连续刚构、连续梁施工技术控制

连续刚构、连续梁施工技术控制

（ 郭建光  张志伟 夏龙华）

中交二公局第六工程有限公司   陕西西安 710032

摘要在跨径大于80m的大跨度预应力混凝土连续梁桥，一般主梁采用变高度形式，高度变化基本与内力变化相适应。梁下设置有支座，属于超静定体系。连续梁在恒、活载作用下，产生的支点负弯矩对跨中正弯矩有卸载的作用，使内力状态比较均匀合理，因而梁高可以减小；由此可以增大桥下净空，节省材料，且刚度大，整体性好，超载能力大，安全度大，桥面伸缩缝少，并且因为跨中截面的弯矩减小，使得桥跨可以增大。本文论述了连续刚构、连续梁施工中技术控制方法。

关键词支座、连续刚构、合龙、精轧螺纹钢

一、工程概况

某桥为变高度、底板变宽预应力混凝土连续箱梁，断面形式为单箱双室结构。箱梁在0#块处高3.5m，合拢段处高1.8m，梁底曲线按1.8次抛物线变化。顶板宽19.65m，厚0.28m；底板在0#块处底板宽10.35m，厚0.6m，在合拢段处底板宽11.564m，厚0.3m；腹板为斜腹板，0、1#梁段腹板厚度55cm，2#梁段腹板厚度45～55cm渐变，其他梁段的腹板厚度为45cm。最大悬臂浇筑梁段重量为172.17t。

                       图1连续刚构桥实体

连续刚构是将T形刚构粗厚桥墩减薄，形成柔性桥墩，使墩梁固结、主梁连续形成连续刚构桥，它是T形刚构与连续梁结合的一种新型体系。

连续刚构桥的结构特点是主梁连续、墩梁固结（无支座），既保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，又保持了T形刚构不设支座、无需体系转换的优点；比连续梁桥的内力分布更加合理，而且很大的顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚度能很好地满足较大跨径的受力要求。因此它是一种极有生命力的桥梁结构形式，为大跨度预应力混凝土桥梁的首选桥型。目前常规连续刚构桥跨径一般不超过200m。连续刚构有单柱墩、双柱墩、Y形墩等。

二、施工技术

1.1、0号块施工

连续刚构/变截面连续梁桥上部结构施工工艺流程图

                              图2 施工工艺流程

变截面连续梁在0号块施工准备阶段，要把临时固结措施做好，包括临时支墩、临时支座、临时预应力束等措施。 0#块挂壁式托架在后场加工，用塔吊安装，采用精轧钢对拉，避免高空焊接作业，操作方便安全，有效保证托架焊接及安装质量。

支架/托架搭设完成后采用混凝土预制块对支架进行预压施工，并根据预压值调整支架底模高程、设置施工预拱度。

预压荷载取0号块箱梁混凝土在支架上那部分的自重G的1.2倍，分四级加载（60%G、80%G、100%G、120%G），每级加载静止时间不小于12小时。

在每跨箱梁顺桥向设置4个断面，每个断面设置3个点，作为预压监测的控制点。

预压注意事项

（1）每次观测都要严格记录加载量级、变形值，测量的日期与时间、大气温度、天气情况等数据；

（2）每级加载要均匀连续，确保均匀加载，并尽可能做到对称加载。

（3）支架预压加载时随时观察记录支架的变形情况，发现支架有异常时必须立即停止加载并采取相应措施。

1.2、模板安装

墩顶现浇段底模采用15mm高强竹胶板或钢模板，顺桥向布置，在支架预压完成后即可安装。外侧模板采用整体钢模，由钢模板和钢桁架组成。因梁高为变高度，外侧模板内包底模板（侧包底方式），并用对拉杆连接。内模包括腹板内侧面、顶板底模，均采用10mm厚高强竹胶板，内模竖肋及背枋均采用10cm×10cm方木，并采用Φ48钢管搭设内支撑。

1.3、 钢筋工程

钢筋采取在后场加工成半成品后，运输至现场，起吊至桥面人工绑扎成型。波纹管采用塑料波纹管，同钢筋绑扎一同施工。吊装采用塔吊在墩身位置起至工作面。

1.4、预埋件施工

1)挂篮施工预埋件

挂篮主桁后锚精轧螺纹钢、挂篮轨道预留孔、底篮后横梁预留孔。

2)箱梁顶面平整度控制型钢

在腹板上方预埋两根平行角钢，角钢顶面同混凝土顶面齐平。

3)预留人孔

在每个墩位道路前进方向1#、边跨现浇段顶面预留1m（横桥向）×0.8m（顺桥向）人孔，方便人员进出内腔（设计图纸未给定的，要与设计协商确认。）。

4)其他结构预埋件

泄水孔、腹板通气孔、箱梁顶面预埋护栏钢筋。

1.5、 混凝土工程

0号块混凝土浇筑之前进行预埋件的安装，包括排水孔、通风孔、泄水管、防撞护栏预埋筋等。混凝土采用对称、分层浇筑的施工工艺，分两次或一次性浇筑完成。混凝土浇筑后，在其表面覆盖土工布，并由专人洒水养生，内腔在内模拆除之后采用喷淋洒水养护，外腹板采用带模养护。

