浅谈姚江大桥大跨度连续梁施工技术

　　一、概述

　　姚江大桥是沪杭甬高速公路拓宽工程沽渚至宁波段的咽喉工程，其老桥为8×20m空心板桥，由于姚江河道整修后，将为四级航道，故将老桥拆除后在原地重建新桥。姚江大桥新造大桥全长734.04m，主桥配跨为55+90+55m，结构型式采用双向预应力混凝土连续箱梁桥。

　　二、施工方法及施工工艺

　　㈠ 支承垫石、临时支座的施工

　　支承垫石高度为20cm，采用C40钢筋混凝土结构，平面尺寸为160×160cm。施工时垫石顶面高程应严格控制，最大高差不超过2mm。在混凝土浇注之前，按照支座平面尺寸在垫石上预留四个孔，孔深为56cm，孔径为18cm，混凝土浇注完毕以后，要及时复测，并调整垫石标高。支座采用GPZ(II)20GD和GPZ(II)20DX盆式橡胶支座，在安装过程中要对其进行检查，在预留孔处用环氧树脂砂浆进行封堵，并在滑板处涂抹硅脂油进行润滑，安装完毕后，对支座进行锁定，以防止出现纵向或横向位移。

　　临时支座是为施工阶段形成刚构体系而将0号节块与主墩固结而设置的，需在边跨合拢后，中跨合拢前拆除。临时支座采用C40混凝土，高度为51cm，上部23cm混凝土，下部24cm混凝土，中间为4cm硫磺砂浆夹层。临时支座施工时，在墩顶面及支座顶面涂抹隔离剂，然后浇注下部混凝土，再浇注中部4cm硫磺砂浆。硫磺砂浆中部配有电阻丝，合拢后加热电阻丝烧熔硫磺砂浆以拆除临时支座。

　　㈡ 墩顶0号段托架形式的选择及0号段的施工

　　墩顶0号段是主桥悬灌梁施工中的第一作业段，也是连续梁施工中较为繁琐的一部分，因此，如何正确选用托架形式将直接影响到墩顶0号段的施工进度和质量。在以往的施工中，较多的采用万能杆件在墩侧拼装，或直接在地面支立排架，增加了施工的难度，同时也增大了施工成本。姚江大桥墩顶0号段由0.5m+3m+0.5m共三段组成，其中3m段处于墩顶，不需外加支撑，两0.5m段则需支立托架现浇完成，每侧混凝土数量为75m3。同时由于墩身为箱型薄壁墩，壁厚50cm，如采用万能杆件等拼装形式，一是需埋设大量型钢，整个墩顶支撑部位墩身均须加强，且型钢为一次性材料，不能倒用;再者万能杆件拼装要求精度高，而产生的变形又大，不利于0#段的施工。鉴于以上情况，我们选用了预应力三角托架形式，即墩身施工时，在相应部位埋设托架预埋件，并在托架预埋件处增设墩身内部横系梁。三角托架采用[30b和[25a槽钢拼制而成，并通过横系梁处预留的孔道用Φ32精轧螺纹钢连接起来，为保证托架与墩身接触紧密，每根螺纹钢需用千斤顶张拉54t力后锚固。此种托架形式简便，材料可多次倒用。托架支立完成后，在托架顶面铺设[28分配梁，并加铺混凝土楔块后放置4m段底模。为验证此托架的安全性，我们选取了两个墩身分别进行了模拟加载试验，结果证实，该托架实际变形只有4mm，有效地保证了施工的强度、刚度和稳定性。

　　0#段3m长底模采用4cm木板制作，木板下填筑砂子以支撑底模，并留出永久支座位置，两侧各4m段采用菱形挂篮所用的底模板，内模采用钢木组合结构拼装而成，外模仍旧利用菱形挂篮所用大块钢模板，同时在外模板上采用托架作为支撑平台，内外模之间用φ16拉杆对拉。其施工工艺如下：安装预埋件并搭立平台→ 安装底、侧模板→ 绑扎底、腹板钢筋→ 安装竖向预应力钢筋→ 组拼内模→ 绑扎顶板钢筋→ 安装纵、横向预应力孔道→ 混凝土浇注→ 养护 → 拆模→ 端头凿毛→ 张拉→ 压浆。

