連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)探討

黃模鎮(zhèn)

（廣東冠粵路橋有限公司，廣州 511400）

1 連續(xù)剛構(gòu)橋的特點(diǎn)

1）連續(xù)剛構(gòu)橋采用的梁板是連續(xù)的，梁板和橋墩之間采用無支座的固結(jié)方式。這種結(jié)構(gòu)形式一方面保證了橋面的平順性，另一方面又避免了支座的設(shè)置和更換帶來的困難，在很大程度上為施工帶來了便利。連續(xù)剛構(gòu)橋由于其各部分連接方式的特殊性，使得其在某些方向的抗彎及抗扭剛度都相對較大，這為后期橋梁在使用過程中的安全和穩(wěn)定打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2）連續(xù)剛構(gòu)橋采用的柔性橋墩可以在很大程度上減少由于預(yù)應(yīng)力混凝土在各種環(huán)境作用下所產(chǎn)生的微小位移和變形。連續(xù)剛構(gòu)橋在大跨徑橋梁中應(yīng)用較廣，選用的橋墩結(jié)構(gòu)形式需要根據(jù)現(xiàn)場情況及溫度、濕度等環(huán)境中引起的混凝土收縮徐變及縱向位移而定。在經(jīng)過地形地勢比較復(fù)雜，高差比較大的地區(qū)，可以采用高墩連續(xù)剛構(gòu)體系，但當(dāng)?shù)貏菹鄬Ω卟钶^小，而橋墩高度不夠時(shí)，可以采用柔性更好的雙薄壁墩，進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)的承載能力[1]。

3）連續(xù)剛構(gòu)橋的梁板連續(xù)性及橋墩的結(jié)構(gòu)形式使得梁板內(nèi)部結(jié)構(gòu)的受力更加合理化，梁板中間的正彎矩相對較小，兩側(cè)的負(fù)彎矩也相差不大。另外，連續(xù)剛構(gòu)橋采用墩梁固結(jié)的形式，與普通的橋梁相比，不再需要更換支座，可節(jié)省此項(xiàng)費(fèi)用的開支，同時(shí)也優(yōu)化了結(jié)構(gòu)的受力，延長了結(jié)構(gòu)的使用年限。

4）連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)的跨徑相對較大，一般在100～300 m，根據(jù)連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)的受力性能分析，在施工過程中通常采用懸臂施工的方式。

2 橋梁懸臂澆筑施工技術(shù)

懸臂澆筑是連續(xù)剛構(gòu)橋在施工時(shí)經(jīng)常使用的施工技術(shù)。由于橋梁跨徑較大，梁體質(zhì)量也較大，所以，往往采用從中間向兩側(cè)澆筑混凝土的方式，這就是懸臂澆筑。懸臂施工中常用的設(shè)備為掛籃，但是掛籃無法澆筑端頭部分混凝土，因此，在澆筑端頭小范圍長度的混凝土?xí)r，常采用托架進(jìn)行澆筑。懸臂施工方法使用的必要條件是墩梁固結(jié)，由于懸臂施工的施工技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，因此，在進(jìn)行連續(xù)剛構(gòu)橋的施工時(shí)經(jīng)常采用該方式。

2.1 施工托架

在施工時(shí)，要根據(jù)現(xiàn)場施工的一些條件，依據(jù)橋墩結(jié)構(gòu)高度、承臺(tái)結(jié)構(gòu)形式、地形地質(zhì)條件等，分別在各個(gè)結(jié)構(gòu)頂面設(shè)立支撐托架，托架可以由萬能桿件拼接而成，它設(shè)立的長度和高度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工的需要和梁體現(xiàn)澆段節(jié)段的長度來確定，托架橫橋向的寬度設(shè)置通常比箱梁的底寬一些，這樣是為箱梁模板的設(shè)置提供空間。現(xiàn)階段，大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋常用的托架分為斜撐式和斜拉式，在托架的使用過程中，由于其對箱梁的沖擊作用，理論上會(huì)導(dǎo)致附近的混凝土產(chǎn)生一定的變形，為了消除這種變形的影響，在施工中通常利用各種方式對托架施加預(yù)變形[2]。

