大跨度連續(xù)梁橋施工技術

胡錦程

（邢臺路橋建設集團有限公司，河北邢臺 054000）

0 引言

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，公路橋梁建設項目日益增多。其中，連續(xù)梁橋以其適應性強、投資少、施工難度低、剛度大的優(yōu)良特性在高速公路的修建過程中得到了廣泛的應用。但是，大跨度連續(xù)梁橋在施工過程中體系變化復雜，一旦出現(xiàn)質量問題將直接影響整條線路的運營安全。因此，應當高度重視大跨度連續(xù)梁橋的施工關鍵技術的研究。結合大跨度連續(xù)梁橋常見的施工方法，對大跨度連續(xù)梁橋施工技術進行優(yōu)化，對提高工程質量具有積極意義。

1 大跨度連續(xù)梁橋常見施工方法

大跨度連續(xù)梁橋施工技術經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)較為完善，常用的施工方法有支架現(xiàn)澆法、頂推法、懸臂施工法、轉體施工法。

1.1 支架現(xiàn)澆法

支架現(xiàn)澆法是指先支立模架后整體澆筑的一種連續(xù)梁橋施工方法，根據(jù)架設模架的方式不同，可以分為支架就地澆筑法和移動模架澆筑法。支架就地澆筑法是指通過架設滿堂支架為模板提供支撐，根據(jù)設計布設鋼筋、預應力鋼筋管道，整體澆筑形成連續(xù)梁橋的施工方法，采用該方法建造的連續(xù)梁橋具有質量高、施工簡單、一體性較好的優(yōu)點，但是需要架設大量支架，施工進度較慢、周期長，在跨線橋梁的建設中還會對地面交通產(chǎn)生影響。移動模架澆筑法是指通過可移動式的模架去澆筑連續(xù)梁橋，該方法提高了橋梁施工機械的利用率，適用于橋梁跨度不大、跨數(shù)較多的連續(xù)梁橋施工。

1.2 頂推法

連續(xù)梁橋頂推施工法是指在橋梁施工場地后方建設梁體預制拼接場地，將需要架設的梁體結構分節(jié)預制，并通過預應力鋼筋連接成為整體，在千斤頂?shù)捻斶M作用下逐漸移動到指定位置的一種施工方法。

1.3 懸臂施工法

連續(xù)梁橋的懸臂施工法分為懸臂澆筑法和懸臂拼裝法兩種。其中，懸臂拼裝法是指將預制好的梁體塊通過預應力鋼筋在橋墩兩側對稱拼接加長，直至橋梁合龍的一種施工方法。懸臂澆筑法是指在梁體位置綁扎鋼筋并澆筑混凝土，完成養(yǎng)護并施加預應力后，逐步在橋墩兩側對稱加長梁體直至合龍的一種施工方法。由于采用懸臂澆筑的方法施工連續(xù)梁橋存在結構體系轉換，在施工過程中注意對橋梁的線形和受力情況進行檢測。

1.4 轉體施工法

連續(xù)梁橋的轉體施工方法是指提前完成橋梁的上部結構后，通過特殊支座將橋梁的上部結構轉體合龍，從而完成橋梁修建的一種工法。根據(jù)轉體的方式不同，可以將橋梁轉體施工法分為豎向轉體法和水平轉體法，通過水平轉體是否需要配重，將水平轉體法分為無平衡配重轉體法和平衡配重轉體法，該工法多適用于跨線橋以及道口多障礙物的大跨徑連續(xù)梁橋的施工中。

2 大跨度連續(xù)梁橋施工關鍵技術

2.1 工程概況

該文依托某高速公路大跨度連續(xù)梁橋，該連續(xù)梁橋采用懸臂澆筑法施工。在51#、52#橋墩施工完成后，將16 個節(jié)段對稱布置在51#、52#橋墩兩側，16 個節(jié)段中除0#塊與1#塊采用現(xiàn)澆法澆筑外，其他節(jié)段均采用懸臂澆筑法進行施工。