　　预应力三角托架的选用，从一定意义上说是连续梁0#段施工的飞越性进步，它大大缩短了施工工期，加快了材料的周转，为连续梁地施工提供了更加广阔的发展前景。

　　㈢ 挂篮结构与特点

　　1、挂篮的结构

　　根据姚江大桥各悬灌梁节重量及长度等的实际情况，选用了菱形挂篮结构，它包括以下几个部分：

　　⑴吊架系统：由立柱、斜拉杆、纵梁组成三个菱形架主桁，再由横联及门架把菱形架连成一个整体，支脚设于立柱及后连接点下方，杆件之间连接采用普通螺栓联接，主桁架由[28组成。

　　由于主梁顶面较宽，所以在箱梁顶面对应的四个腹板处均设立了一个菱形架，共同承担悬灌部分的荷载。

　　⑵锚固、行走系统：由Ф32精轧螺纹钢筋与竖向预应力筋联接对滑道及挂篮进行锚固，利用专门连接器使二者连接起来。滑道采用[16制成，在滑道与菱形架之间利用不锈钢板进行滑动，使挂篮前移。同时在菱形架的尾部还增设了后钩板与滑道上翼缘相连，以保证挂篮行走时不致发生倾覆。

　　⑶前、后吊系统：由吊带及调升装置组成，吊带由δ=36mm钢板制作，通过螺旋千斤顶和内外模托梁完成对模板的高程调整。

　　⑷模板系统：由底模、侧模、内模组成，底模与侧模为整体钢模板，内模为槽钢骨架敷设组合钢模板。底模置于前后底横梁的纵向桁架上，并通过前吊带和外模支承于挂篮上，随挂篮一同前移。

　　2、挂篮的特点

　　⑴挂篮设计结构简单，受力明确，适应梁高变化范围大。

　　⑵挂篮前端及中部工作面开阔，可以从挂篮中部运送混凝土，便于轨道的安装和挂篮以及腹板、底板钢筋的吊装、加工等工作。

　　⑶设有走行装置，移动方便，外侧模、底模可一次拆除，便于整体抽拉。

　　⑷取消了平衡重，利用梁体本身竖向预应力筋锚固滑道，挂篮沿轨道行走。

　　⑸所需材料均为普通型钢，加工制作简单。

　　⑹可用于合拢段的施工，挂篮可利用系数高。

　　3、悬臂灌注节段施工

　　⑴挂篮的预压：为节省挂篮拼装后时间长的影响，可在挂篮拼装前对单个菱形架利用千斤顶逐个预压，以消除其非弹性变形，测出弹性变形值，为立模提供可靠依据。由于非弹性变形有时不能一次全部消除，预压可分三次加载，并稳压12小时。

　　⑵挂篮的拼装：当墩顶0#段混凝土浇注完成并张拉压浆后，即可开始拼装加工好的挂篮，拼装顺序为：走行装置→ 主构架→ 锚固系→ 前、后吊系→ 模板系。同时拼装挂篮时还应注意以下几点：①应在主梁混凝土顶面，特别是前支脚位置，修整已浇注的混凝土表面，使之平整。②拼装时要自下而上对称进行，因为主桁架前悬臂较大，容易造成倾覆，故一定要用锚固系将后锚点锚固好。

　　㈣边跨现浇节段施工

　　边跨现浇节段在悬灌节段施工后期同步进行，在墩侧利用“八三式轻型军用墩”及型钢搭设膺架进行施工，膺架截面尺寸为12m×6m。膺架拼装完毕后，在其上支立模板，绑扎钢筋，浇注三个节段混凝土。

　　㈤合拢段的施工

　　1、边跨合拢段：利用菱形挂篮前移，将底模前横梁置于膺架上，底模后横梁仍锚于悬灌梁节底板上，进行边跨合拢段施工。合拢前应在当天温度最低时完成悬灌梁节和膺架上现浇的梁节的外锁定及钢筋绑扎、波纹管安装等工作。外锁定采用在对应梁节预埋钢板，通过顶板、底板共8根2[25槽钢焊接而成。

　　2、次中跨、中跨合拢段：可在两菱形挂篮前底横梁间直接铺设纵梁，纵梁上铺底模板，利用原外侧模的其中一块进行合拢段的施工;也可以将其中的一套挂篮拆除，用另一套挂篮自行完成合拢工作，该挂篮底模前后均锚固在悬臂梁节底板上。次中跨及中跨合拢段的锁定采用内锁定的办法进行，及在对应梁节腹板处内部共预埋6根2[25槽钢，并在当天温度最低时完成锁定及钢筋绑扎、波纹管安装等工作。