2.2 施工掛籃

在現(xiàn)澆段的起步長度內(nèi)采用托架法，當(dāng)托架上的混凝土澆筑長度達(dá)到一定值后，開始采用掛籃施工。掛籃施工是連續(xù)剛構(gòu)橋懸臂澆筑成功的關(guān)鍵，掛籃施工是以橋墩為中心點(diǎn)，向兩側(cè)對稱澆筑，由于掛籃施工的局限性，澆筑通常分段進(jìn)行。掛籃的作用相當(dāng)于普通施工中的腳手架，只不過是在空中施工，橋梁從澆筑到完成的整個(gè)施工工序都在掛籃上進(jìn)行，其中包含了混凝土澆筑的各個(gè)方面，例如，安裝模板，綁扎及焊接鋼筋，安裝預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備，張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，等等[3]。掛籃在連續(xù)剛構(gòu)橋施工中發(fā)揮了很大的作用，它的功能主要包含對于梁體節(jié)段各個(gè)位置的調(diào)整和運(yùn)送，模板的運(yùn)送和安裝，各種施工材料的運(yùn)送，各種機(jī)具材料的吊裝，等等。正是由于掛籃的強(qiáng)大施工功能，使得對掛籃質(zhì)量的要求相當(dāng)高，不僅需要有足夠的承重能力，還要求其具有足夠的安全性和穩(wěn)定性，并且要求其移動(dòng)速度快，靈活性好等。

2.3 施工工藝

懸臂施工是連續(xù)剛構(gòu)橋施工中的重要方式，在懸臂施工的現(xiàn)場澆筑工作中，對于澆筑順序應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定和要求來進(jìn)行。通常情況下，先澆筑梁板的底板，然后澆筑梁板的腹板和頂板。但如果混凝土體積足夠小時(shí)，可以一次性全部將其澆筑完。在進(jìn)行掛籃懸臂澆筑混凝土施工時(shí)，要及時(shí)觀測掛籃的承重變形情況，避免新舊混凝土接縫處出現(xiàn)較大的裂縫，進(jìn)而影響橋梁的整體質(zhì)量。尤其是在澆筑腹板和頂板時(shí)，由于底板已經(jīng)澆筑完成，相互之間極易出現(xiàn)裂縫，因此，要特別注意其與底板之間的接縫處理。為了減少這種裂縫的產(chǎn)生，可以采用施加預(yù)變形的方式，進(jìn)而減少和消除裂縫的產(chǎn)生。

2.4 施工技術(shù)保證措施

連續(xù)剛構(gòu)橋采用的橋墩為柔性橋墩，剛度較小，允許結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的移位，特別是一些不規(guī)則，不對稱的結(jié)構(gòu)，橋墩在不對稱荷載作用下會(huì)產(chǎn)生較大的彎矩，進(jìn)而導(dǎo)致較大變形，其穩(wěn)定性相對較差。為了改善這種情況，需要采取有效施工措施來保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[4]。現(xiàn)階段，可以采用的措施有以下幾種：當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)建筑高度較小且水深較淺時(shí)，可以搭設(shè)臨時(shí)支架來加強(qiáng)橋梁的穩(wěn)定性；在橋梁建筑高度較高且水較深時(shí)，可以采用三腳撐架架設(shè)在橋墩上部作為臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)，待結(jié)構(gòu)整體施工完成后，再將一系列的輔助工具拆除。

3 橋梁合龍段施工技術(shù)

在連續(xù)剛構(gòu)橋的施工工藝中，合龍段的施工工藝是非常復(fù)雜的，一旦合龍段的施工出現(xiàn)問題，將會(huì)給整個(gè)橋梁帶來很大的危害。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制合龍段的施工質(zhì)量。

3.1 勁性鋼骨架的預(yù)埋與配重的設(shè)置工作

在進(jìn)行合龍段的施工前，要根據(jù)設(shè)計(jì)的具體要求在合龍節(jié)點(diǎn)的兩側(cè)懸臂段各預(yù)埋勁性骨架。預(yù)埋前，要做好懸臂端施工撓度的計(jì)算，做好骨架位置的準(zhǔn)確核算，避免在合龍時(shí)骨架因出現(xiàn)錯(cuò)位而無法焊接。在進(jìn)行配重時(shí)，一方面要根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的極限配重，另一方面要根據(jù)實(shí)際情況對配重質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算和核算，確保其準(zhǔn)確性，防止合龍段兩端質(zhì)量不對稱對梁體產(chǎn)生沖擊作用，避免影響梁體的質(zhì)量。