1.6、 预应力工程

钢绞线采用束编整体穿束工艺进行穿束，达到张拉条件后采用智能张拉系统左右腹板对称、两端同步张拉。先张拉腹板束，后张拉顶板束。采用伸长量与张拉力双控。

预应力钢束张拉后采用智能循环压浆系统进行压浆，压浆前，对孔道进行清洁处理。

支架/托架拆除时遵循先搭后拆、后搭先拆的施工顺序。通过在箱梁翼缘板位置预留PVC管孔洞，利用卷扬机与吊车配合依次从上往下进行拆除。

                        图3  0号块施工图

2、挂篮悬臂浇筑施工

2.1、挂篮施工，是指浇筑较大跨径的悬臂梁桥时，采用吊篮方法，就地分段悬臂作业。它不需要架设支架，不使用大型吊机。

  挂篮施工的主要特点：

（1）能承受梁段自重及施工荷载；

（2）刚度大，变形小；

（3）结构轻巧，便于前移；

（4）适应范围大，适应不同的梁宽、梁高。

  挂篮种类：菱形挂篮、三角挂篮、桁架式挂篮、弓弦式挂篮等，其中菱形挂篮、三角挂篮最常使用。

挂篮悬臂浇筑法——菱形挂篮：主桁为型钢组成的菱形桁片，横桥向根据桥梁宽度设置2片或3片桁架，挂篮结构稳定性相对较差，但前端吊装净空较大。挂篮由主桁系统、底篮系统、行走及锚固系统、模板及悬吊系统、附属结构（操作平台、爬梯、栏杆）等组成。

                          图4   挂篮组成

挂篮要由专业单位设计、制造，具体要求有：

（1）挂篮质量与梁段混凝土的质量比值宜控制在0.3～0.5之间。

（2）挂篮允许最大变形（包括吊带变形的总合）应不大于20mm。

（3）吊挂构件优先使用钢吊带，其次为丝杠，限制精轧螺纹钢的使用范围。

（4）挂篮在浇筑状态和行走时的抗倾覆安全系数、自锚固系统的安全系数、斜拉水平限位系统安全系数、上水平限位安全系数均不应小于2。

（5）挂篮在加工前要经过结构验算。

（6）计算内容：挂篮各杆件的强度、刚度、整体稳定性。必须满足《桥梁悬臂浇筑施工技术标准》（CJJ/T281-2018）要求。

                          图5   挂篮施工流程图

2.2、 在挂篮安装前清除顶板砼表面沉渣，对挂篮的预埋孔道进行检查，确保孔道位置正确，现场测量定位轨道中线。利用塔吊或汽车吊、履带吊等拼装挂篮。

挂篮安装完成后，再次作一全面检查：主桁架焊接质量、平联焊接质量、后锚点紧固及根数、前钢支垫紧固、前后吊带、吊杆稳固、吊杆拧入吊具的情况、吊杆保护及损伤。底篮前吊点锚固、底篮后吊点锚固、外滑梁吊挂锚固、内滑梁吊挂锚固、底篮人行安全通道、吊底、垫板质量、吊杆锚固螺母数量及外伸量、吊带保险销。

     在挂篮底篮上悬吊型钢平台、挂篮周边采用钢管支架+密目钢丝网进行全封闭防护，确保杂物不坠入行车道内。对于没有防护平台的一侧挂篮，需在箱梁上增加配重，并随挂篮同步行走，确保悬臂端荷载平衡。

2.3、挂篮预压采用混凝土块或预埋倒牛腿千斤顶反压预压法。预压荷载取箱梁最大节段重量的1.1倍。预压荷载的加载过程为0→60%G→80%G→100%G→110%G。每加一级荷载，持荷10分钟，进行控制点测量。每级加载完成，进行变形观测，待观测结果表明挂篮承载力满足要求后，方可进行下级加载。卸载分2级进行，分别为80%、0。加载、卸载后30min读一次水准测点的数据，每隔0.5h的变形不超过1mm时认为变形稳定，可进行下一级加载或卸载，同时观察结构变化情况。

观测点分别取挂篮底篮前托梁吊点侧，横桥向共设置3个观测点。

   挂篮预压完毕后，根据预压测得的数据并结合专业监控单位建立的平面和空间的仿真模型计算所得，将挂篮标高调整到位。

2.4、挂篮预压控制措施：

（1）挂篮预压前应对挂篮全系统进行检查，确认符合设计要求且安装无误后方可进行，同时设置后锚保险及横向保险措施。

（2）挂篮拼装要严格对称拼装，并设置施工安全平台和安全网。挂篮的悬挂系统必须相互固结，防止千斤顶坠落。

（3）加载过程要统一组织，统一指挥，每级加载后持荷按加载方案进行，观察测量完成后才能进行下一级加载。加载时不能过快，要平稳加载。

挂篮底模及侧模标高调整并检验合格后，绑扎底腹板钢筋及预应力管道，安装内模板，然后绑扎顶板钢筋及预应力管道，设置预埋件。自检及报检合格后，浇筑混凝土。混凝土浇筑顺序自悬臂端开始向已完成梁段推进分层浇筑。浇筑顺序为：底板 → 腹板→ 顶板 → 翼缘板。