2.2 模板安裝技術

主梁模板的頂?？刹捎弥衲z板，底模板、側模、端模采用鋼模，模板體系滿足主梁加厚段、標準段、漸變段的施工要求。模板體系包括模板與支撐支架，施工采用與掛籃底平臺整體起落。即掛籃底平臺提升到位后其底模、頂模、側模（附于內、外撐架）隨之到位，后利用模板撐腳、掛籃吊帶進行微調。待底模、頂模完全就位后，頂升、平移橫隔墻內側模、梁肋側模使其就位。進行鋼筋綁扎、波紋管安裝，合格后再進行橫隔墻外側模、頂模、端模的拼裝，預留鋼筋孔及預應力端口，安裝位置準確[6]。

2.3 混凝土澆筑技術

鋼筋混凝土是一種組合材料，材料性能不穩(wěn)定，其力學性能受環(huán)境溫濕度等因素的影響。橋梁工程中，梁體澆筑階段混凝土放熱會導致其產(chǎn)生應力和位移，使橋梁的實際狀態(tài)偏離設計值，對橋梁的施工質量和施工進度產(chǎn)生影響。因此，在橋梁施工中，應當嚴格控制混凝土配合比，確保其符合設計方案和實際工程情況；否則會影響混凝土的凝固時間，不利于后續(xù)工程的順利施工，工程師還應當根據(jù)工程施工進度調整機械設備數(shù)量，保證混凝土的生產(chǎn)和運輸能力。

2.4 監(jiān)控量測技術

連續(xù)梁橋施工過程中的監(jiān)控量測是橋梁線形控制的重要步驟，在施工過程中橋梁的受力體系會發(fā)生改變，其結構變形也會隨著施工進行逐漸累積，如果不對施工過程中的變形進行監(jiān)控量測，并根據(jù)監(jiān)控量測反饋信息及時調整施工方法，則會導致建成后的橋梁存在線形以及受力狀態(tài)不合理的情況。因此，在大跨度連續(xù)梁橋的施工過程中進行監(jiān)控量測是非常必要的。

2.5 掛籃施工技術

掛籃行走系統(tǒng)全靠千斤頂頂進，掛籃行走時需要把掛籃整體降低1.2 m，使得掛籃通過C 形掛鉤和后滑道受力，利用YC-75 千斤頂頂推主掛鉤，移動掛籃到位，這樣掛籃橫梁才能穿越拉索橫梁，對于掛籃后錨行走支點，必須采用雙輪交替跨越主梁錨固根部，待掛籃完全行走到2#節(jié)塊位置時，利用千斤頂把掛籃拉起就位和掛2#索，掛籃行走裝完畢后，掛籃提升并微調至設計位置，然后在掛籃上進行作業(yè)施工。

2.6 連續(xù)梁橋施工線形控制技術

橋梁線形控制是大跨度連續(xù)梁橋施工過程中重要環(huán)節(jié)，是指對連續(xù)梁橋各個施工階段的測量結果進行分析，與模型預測相比較，識別較大的偏差。結合橋梁施工的實際情況，有針對性地進行優(yōu)化和解決。實際工程中主要通過計算立模標高對連續(xù)梁橋的線形進行控制，連續(xù)梁橋中立模標高計算如下：

其中：Hi表示待澆筑梁體立模標高，Hoi表示待澆筑梁體設計標高；f1表示橋梁的預拱度，f2表示掛籃彈性變形值，f 表示立模預拱度的值。

2.6.1 建模分析

結合實際工程，采用Midas Civil 2020 建立模型進行有限元分析，根據(jù)設計資料對梁單元進行劃分。連續(xù)梁橋梁體通過用梁單元模擬，模型建立過程中考慮荷載包括結構恒載、附加力的作用。通過有限元計算，得出各單元在恒載作用下的撓度（表1）。

