橋梁施工中大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用分析

孫得貴

（中交一航局廣西分公司，廣西 玉林 537000)

1 項(xiàng)目概況

某大橋設(shè)計(jì)為高噸位大跨徑連續(xù)橋梁，橋跨設(shè)計(jì)為75 m+135 m×2+75 m；橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為變截面箱梁，橋跨根部梁高為7.5 m，底板厚度為1.0 m，端部與中部梁高為3.0 m，底板厚度為0.3 m；下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為雙薄壁空心墩，橫向?qū)挾葹?.5 m，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；橋墩承臺(tái)尺寸為15 m×27.5 m×4.0 m，采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。該橋所處于區(qū)域?yàn)椤癡”字形河谷地帶，橋面至地表高差最大可達(dá)115 m，兩岸陡峭，地形較為復(fù)雜，同時(shí)該橋單跨最大跨度達(dá)135 m，橋墩最高達(dá)104 m，整體施工難度較大。

2 大跨徑連續(xù)橋構(gòu)造特點(diǎn)研究

2.1 橋梁基礎(chǔ)

大跨徑連續(xù)橋梁在基礎(chǔ)構(gòu)造方面并無(wú)特殊，相較于一般形式的橋梁無(wú)較大區(qū)別，以樁基礎(chǔ)比較常見(jiàn)，若跨徑略小時(shí)也會(huì)采用剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)[1]。但大跨徑連續(xù)橋梁對(duì)地基施工要求較高，必須嚴(yán)格控制地基不均勻沉降，同時(shí)對(duì)橋梁基礎(chǔ)承載力的要求也比較高，施工控制較為嚴(yán)格。

2.2 橋墩

大跨徑連續(xù)橋梁的橋墩不僅需要滿足支撐橋梁上部結(jié)構(gòu)自重、橋梁穩(wěn)定性以及施工、運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)的要求，同時(shí)橋墩柔度也需要適應(yīng)因混凝土收縮、溫度變化等因素產(chǎn)生的水平位移。同時(shí)由于橋墩需要與主梁共同分擔(dān)結(jié)構(gòu)內(nèi)力，而結(jié)構(gòu)內(nèi)力是按照二者剛度比分配，因此，對(duì)于橋墩的剛度也具有一定要求，橋墩剛度越大則所分擔(dān)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力越小，因此，在滿足橋梁穩(wěn)定性以及施工活動(dòng)要求的前提下，應(yīng)盡量控制橋墩剛度[2]。橋墩類型主要有雙薄壁墩、單薄壁墩“V”形橋墩、“X”形橋墩以及“Y”形橋墩，其中以前兩種類型比較常用。

2.3 主梁

為了減小上部結(jié)構(gòu)的自重，達(dá)到增加跨度、截面抗扭剛度，減小橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的工程量的目的，箱頂寬度不超過(guò)21.9 m 時(shí)，一般多采用單室箱；若頂寬較大，則分上行、下行修成雙幅橋，截面為2 個(gè)分離單室箱[3]。主梁多設(shè)計(jì)為變截面箱梁，在高度設(shè)計(jì)上，根部高跨比一般在1/15～1/21，以1/18 上下比較多見(jiàn)，僅少數(shù)橋梁達(dá)到1/20 以下；中部高跨比一般在1/46.5～1/85.0，以1/54～1/60 比較多見(jiàn)，目前國(guó)內(nèi)同類型橋梁工程中最小的為1/73.7。在板厚設(shè)計(jì)上，頂板目前已經(jīng)縮小至25 cm，底板厚度基本在32 cm 左右，僅少數(shù)橋梁在30 cm 以下，目前隨著技術(shù)發(fā)展，底板厚度呈現(xiàn)縮小的趨勢(shì)。

3 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)研究

3.1 橋墩施工

橋墩施工采用翻模技術(shù)，在墩身背后設(shè)置“L”形作業(yè)平臺(tái)。由于本項(xiàng)目地處山區(qū)，施工區(qū)域?yàn)椤癡”形河谷，地形較為復(fù)雜，橋墩高度較大，因此必須嚴(yán)格控制施工過(guò)程，避免累計(jì)誤差偏大，影響后續(xù)施工活動(dòng)。本項(xiàng)目施工控制網(wǎng)布設(shè)方案如下：在大橋附近確定3 個(gè)控制點(diǎn)，分別是D54、D53、D52，同時(shí)結(jié)合施工區(qū)域的地形條件，考慮到通視要求以及施工放樣便捷性等因素，在這3 個(gè)控制點(diǎn)的基礎(chǔ)上再增加G、H、M、N 4 個(gè)加密點(diǎn)，如圖1 所示。