　　3、合拢段在灌注混凝土前应在两悬臂端分别施加相当于合拢段混凝土重量的配重，配重可采用水箱，并在灌注混凝土时逐渐将配重解除，应特别注意配重的解除与混凝土的灌注速度保持一致。

　　4、合拢段的施工是连续梁施工关键的环节，应特别注意施工时的温度情况，灌注混凝土、骨架的锁定、钢筋的焊接等工作均应在当天温度最低时进行，并应切实保证锁定用的槽钢的焊接质量，也可以利用设计的永久预应力钢束施加临时预应力以抵抗槽钢的变形，施加的力的大小要根据现场的实际温差和跨度等情况通过计算来确定。

　　三、悬灌梁节的线形控制

　　1、姚江大桥是沪杭甬高速公路拓宽工程的重点、难点工程，工期紧、质量要求高，而大跨度预应力混凝土连续梁施工，较困难的就是线形控制问题。为确保两个T构悬臂端部的合拢精度，及在结构运营相当长时间内达到设计要求的标高，施工时正确预留预拱度是非常重要的。

　　2、主梁预拱度及立模高程受以下因素的影响：a结构自重;b施工荷载(挂篮、吊架重量);c预应力张拉;d混凝土的收缩、徐变;e施工时的温度、温差、日照;f挂篮等的非弹性变形。

　　根据悬灌施工的结构形式、预应力张拉、施工时的气候等因素，计算出主梁各施工阶段的节点位移，与施工观测相比较，进行适当调整，从而合理的选择各梁段的立模高程。

　　3、在箱梁悬臂施工中，箱梁块件自重、张拉预应力、挂篮自重、挂篮桁架挠度和吊杆弹性变形均会引起箱梁施工变位，设计单位提供各荷载阶段的挠度，仅是理论计算值，但受各方面因素的影响，实际挠度与计算挠度有一定的偏差。因此，要合理控制施工标高，应采取以下控制措施：

　　⑴由设计单位提供箱梁施工各阶段的计算挠度，提供箱梁的立模标高，作为施工控制的基本资料;

　　⑵制定切实可行的方案，进行挠度观测，将每一梁段施工过程中混凝土块件浇筑、预应力张拉以及挂篮前移产生的实测挠度汇总;

　　⑶与设计单位配合，及时了解和掌握箱梁施工标高的变化情况，对箱梁施工各阶段的实测挠度与计算挠度相比较，确定下一梁段的施工标高，提供测量放样。

　　4、施工挠度观测

　　⑴挠度观测点的埋设：为监测悬臂中各块箱梁在施工过程中的挠度变形并指导施工，在每一梁段箱梁腹板顶面上下游方向埋置φ8mm钢筋，顶部磨圆，在浇筑混凝土时预埋，端头露出混凝土面约5mm，作为挠度的观测点。观测点的埋置本着能保证观测点本身的稳定性和最大限度反映挠度变形，又不妨碍挂篮前移的原则。

　　⑵挠度观测：用精密水准仪和因瓦水准尺，采用水准测量的方法，周期性的对每一段箱梁观测点进行监测，对挂篮前移、浇筑混凝土、张拉预应力前后的各观测点挠度变形进行监测。

　　5、姚江大桥通过对连续梁主梁内力的理论计算和分析，结合现场对实际挠度的观测情况，合理的确定了悬灌梁节的立模标高，并及时在施工中进行调整，有效地保证了合拢的精度。竣工后的大桥线形完全符合设计要求。

　　四、结束语

　　大跨度连续梁因其施工工期短，跨度大，投入设备少等诸多因素而成为当今桥梁发展的主流方向。通过对姚江大桥的建设，我们对0#段的施工，挂篮的结构，悬臂梁节的施工以及梁体的线形控制方面都有了新的认识，也改进了连续梁施工多方面的施工工艺，实践证明是成功的，但我们应认识到，连续梁施工的成败取决于很多方面，只有认真做好每一道工序，才能切实保证其内在质量。本文仅从几个关键方面介绍了连续梁的施工经验，供类似的工程参考，如有不妥之处，敬请批评指正。

　　参考文献

　　1、《公路桥涵施工技术规范》

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文章名称： 浅谈姚江大桥大跨度连续梁施工技术

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