起重機(jī)采用獨(dú)立式機(jī)身（不含附墻）時(shí)總高可安裝至51 m，工作高度為45 m，滿足施工需求。

塔吊基礎(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)處于淹沒(méi)線以下的部分應(yīng)涂刷防銹漆。為確保安全，塔吊在位于墩頂以下6 m位置設(shè)置附墻，與墩柱連接。在0號(hào)塊施工時(shí)將塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)澆筑于箱梁底板內(nèi)，在0號(hào)塊頂板上預(yù)留（1.8 m×1.8 m）塔吊孔（塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)斷面尺寸1.6 m×1.6 m），待連續(xù)梁合龍后利用吊架重新澆筑塔吊預(yù)留孔。

3.2 0號(hào)塊施工

3.2.1 0號(hào)塊托架施工工藝

南流嘉陵江大橋0號(hào)塊支架采用墩頂托架的結(jié)構(gòu)形式。托架牛腿為2 cm厚鋼板通過(guò)焊接組拼成的楔形塊，牛腿通過(guò)墩柱上的2根穿心32 mm精軋螺紋鋼錨固，牛腿安裝前可在牛腿位置的墩柱上預(yù)埋75#角鋼制作操作平臺(tái)；托架三角主桁架為雙拼32#槽鋼對(duì)口焊接，主桁架在加工場(chǎng)加工成型后整體吊裝；主桁上承重梁為雙拼56#工字鋼，分配梁采用20#工字鋼，間距40 cm。

托架搭設(shè)完成經(jīng)檢查合格后需要進(jìn)行托架預(yù)壓，托架采用反力架預(yù)壓，反力架設(shè)置于四個(gè)主墩墩頂。預(yù)壓時(shí)為保證測(cè)點(diǎn)測(cè)量的準(zhǔn)確性，觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在墩頂，順橋向托架觀測(cè)點(diǎn)應(yīng)在拖架前端左、中、右各設(shè)一個(gè)，橫橋向托架觀測(cè)點(diǎn)設(shè)置在0號(hào)塊外側(cè)模板外邊線上，要保證各測(cè)點(diǎn)的位移能準(zhǔn)確反映該處支架的變形。

3.2.2 0號(hào)塊施工工藝

0號(hào)塊分兩次澆筑混凝土，第一次混凝土澆筑至底板倒角以上1 m位置，第二次澆筑剩余部位混凝土，兩次澆筑時(shí)間間隔應(yīng)控制在15天以內(nèi)，施工工藝：模板安裝—鋼筋施工—預(yù)應(yīng)力孔道施工—預(yù)留孔道施工—混凝土施工—預(yù)應(yīng)力施工。

模板安裝時(shí)要確保模板之間接縫密貼，不錯(cuò)臺(tái)。要確保結(jié)構(gòu)尺寸、位置滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。為減少高空作業(yè)，保證模板安裝精度，底模、外側(cè)板、內(nèi)模、人洞模盡量在地面拼裝，拼裝完成后用吊車吊裝就位，所有模板在吊裝過(guò)程中不允許與其它物體碰撞，以免模板變形或損傷。

預(yù)應(yīng)力管道均采用塑料波紋管，安裝過(guò)程中若縱向預(yù)應(yīng)力與橫向、豎向預(yù)應(yīng)力相抵觸時(shí)，保證縱向，移動(dòng)橫豎向；橫豎向相碰時(shí)，保證豎向，移動(dòng)橫向。預(yù)應(yīng)力管道安裝按設(shè)計(jì)位置固定，不讓異物進(jìn)入，豎向預(yù)應(yīng)力筋管道要在底部設(shè)置壓漿嘴，同時(shí)要確保其位置準(zhǔn)確不發(fā)生移位；縱向及橫向預(yù)應(yīng)力波紋管接頭要牢靠、密封，在接頭處套入30 cm長(zhǎng)大于管道直徑5 mm的專用接頭管，接頭位置用膠布包好，采用12 mm定位鋼筋定位，定位鋼筋在直線段上每80 cm一道，在曲線段上每50 cm一道，定位鋼筋應(yīng)準(zhǔn)確牢固。波紋管安裝后穿入襯管，避免混凝土澆筑后波紋管堵塞造成開(kāi)窗，同時(shí)嚴(yán)格防止鄰近電焊火花燒傷管壁，管道安裝過(guò)程中，當(dāng)預(yù)應(yīng)力管道位置和普通鋼筋位置有干擾時(shí)，可適當(dāng)移動(dòng)普通鋼筋位置，保證預(yù)應(yīng)力管道位置準(zhǔn)確。在管道端部喇叭口處，錨墊板與預(yù)應(yīng)力筋之間的空隙用海綿堵塞封閉，以防混凝土澆筑時(shí)水泥漿從此處進(jìn)入。

