浅析高墩大跨连续刚构桥施工技术

浅析高墩大跨连续刚构桥施工技术

发表时间：2018-08-23T13:41:08.753Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第10期作者：黄镇平

[导读] 预应力混凝土连续连续刚构桥是近几十年来新兴起的一种桥梁型式。

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摘要：预应力混凝土连续刚构桥具有经济美观、跨越能力强、施工简便快捷的优势，在大跨度桥梁中具有广泛的应用。本文以广东省龙怀高速大埠河大桥预应力混凝土高墩大跨连续刚构桥为工程实例，浅析了高墩大跨连续刚构桥主墩和主梁的施工技术。

关键词：桥梁工程；高墩大跨；连续刚构桥；施工技术

引言

预应力混凝土连续连续刚构桥是近几十年来新兴起的一种桥梁型式，其具有经济美观、跨越能力强、施工简便快捷等优点[1]，使之成为预应力混凝土大跨度梁式桥的主要桥型之一。

我国于上世纪80年代引进预应力混凝土连续刚构桥型，在高墩修建过程中，随着翻模施工、滑模施工等施工技术的发展，使得高墩尤其是超高墩的修建成为可能。随着我国“西部大开发”、“一带一路”以及“亚洲基础设施投资银行”等国家重大战略的相继实施，新一轮的交通基础设施建设热潮已经开始，高墩大跨连续刚构桥也迎来新的建设高峰。

1 工程概况

大埠河大桥位于汕头至昆明高速公路龙川至怀集段上，地处广东省连平县元善镇境内。大桥主桥为跨径82+150+82m的连续刚构桥，桥梁总体布置图如图1所示，主桥采用预应力混凝土箱梁形式，上下行分幅布置，箱梁顶板宽12.5m、底板宽6.2m。

图1大埠河大桥桥型布置图（单位：cm）

该桥设置三向预应力钢束，纵向预应力钢束：顶板束为15-25的高强预应力钢绞线、腹板束为腹板束为15-22、中跨合拢束为15-22高强预应力钢绞线、边跨束为15-17高强预应力钢绞线；横向预应力钢束：箱梁桥面板横向预应力采用15-2高强预应力钢绞线，纵向布置间距1.0m，单端交错整体张拉，管道成孔采用扁形塑料波纹管，固定端采用P 型锚具。竖向预应力钢束：采用15-3高强预应力钢绞线。横断面每道腹板内布2根，锚垫板下设置螺旋筋，管道成孔采用内径50mm的塑料波纹管。

主墩采用箱型墩，平面尺寸为5.0×6.2m（横桥向×顺桥向），壁厚1m，墩底8m、墩顶3m范围内为实心墩，1/2 墩高位置，设置1m高隔板。墩高67.35m至71.98m不等。

2 主梁施工技术

连续刚构桥主梁的施工主要有以下几种方法：悬臂施工法、支架现浇法、顶推法、缆索吊装法、旋转施工法、大型浮吊法及移动模架法等[2]。高墩大跨连续刚构桥由于其主墩较高，地形条件复杂，施工环境较差，采用对场地要求比较小的悬臂施工法进行施工。

悬臂浇筑法又称为无支架平衡伸臂法或挂篮法，它是以已经完成的墩顶节段（0#块）为起点，通过挂篮的前移对称的向两侧跨中逐段浇筑混凝土，并施加预应力的悬出循环作业法，我国已经建成的多数大跨混凝土桥梁大多采用此种方法。主要程序为移动挂篮位置、绑扎钢筋及预应力管道、浇筑混凝土、张拉预应力、移动挂篮，循环依次进行，直到达到最大悬臂块段，悬臂浇筑流程图如下图2所示。

图2悬臂浇筑施工工艺流程

3 主墩施工技术

3.1 主要施工技术概述

高墩大跨连续刚构桥主墩通常采用双薄壁墩、单薄壁空心墩及上部为双薄壁、下部为单薄壁空心墩的组合式桥墩形式[3-4]，一般采用滑模、爬模、翻模三种方式进行施工[5]。

3.1.1 翻模施工

翻模施工墩身模板采用组合型大型钢模板，每个墩柱使用3套钢模板，每套模板高度为2.5m，一次翻模浇筑高度为4.5m。当浇注完混凝土达到拆模强度时后，拆除底下两层模板，上层一节模板不动，作为下一节墩柱模板的持力点，拆除的模板用钢丝绳或手拉葫芦直接吊在上层模板上，清除掉板面上的混凝土、涂刷脱模剂。当钢筋绑扎完毕后，用塔吊将模板安放到位，进入下道工序，以上是翻模施工的一