3.2 兩懸臂端的頂開及勁性骨架的焊接工作

若橋梁施工時(shí)天氣溫度相對較高，對于橋梁合龍段的施工方式和施工工藝有一定的要求，一般采用頂開法的方式來進(jìn)行。該方式需要嚴(yán)格計(jì)算頂開距離，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)計(jì)算的頂開距離進(jìn)行核算，同時(shí)，應(yīng)該考慮溫度、濕度、跨徑、橋墩高度以及地質(zhì)特點(diǎn)等因素，綜合分析計(jì)算各因素的影響，最終確定頂開的距離[5-9]。懸臂端的頂開只需要在中跨合龍段進(jìn)行，借此來消除高溫對梁板的作用與影響，進(jìn)而改善整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀況。懸臂端的頂開需要利用千斤頂進(jìn)行。確定千斤頂?shù)奈恢脮r(shí)，要根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力情況，保證不對梁板產(chǎn)生明顯的影響，避免梁板產(chǎn)生橫橋向的撓度和彎矩。梁板懸臂端的頂開常利用2 個(gè)變量來控制：一個(gè)是頂開力，另一個(gè)是頂開量。如果考慮溫度對合龍的影響，可以采用頂開量控制，其他情況下，一般采用頂開力來進(jìn)行控制。

懸臂端頂開到位后，需要進(jìn)行勁性骨架的焊接，焊接對溫度的要求比較高，如果不注意控制溫度，會(huì)在一定程度上影響焊接質(zhì)量。通常進(jìn)行焊接時(shí)，需要控制溫度在一定范圍內(nèi)，但如果在高溫季節(jié)焊接，要采取一定的降溫措施或者選擇溫度較低的時(shí)段進(jìn)行。焊接工作盡量不間斷，保證速度和質(zhì)量，從而不影響混凝土澆筑的開盤時(shí)間。

3.3 預(yù)應(yīng)力筋的張拉與混凝土的澆筑

一般情況下，在連續(xù)剛構(gòu)橋合龍段常常設(shè)置1 對臨時(shí)的預(yù)應(yīng)力鋼束，以預(yù)應(yīng)力的形式促進(jìn)和保證合龍段的順利施工。該預(yù)應(yīng)力鋼束要在合龍時(shí)及時(shí)進(jìn)行張拉，待結(jié)束后要及時(shí)拆除。最后一步就是進(jìn)行合龍段處混凝土的澆筑工作。

4 工程案例

4.1 工程簡介

該項(xiàng)目為某高速公路上一座大跨度橋梁，橋梁中心樁號(hào)為DZK20+780。該橋根據(jù)跨徑及結(jié)構(gòu)形式分為6 聯(lián)，跨徑形式為：2×（2×40 m）+2×（3×40 m）+（65 m+2×120 m+65 m）+（3×40 m）。其中，跨徑較大的第5 聯(lián)采用預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)，跨徑組成為65 m+2×120 m+65 m，其余部分采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T 梁。

4.2 連續(xù)剛構(gòu)橋梁邊跨合龍段施工

該橋梁連續(xù)剛構(gòu)部分合龍段采取的施工順序?yàn)橄冗吙绾笾锌纭＿吙绮捎玫跫芎淆垼ㄒ妶D1），為保證箱梁合龍時(shí)為剛性連接，箱外頂板預(yù)埋2 處勁性骨架，箱內(nèi)底板預(yù)埋2 處勁性骨架，合龍時(shí)焊接固定。

圖1 邊跨合龍段立面圖

4.2.1 模板施工

為了確保施工質(zhì)量，保證梁體結(jié)構(gòu)的美觀性和平整性，也為了在一定程度上促進(jìn)施工的順利、快速進(jìn)行，現(xiàn)澆段箱梁外側(cè)、底模采用大塊定型鋼模，箱體內(nèi)采用建筑組合模板。箱梁底模及側(cè)模采用1.0 m×1.2 m 鋼模板拼接而成。翼板模板下方設(shè)鋼管支架支撐于16 號(hào)工字型鋼上；外側(cè)模與內(nèi)側(cè)模設(shè)對拉桿固定；底模模板與16 號(hào)工字型鋼分配梁固定，局部異形模板采用現(xiàn)場加工木模。