主橋箱梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系，均采用s15.2 mm高強(qiáng)低松弛鋼絞線，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1 860 MPa，其中縱向預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力為1 395 MPa，豎向及橫向預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力1 302 MPa。

3.3 懸臂梁段施工

南流嘉陵江大橋連續(xù)梁施工采用菱形掛籃，掛籃自重900 kN。掛籃使用前，應(yīng)對(duì)制作及安裝質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，應(yīng)進(jìn)行走行性試驗(yàn)，為消除掛籃在加載狀態(tài)的非彈性變形并測(cè)量掛籃的彈性變形值，以便合理設(shè)置懸臂澆筑梁段的立模高度，南流嘉陵江大橋掛籃采用反力架預(yù)壓，反力架位于0號(hào)塊左右側(cè)腹板位置。

采用千斤頂在1號(hào)塊梁底板跨中對(duì)掛籃進(jìn)行加載預(yù)壓，即在0號(hào)塊腹板端面設(shè)置反力架，利用其反向作用力通過(guò)32槽鋼反力架和千斤頂，將預(yù)壓荷載傳遞到25工字鋼墊梁和間距50 cm的20工字鋼分配梁上達(dá)到預(yù)壓效果。預(yù)壓加載分3級(jí)：60%、100%、120%，觀測(cè)方法同托架預(yù)壓觀測(cè)方法相同。

掛籃預(yù)壓時(shí)應(yīng)對(duì)后錨上撓值、前支點(diǎn)沉降值、主桁前端銷接處變形值、主桁上前橫梁吊帶處和主桁上前橫梁跨中變形值、底籃前橫梁吊帶處變形值進(jìn)行觀測(cè)。

連續(xù)梁從1號(hào)段開(kāi)始對(duì)稱懸臂施工，循環(huán)進(jìn)行鋼筋加工制作安裝、預(yù)應(yīng)力管道安裝、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉壓漿等施工工序

3.4 邊跨現(xiàn)澆段施工

南流嘉陵江大橋邊跨現(xiàn)澆段采用安裝墩頂托架的方式施工，直線段施工時(shí)在墩柱另一側(cè)安裝相同托架并予以配重。在邊跨現(xiàn)澆段一側(cè)的托架上安裝4個(gè)壓力傳感器，分別位于2組承重梁下的卸落砂桶底部，用于直線段施工時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控2個(gè)三角主桁架上的重量，便于配重側(cè)托架加載配重。

3.5 合龍段施工

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，合龍順序?yàn)椋哼吙绾淆埗巍沃锌绾淆埗巍锌绾淆埗巍?/p>

合龍段施工是體系轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，是控制全橋受力狀況和線型的關(guān)鍵工序。合龍段施工必須滿足受力狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求和保持梁體設(shè)計(jì)線形，施工時(shí)必須嚴(yán)格控制合龍段的施工誤差。合龍段應(yīng)在設(shè)計(jì)合龍溫度（15～18 ℃）時(shí)盡快焊接勁性骨架并澆注混凝土。本文以中跨合龍段為例，介紹其施工工藝：

（1）待次中跨合龍段段張拉、壓漿完成后，拆除中跨合龍段掛籃內(nèi)模系統(tǒng)，將掛籃前移2 m，拉出底模系統(tǒng)，將其另一端錨固于中跨現(xiàn)澆段底板上，同時(shí)將外模走行梁拉到中跨現(xiàn)澆段錨固，并將外模板整體拉出來(lái)，作為中跨合龍段的底模、外模用。