圖1 橋墩施工控制網(wǎng)布設(shè)圖

3.1.1 橋墩定位、校核

橋墩定位工作貫穿于橋墩施工的全過(guò)程，從橋墩基礎(chǔ)施工直到竣工，期間測(cè)量次數(shù)較多，并且測(cè)量精度隨施工進(jìn)度越來(lái)越高，因此，需要科學(xué)選擇測(cè)量方法，以避免誤差過(guò)大。本項(xiàng)目采用極坐標(biāo)定位法，通過(guò)變測(cè)點(diǎn)測(cè)量。在施工過(guò)程中利用某一測(cè)點(diǎn)測(cè)量后，必須再利用對(duì)應(yīng)的另一測(cè)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，從而消除點(diǎn)位誤差。

3.1.2 橋墩線性控制測(cè)量

本項(xiàng)目中橋墩為空心墩，并且高度較大，常規(guī)測(cè)量方法產(chǎn)生偏扭的可能性較大。為避免施工過(guò)程中橋墩中心線垂直度以及外輪廓發(fā)生偏扭，采用下述測(cè)量方法：以橋梁控制網(wǎng)為基準(zhǔn)放出橋墩縱橫中心線以及護(hù)樁，然后在線路的一側(cè)距橋墩中心左右處的橫向中心線上及兩側(cè)同寬處設(shè)個(gè)控制點(diǎn)，如圖2所示。橋墩縱向中心由設(shè)于橋軸線上的個(gè)控制點(diǎn)控制，在施工過(guò)程中，每節(jié)墩身模板立好后，除用大橋控制點(diǎn)測(cè)量、復(fù)核墩中心位置及縱、橫軸線外，同時(shí)在距墩中心左右處的控制點(diǎn)上采用經(jīng)緯儀自下而上進(jìn)行觀測(cè)，如果發(fā)現(xiàn)偏扭，則立即通知施工班組停止施工，矯正后方可繼續(xù)施工。

圖2 橋墩線性控制測(cè)量

3.1.3 高程施工控制測(cè)量

本項(xiàng)目中，以8#與6#橋墩高度較大，為確保測(cè)量精度，決定采用精密三角測(cè)量與水準(zhǔn)測(cè)量結(jié)合的方式測(cè)量橋墩高程。8#橋墩竣工后，以D53 作為基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量墩頂高程，同時(shí)在墩頂位置設(shè)置固定控制點(diǎn)；6#橋墩竣工后，以N 點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，采用相同方法進(jìn)行高程控制；7#橋墩竣工后，先利用D53 控制點(diǎn)復(fù)核8#橋墩高程點(diǎn)，然后以此作為基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行7#橋墩高程控制，并在7#橋墩墩頂設(shè)置固定控制點(diǎn)；以6#橋墩墩頂控制點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)核7#橋墩高程；最后以D53、N 作為基準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)8#橋墩、7#橋墩、6#橋墩進(jìn)行高程聯(lián)測(cè)。

項(xiàng)目實(shí)踐證明，橋墩施工采用翻模技術(shù)以及在墩身背后設(shè)置“L”形作業(yè)平臺(tái)的施工方案可行，同時(shí)嚴(yán)格控制施工測(cè)量工作，有效確保了橋墩施工活動(dòng)順利開(kāi)展。

3.2 邊跨施工

3.2.1 工藝流程

邊跨施工工藝流程如下：（1）制作支架，預(yù)埋三角支架；（2）制作、安裝預(yù)埋件，澆筑墩身封頂混凝土；（3）焊接墩頂鋼管樁、橫聯(lián)；（4）制作主桁架，安裝延長(zhǎng)段主桁架；（5）安裝底板、外側(cè)模；（6）測(cè)量控制，底板預(yù)壓；（7）制作、安裝底板、腹板鋼筋、內(nèi)膜以及管道；（8）安裝頂板鋼筋以及波紋管；（9）混凝土澆筑施工；（10）混凝土養(yǎng)護(hù)。

3.2.2 施工方法

1）預(yù)埋托架。為盡可能降低懸臂荷載以及減少沉降變形，需要在墩頂位置預(yù)埋托架，托架由工字鋼制作，同時(shí)需要在托架預(yù)埋點(diǎn)附件選擇適當(dāng)位置預(yù)埋鋼板。

2）安裝桁架。懸臂澆筑施工完成后，前移掛籃，準(zhǔn)備安裝主桁架，以墩身蓋梁位置的鋼管樁為臨時(shí)性支撐點(diǎn)，將主桁架焊接牢固。

3）支撐托架。主桁架焊接完成后前移掛籃至托架預(yù)埋點(diǎn)，選擇合適的支撐點(diǎn)作為最后移動(dòng)位置。在該結(jié)構(gòu)中通過(guò)力的傳遞原理使得桁架最后的荷載在最不利的情況下僅為墩身外露箱梁質(zhì)量的1/2，而傳遞到懸臂端最后一個(gè)塊段的質(zhì)量?jī)H為該質(zhì)量的1/4。