4.2.2 鋼筋施工

鋼筋加工工藝相對復(fù)雜一些，對于施工人員的要求也比較高。在下料前，要檢查好鋼筋的規(guī)格和數(shù)量，對于一些需要綁扎或者焊接的鋼筋，可以提前綁扎和焊接好，最后同步進(jìn)行安裝。在安裝時(shí)，要計(jì)算好鋼筋的間距和數(shù)量，避免后期出現(xiàn)鋼筋剩余和不足的情況。對于鋼筋的施工和安裝，主要有以下幾個(gè)注意事項(xiàng)：

1）當(dāng)鋼筋還未施工，需要在場地內(nèi)堆放時(shí)，要嚴(yán)格按照一定的順序進(jìn)行分類堆放，嚴(yán)禁雜亂擺放堆砌。另外，存放鋼筋時(shí)，為了避免雨水的沖刷，要用一些防潮物品覆蓋或者搭設(shè)臨時(shí)存放的場地，進(jìn)而保證鋼筋的質(zhì)量，避免因受潮生銹，影響其剛度和強(qiáng)度。

2）在施工時(shí)，要采取一定的措施來保證混凝土的保護(hù)層厚度，避免后期因保護(hù)層厚度不夠，鋼筋出現(xiàn)外露。在預(yù)應(yīng)力鋼筋需要安裝的地方按照設(shè)計(jì)要求預(yù)留孔道及預(yù)埋裝置，并且注意其預(yù)留位置和孔徑的準(zhǔn)確性。

3）鋼筋焊接工藝相對綁扎工藝相對復(fù)雜，在進(jìn)行焊接時(shí)，要注意電焊機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)的設(shè)定，防止由于電流過大或者過小帶來的誤差以及對鋼筋的損壞。對鋼筋進(jìn)行焊接施工時(shí)，要優(yōu)先選擇雙面焊接的方式，如果根據(jù)實(shí)際需要無法進(jìn)行雙面焊接時(shí)，再使用單面焊接的方式。當(dāng)焊接完成時(shí)，要及時(shí)清理掉焊接面的焊渣，保證焊接面光滑和美觀。焊接完成后，要及時(shí)根據(jù)相關(guān)指標(biāo)要求進(jìn)行質(zhì)量檢測，合格后，方可進(jìn)行下一道工序。

4）由于預(yù)應(yīng)力鋼筋的受力性能比普通鋼筋更為重要，預(yù)應(yīng)力鋼筋的位置也經(jīng)過了反復(fù)的計(jì)算確定，因此，當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋和普通鋼筋的位置相抵觸時(shí)，要以預(yù)應(yīng)力鋼筋為主，調(diào)整普通鋼筋的位置，保證結(jié)構(gòu)受力的合理性。待鋼筋加工安裝完成后，首先要進(jìn)行自檢，根據(jù)指標(biāo)要求進(jìn)行檢驗(yàn)，保證預(yù)應(yīng)力鋼筋施工的準(zhǔn)確性，進(jìn)而保證整個(gè)梁體的受力性能，避免出現(xiàn)較大的失誤。

4.2.3 合龍段勁性骨架施工

依據(jù)施工圖設(shè)計(jì)，每個(gè)合龍段共設(shè)4 個(gè)勁性骨架，布置于箱梁內(nèi)底板和頂板位置。合龍段前一個(gè)號(hào)塊需精確預(yù)埋勁性骨架。先提前焊接一端，另一端在澆注混凝土前（中跨合龍段兩邊還需同時(shí)頂推1 500 kN 水平力）迅速地將勁性骨架焊接完成，另外，要注意焊接時(shí)的天氣溫度，通常在一天中氣溫最低時(shí)進(jìn)行。在進(jìn)行焊接工作前，要將焊接周圍的梁體結(jié)構(gòu)用水浸濕，并利用防火物品將其覆蓋，避免因電焊而給梁體的外表帶來損壞，造成梁體表面的不平整，影響其美觀和質(zhì)量，嚴(yán)重者甚至?xí)绊懙交炷恋谋Ｗo(hù)層，給結(jié)構(gòu)帶來一定的危害。