个循环[6]。

该方法优点有：工艺简单、操作方便，机械使用灵活，利用率高，成本低；人员上下作业安装附着式爬梯，安全稳固，节省人工，节约施工成本，提高了工作效率；无支架施工平台与模板设计为一个整体，随模板提升，无需搭设脚手架平台；能够逐级校正墩身的施工误差，误差不积累。缺点是：如果墩柱过高时，必须采用塔吊配合施工，灵活性下降，且增加了施工成本。

3.1.2 滑模施工

滑模施工主要以液压千斤顶为滑升动力，在成组千斤顶的同步作用下，带动1米多高的工具式模板或滑框沿着刚成型的混凝土表面或模板表面滑动，混凝土由模板的上口分层向套槽内浇灌，每层一般不超过30cm厚，当模板内最下层的混凝土达到一定强度后，模板套槽依靠提升机具的作用，沿着已浇灌的混凝土表面滑动或是滑框沿着模板外表面滑动，向上再滑动约30cm左右，这样如此连续循环作业，直到达到设计高度，完成整个施工[7]。

该方法桥梁高墩施工中的应用有着作业周期较短、施工速度快、模板使用量较少、施工材料节省、施工人力与设备投入较少、能有效节省施工成本等优点，缺点是混凝土的外观质量难以控制，需要进行二次表面修复，并且墩柱的垂直度很难控制，一旦发生倾斜就很难调整过来，对桥梁墩身的施工精度造成一定影响。

3.1.3 爬模施工

爬模施工是现浇竖向钢筋混凝土结构的一项较为先进的施工工艺，在山区铁路施工中被普通采用。它是在建筑物或构筑物的基础上，按照平面图，沿结构周边一次装设一段模板，随着模板内不断浇筑混凝土和绑扎钢筋，不断提升模板来完成整个建筑物的浇筑和成型[8]。该方法的特点是：整个结构仅用一个液压滑动模板，一次组装；爬升过程中不用再支模、拆模、搭设脚手和运输等工作，混凝土保持连续浇筑，施工速度快，可避免施工缝，同时具有节省大量模板、脚手材料和劳力，减轻劳动强度，降低施工成本，施工安全等优点。

3.1.4主墩施工技术比较

从桥梁高墩施工安全性及施工质量等方面考虑三种主墩施工技术的适用性，滑模施工的外观混凝土质量最差，常用于山区条件下的不带斜率的等截面空心或实心高墩施工，但其安全性相对较高。翻模施工时模板使用面积小，其施工质量得到保证且具有有效的安全措施。爬模施工改善了操作条件，易于保证工程质量，爬模附墙爬升，安全可靠且浇筑出来的结构尺寸准确。

若主要考虑三种高墩施工方法的适应性及应用范围，爬模施工一般不受结构高度的限制，施工受风力影响小，最适合高墩的施工，还广泛应用于烟囱、水塔、油罐、竖井、沉井、电视塔等工程上，因此其施工范围较其他两种施工方式大。

综上所述，高墩大跨连续刚构桥优先选择爬模施工，其次为翻模施工，再次之为滑模施工。当然在实际工程中还需综合考虑施工设备，技术及人员情况等，具体分析，选择最适合的高墩施工方式。

4 结论

本文以大埠河大桥为工程依托，对高墩大跨连续刚构桥主墩和主梁的施工技术进行了对比分析，比较了滑模、爬模、翻模三种高墩的施工方式及优缺点，确定出在施工过程主梁宜采用悬臂浇筑，主墩（高墩）优先选择爬模施工。

高墩大跨连续刚构桥的施工复杂，影响因素众多，本文介绍的主梁和主墩的施工控制技术可以为同类桥梁的施工方法选择提供一些参考。

参考文献

[1]周军生，楼庄鸿.大跨径预应力混凝土连续刚构桥的现状和发展趋势[J].中国公路学报，2000，13（1）：31-37.

[2]陈仕刚，吴先树.超高墩大跨连续刚构主墩形式研究及关键技术研究[J].公路，2012（5）：104-108.

[3]徐君兰，顾安邦.连续刚构桥主墩刚度合理性的探讨[J].公路交通科技，2005，22（2）：59-62.

[4]王钧利，贺拴海.大跨径连续刚构桥主墩的合理刚度分析[J].武汉理工大学学报交通科学与工程版，2006，30（4）：603-606.

[5]王旭山，揭选红.影响高墩施工精度的因素和控制方法的探讨[J].科技信息，2010（9）：351-353.

[6]余天庆，朱宁，李娜，等.翻模技术在桥梁高墩施工中的应用[J].桥梁建设，2009，2009（1）：67-69.

[7]蔡凡杰，胡厚兰.滑模与爬模施工工艺在桥梁高墩施工中的应用[J].公路，2013（6）：68-71.

[8]罗其青，邓继华.桥梁高墩爬模施工[J].湖南交通科技，2005，31（3）：74-76.