2.5、 在混凝土浇筑过程中，要严格按照设计要求平衡对称施工，要求存在的不平衡荷载不超过1/4梁端重。箱梁顶面混凝土在振捣平整后即进行第一次抹面，顶板混凝土进行二次抹面。第二次抹面在混凝土近初凝前进行，以防早期无水引起表面干裂。顶板面混凝土表面进行人工拉毛处理。混凝土浇筑完后，表面及时覆盖，防止水分过量蒸发，同时进行洒水养护。设有纵横竖三向预应力的箱梁，纵向预应力束采用双端张拉，横向预应力束和竖向预应力束为单端张拉；横向预应力束张拉端在梁两侧交错设置，竖向预应力束宜采取反复张拉的方式。

   待混凝土强度达到设计强度的90%且养护不少于7天，进行预应力张拉，张拉顺序为：先张拉纵向预应力钢束，然后张拉横向预应力钢束，最后张拉竖向预应力钢束。横向、竖向预应力滞后纵向预应力2个节段张拉。纵向钢束张拉顺序：顶板束→腹板束→底板束，底板束先张拉长束后短束。

2.6、挂篮行走注意事项

（1）检查主桁后锚孔（筋）与底篮后锚孔、滑梁后吊杆的预留孔的位置、尺寸是否准确，必要时进行修整。同时检查箱梁有无缺陷（如裂缝的长度、宽度、深度、位置等）并记录，以便挂篮移动后作对比检查。

（2）检查各千斤顶及各手拉葫芦、卷扬机、保险绳等，要求技术性能良好。

（3）检查滑梁的滚动吊具与滑梁之间的空隙是否有咬边，如有应进行调整。

（4）挂篮各关键部件设置的保险装置（如前横梁、后横梁保险钢丝绳等）必须加设，任何人不得擅自取消。检查各销轴的弹簧插销是否到位。

（5）挂篮前移要有专人统一指挥。

（6）反复使用并拆除的螺栓要采用双螺母，并经常检查，保证螺纹处于良好状态，发现有隐患的，必须立即更换，不得使用。

（7）调整吊杆时必须对每一吊杆的两个千斤顶同时升降，以保证千斤顶和吊杆受力性能良好，同时注意千斤顶不得超行程使用。

挂篮行走分为轨道前移和挂篮前移两个操作流程。轨道前移一般采用轨道接长法完成，挂篮前移采液压千斤顶或用穿心千斤顶拖动挂篮前移。

挂篮行走前，先清理桥面和各层平台的杂物、在护栏钢筋处做好防护和踢脚板，防止杂物掉入行车道。在轨道上标记刻度，严格控制行走的不同步性。不同步会导致挂篮偏移侧倾。

三、质量控制措施：

1、加强与业主、施工监控、设计、监理等单位的沟通，确保线形控制和纠偏及时、准确。

挂篮悬臂浇筑施工控制是一个“施工—测量—计算分析—修正—预告”的循环过程。施工监测是施工控制的重要环节，其目的是：

（1）确保桥梁施工中的安全和顺利合拢；

（2）确保结构内力处于最优状态；

（2） 确保成桥线形符合设计要求。

   施工监测，主要内容有：混凝土弹性模量、底模标高测量、箱梁的轴线位置、各部位标高、倾角尺寸以及护栏测量放样等，及时反馈给设计及施工监控单位，计算分析、纠偏后给出下一阶段的立模标高，指导施工安全、顺利进行。

2、施工过程中挠度控制措施

（1）施工过程中，对支架采用加载预压消除变形，同时掌握弹性变形，确定立模预拱度。

（2）挂篮施工中及时观测：A、挂篮行走前即张拉后，B、挂篮走行后即浇筑前，C、浇筑后即张拉前，三个状态的挠度变化。

（3）合拢前，相接的两个T构最后2～3节段，在立模时必须进行联测，以便互相协调，保证合拢精度。

（4）T构两边要保证均衡作业。混凝土浇筑对称进行，挂篮移动时，两边距墩中心的距离差不要大于40cm。

（5）施工中加强观测标高、轴线及挠度等，并分项做好详细记录，每段箱梁施工后，整理出挠度曲线。

（6）预应力张拉要在7天龄期后，强度满足设计要求的条件下施工，不允许提前张拉预应力。

四、结语

目前山区高速及铁路挂篮施工越来越多，施工控制是挂篮施工必不可少的环节，本文为山岭重丘区桥梁建设提供了宝贵的经验，为高速的公路发展作出了巨大贡献。

参考文献：

[1] 周水兴，向中富.桥梁工程[M].重庆：重庆大学出版社，2011

作者简介：张志伟（1981-），男，高级工程师，2004年毕业内蒙古大学土木工程系，（daobo888@126.com）。