表1 數(shù)值模擬恒載作用下的撓度

2.6.2 掛籃彈性變形計算

根據(jù)現(xiàn)場測試并結合設計資料，經(jīng)過計算得到掛籃彈性變形值（圖1），描述在掛籃作用下連續(xù)梁橋各梁體節(jié)段的彈性變形值，受到梁體節(jié)段自重的影響，0#段在掛籃的作用下會產(chǎn)生較大的彈性變形。該段掛籃彈性變形可達33 mm，隨著懸臂澆筑的進行，梁體在掛籃作用下的彈性變形值的變化是非線性的，這是由于梁截面形狀的變化以及梁體節(jié)段自重不同導致的。在中跨合龍段附近A14 梁塊的掛籃彈性變形的值為28 mm，變形值較小。計算掛籃彈性變形值，考慮到懸臂施工過程中掛籃對橋梁線形的影響，在懸臂施工的大跨度連續(xù)梁橋的線形控制方面具有積極意義。

圖1 掛籃彈性變形計算值

2.6.3 立模標高計算

該連續(xù)梁橋采用掛籃澆筑法施工，為了更好控制橋梁線形，應對施工過程以及混凝土自重等引起的位移提前考慮，每一梁體節(jié)段都應當設置預拱度，使得橋梁建成后的實際高程與設計高程相等，考慮掛籃彈性變形以及恒載引起的撓度按照式（1）、式（2）對立模標高進行計算。

連續(xù)梁橋進行施工時，應當根據(jù)修正后的立模高度進行施工，以保證建成后的橋梁線形滿足要求。根據(jù)以上公式計算得到51#、52#立模預拱度數(shù)據(jù)（圖2）。圖2 中，由于受到恒載等作用，該橋梁中跨段會產(chǎn)生較大撓度，因此在中跨段的A14 梁塊立模預拱度較大，立模預拱度為56 mm。橋墩0#梁塊受到掛籃彈性變形的影響，也應當設置較大立模預拱度值，該處立模預拱度值為34 mm。

圖2 連續(xù)梁橋立模預拱度

經(jīng)過計算，在懸臂施工過程中，梁體中跨產(chǎn)生的變形略大于邊跨產(chǎn)生的變形，這是由于施工流程以及恒載作用引起的，為保證大跨度連續(xù)梁橋線形的精確控制應當結合數(shù)值模擬等手段對立模預拱度進行計算。

2.6.4 橋梁線形控制結果分析

根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行測點的布置，并且對橋梁合龍后的梁底標高進行計算，整理得到梁底部實際與設計標高之間的誤差（圖3）。由圖3 可知，采用上述線形控制技術的誤差控制效果較好，橋梁各部位沉降在沉降允許范圍內，其中中跨與邊跨合龍段附近的誤差較大，跨中合龍段誤差值為7 mm，表明大跨度連續(xù)梁橋邊跨和中跨段的線形受到其他因素的影響較大難以控制。在大跨度連續(xù)梁橋施工過程中，應當對合龍段的施工采取必要的施工質量控制措施。

圖3 梁底標高誤差

3 結論

連續(xù)梁橋地形適應性強、投資少、施工難度低，在公路的修建中應用廣泛。因此，對連續(xù)梁橋常見的施工方法進行分析，針對影響大跨度連續(xù)梁橋施工關鍵技術進行優(yōu)化是極為重要的。依托實際工程，對大跨度連續(xù)梁橋施工關鍵技術進行研究，得出以下結論。

（1）采用掛籃懸臂澆筑工法施工的大跨度連續(xù)梁橋施工線性控制計算時，應當充分考慮掛籃彈性變形的影響，并且在計算掛籃彈性變形值分布圖過程中也應考慮其分布非線性的情況。

（2）在立模預拱度的計算中，應考慮在懸臂施工過程中恒載作用下引起的撓度，結合數(shù)值模擬提高立模預拱度計算的精確度，為盡可能減小成橋后的梁底標高誤差，在立模預拱度的計算中應當考慮活載的作用。

（3）成橋后梁底標高誤差多集中于橋梁合龍?zhí)帲虼嗽诖罂缍冗B續(xù)梁橋修建過程中，應當對邊跨以及中跨合龍段的施工采取必要的施工控制措施，保證成橋后橋梁線形符合規(guī)定。