4.2.4 合龍段配重

按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求進(jìn)行主橋邊跨合龍時(shí)，需在最后一個(gè)澆筑的號(hào)塊加合龍段質(zhì)量一半的平衡重，施工時(shí)在號(hào)塊頂上設(shè)置1 個(gè)3 m（順橋向）×8 m（橫橋向）×1.2 m（高）的水池；中跨合龍段需在兩邊的最后一個(gè)澆筑號(hào)塊上加合龍段質(zhì)量一半的平衡重。施工前將水池中注水至設(shè)計(jì)質(zhì)量，待凌晨溫度最低時(shí)迅速焊固定勁性骨架后立即進(jìn)行合龍段澆筑。

4.2.5 混凝土澆筑

本段箱梁一次裝模澆筑完成，澆筑順序?yàn)榈装搴透拱?，最后到頂板。澆筑時(shí)間安排在天氣穩(wěn)定且晚上溫度較低時(shí)?；炷恋臐仓暌皶r(shí)振搗，并分層澆筑，各層澆筑間隔時(shí)間不宜過長，避免混凝土出現(xiàn)裂縫和脫節(jié)。

4.2.6 合龍段預(yù)應(yīng)力施工

合龍段的預(yù)應(yīng)力施工要求較高，要嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行。首先，要進(jìn)行混凝土的澆筑工作，待混凝土澆筑完成并且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，要及時(shí)張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。張拉時(shí)，要及時(shí)關(guān)注周圍混凝土的形態(tài)，一旦出現(xiàn)異常情況，要及時(shí)停止張拉。張拉前，要檢驗(yàn)或者復(fù)核張拉設(shè)備保證張拉的有效性。

在預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉過程中，采用拉伸量和油表讀數(shù)2 個(gè)方式進(jìn)行控制，當(dāng)二者測得的結(jié)果差距較大或者伸長量與規(guī)定量之間的誤差較大時(shí)，要及時(shí)對儀器進(jìn)行校核和檢驗(yàn)，及時(shí)查找原因并糾正。預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉根據(jù)鋼束的長度和位置選擇兩側(cè)張拉和單側(cè)張拉方式，張拉順序要先上后下，先中間后兩邊，并對稱于構(gòu)件截面的豎直軸線。

預(yù)應(yīng)力鋼筋要嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)和規(guī)范要求進(jìn)行安裝與張拉，禁止對其進(jìn)行切割和焊接，施工中要保護(hù)預(yù)應(yīng)力鋼筋，避免其被銹蝕和彎折。

4.2.7 預(yù)應(yīng)力管道壓漿

預(yù)應(yīng)力道的壓漿工作需要注意以下幾點(diǎn)：

1）壓漿所用的設(shè)備和材料都要經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗(yàn)后方可進(jìn)行壓漿施工。由于壓漿工作的復(fù)雜性，要定時(shí)對壓漿設(shè)備進(jìn)行清洗維護(hù)，避免因施工殘?jiān)亩氯绊懯┕べ|(zhì)量。

2）水泥漿壓注要連續(xù)不斷地進(jìn)行，中間不可間斷，直到達(dá)到施工質(zhì)量的要求為止。為了保證讓預(yù)應(yīng)力鋼筋被全部充漿，要封閉所有的出漿口，直到水泥漿凝固以后，才可打開所有的出漿口。

5 結(jié)語

連續(xù)剛構(gòu)橋是橋墩和梁板之間采用固結(jié)方式的一種預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，連續(xù)剛構(gòu)橋兼有連續(xù)梁的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用墩梁固結(jié)的方式在一定程度上也優(yōu)化了橋墩結(jié)構(gòu)的受力情況。為了保證橋梁的安全性和穩(wěn)定性，在施工過程中一定要控制橋梁的質(zhì)量，提高施工技術(shù)，減少因施工質(zhì)量問題而導(dǎo)致橋梁破損情況的出現(xiàn)。