4）安裝底模、外側(cè)模。懸吊結(jié)構(gòu)安裝穩(wěn)定后開(kāi)始安裝底板，可以采用定制鋼?；蛘咧衲z板；外側(cè)?？梢岳脪旎@外側(cè)模，現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)外側(cè)模大小進(jìn)行加工，要求外側(cè)模與底板必須緊密貼合，并做好固定措施。

5）鋼筋加工、綁扎。根據(jù)施工圖紙準(zhǔn)確下料，并按照設(shè)計(jì)要求完成鋼筋綁扎工作。鋼筋交叉位置要綁扎結(jié)實(shí)，如有必要可進(jìn)行焊接。

6）混凝土澆筑施工。采用豎向分層的施工方式，首層為底板、腹板；次層為頂板。在水平方向上，需要先完成墩身上箱梁階段的澆筑施工，由于采用的是變截面箱梁，混凝土2/3 質(zhì)量集中在墩身一側(cè)，因此使荷載先傳遞至墩身，然后再傳遞至主桁架有助于保持平衡，能夠避免發(fā)生偏心以及桁架失穩(wěn)的情況。

7）混凝土養(yǎng)護(hù)。混凝土澆筑施工完成后，應(yīng)及時(shí)覆蓋混凝土表面并灑水養(yǎng)護(hù)。注意覆蓋時(shí)要避免污染或者損傷混凝土表面；灑水養(yǎng)護(hù)次數(shù)以混凝土表面保持濕潤(rùn)為準(zhǔn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少7 d。

3.3 主橋合龍施工

3.3.1 合龍段施工要求

1）邊跨。搭建合龍段臨時(shí)支架，固定兩端支架與底板；在合龍溫度較低時(shí)開(kāi)始澆筑混凝土；待混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，拆除固定措施。

2）中跨。在合龍段兩側(cè)安裝吊架；以1 000 kN 和900 kN同時(shí)頂推主梁，焊接勁性骨架；懸臂兩端增加配重300 kN；在合龍溫度較低時(shí)開(kāi)始澆筑混凝土，逐級(jí)解除懸臂兩端配重；待混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，按照順序張拉中跨底板束，并拆除吊架。

3.3.2 施工方法

主橋合龍施工分2 部分進(jìn)行，先完成邊跨合龍，然后在完成中跨合龍，合龍施工需要滿足下列要求：橋梁內(nèi)力狀態(tài)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；接縫處混凝土無(wú)裂縫；確保全橋線性。

1）鋼筋綁扎、模板安裝。主橋合龍段外側(cè)模板的底部與頂部均采用掛籃模板，加固方法與一般形式的橋梁基本一致；內(nèi)模采用木模組合或者鋼模；鋼筋綁扎與一般形式的橋梁施工基本一致。底模和外側(cè)模均采用錨固的方式固定在17#梁段兩側(cè)，模板安裝完成后，拆除中跨位置的掛籃。邊跨合龍段模板利用掛籃就位，由掛籃承擔(dān)施工荷載。

2）合龍段臨時(shí)鎖定。鋼筋綁扎以及預(yù)應(yīng)力管道埋設(shè)完成后，在澆筑混凝土前需要選擇溫度較低的時(shí)刻完成合龍段臨時(shí)鎖定。本項(xiàng)目中采用的是在箱體內(nèi)增加槽鋼勁性骨架的方式作為臨時(shí)性鎖定措施，以避免在張拉前合龍段的混凝土受溫度變化以及混凝土收縮等因素的影響被拉裂，確保合龍段混凝土質(zhì)量以及梁段的整體性。首先以1 000 kN 與900 kN頂推梁段，然后撐緊4 根剛性支撐，最后將槽鋼與剪力撐焊接撐超靜定框架受力結(jié)構(gòu)，從而有效控制合龍口位置的應(yīng)力與變位。

3）混凝土澆筑施工。主橋合龍段的混凝土澆筑施工應(yīng)選擇在溫差相對(duì)較小的天氣進(jìn)行；若施工進(jìn)度計(jì)劃不允許，則盡可能選擇在日溫度最低的時(shí)候進(jìn)行混凝土澆筑施工，盡可能避免因溫度變化導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生裂縫。本項(xiàng)目在主橋合龍段混凝土澆筑施工前，對(duì)該地區(qū)氣溫進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，最終確定在下午5～7 點(diǎn)間完成混凝土澆筑施工

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大跨徑連續(xù)橋梁在跨越大江大河、海灣以及部分特殊地形的橋梁工程中具有顯著的優(yōu)越性，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)橋梁發(fā)展建設(shè)具有重要意義。在大跨徑連續(xù)橋梁施工過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注橋梁基礎(chǔ)、橋墩、邊跨以及合龍段施工，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。