（2）綁扎鋼筋、安裝預(yù)應(yīng)力管道及其他預(yù)埋件；支設(shè)內(nèi)模，內(nèi)模采用優(yōu)質(zhì)竹膠板與方木加工成型，與外模對(duì)拉固定。

（3）在合龍溫度（15～18 ℃）達(dá)到要求后，盡快對(duì)中跨合龍段施加頂推力，頂推力大小為3 200 kN，施加頂推力時(shí)各主墩墩頂設(shè)計(jì)位移為：8號(hào)墩為-35 mm（負(fù)號(hào)表示向小里程位移），9號(hào)墩為-36 mm，10號(hào)墩為-45 mm，11號(hào)墩為46 mm。在正式頂推前，應(yīng)先進(jìn)行試頂，得到主墩實(shí)際的抗推剛度，再與設(shè)計(jì)方溝通對(duì)頂推力是否進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，頂推過(guò)程中頂推力或頂推位移有一個(gè)先達(dá)到設(shè)計(jì)數(shù)值，即停止頂推，盡快施焊合龍段剛性骨架，澆筑中跨合龍段混凝土，邊澆混凝土，邊同步卸載9號(hào)墩、10號(hào)墩中跨19號(hào)梁段壓重水（308 kN）。

（4）待混凝土齡期滿足5天且混凝土強(qiáng)度90%后，對(duì)稱張拉邊跨連續(xù)預(yù)應(yīng)力鋼束并錨固灌漿（按先長(zhǎng)束后短束順序），拆除次邊跨合龍段吊架，完成全橋合龍。

3.6 橋面系施工

主梁施工完成后可施工橋面鋪裝、人行道、護(hù)欄、伸縮縫、泄水管等。

護(hù)欄基座采用現(xiàn)澆施工，澆筑時(shí)基座時(shí)必須按照路線線形進(jìn)行埋設(shè)，護(hù)欄設(shè)置須平順，嚴(yán)禁出現(xiàn)折線形護(hù)欄，調(diào)整護(hù)欄外形使其順適美觀?，F(xiàn)澆分隔帶前，所有接觸面均應(yīng)鑿毛洗凈，以保證新舊混凝土密合。護(hù)欄在伸縮縫處應(yīng)斷開(kāi)，伸縮縫處斷縫寬與伸縮縫寬度一致。

澆筑梁體時(shí)，預(yù)留好泄水孔位置;泄水管設(shè)置在橋梁兩外側(cè)人行道處（無(wú)超高段），有超高段時(shí)，則設(shè)置在內(nèi)側(cè)護(hù)欄處。

本橋橋面鋪裝底層為10 cm厚鋼筋混凝土，面層為瀝青混凝土（厚度為瀝青混凝土上面層、下面層厚度之和，但不超過(guò)10 cm）。在結(jié)構(gòu)層與水泥混凝土鋪裝層、水泥混凝土鋪裝層與瀝青混凝土鋪裝層之間均設(shè)置防水層，水泥混凝土鋪裝前防水層采用滲透結(jié)晶型防水劑。底層鋪裝C40混凝土內(nèi)設(shè)置間距10 cm×10 cm的D9 mm焊接鋼筋網(wǎng)。鋼筋網(wǎng)設(shè)置在底層厚度中心位置，不得貼在橋面板上，使橋面混凝土與梁板混凝土形成整體。同時(shí)底層鋪裝采用抗裂、抗?jié)B高性能混凝土，每1 m3混凝土中摻入0.8 kg纖維素纖維。

4 結(jié)束語(yǔ)

連續(xù)剛構(gòu)橋是大跨徑橋梁建設(shè)中常用的一種結(jié)構(gòu)體系，本文借助工程實(shí)例，針對(duì)大跨徑剛構(gòu)橋各個(gè)階段的施工工藝進(jìn)行了全面的分析討論，為后續(xù)相同類型橋梁施工提供參考。

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