变截面预应力混凝土连续箱梁大桥施工技术研究

变截面预应力混凝土连续箱梁大桥施工技术研究
发表时间：2016-03-21T10:10:38.140Z 来源：《基层建设》2015年26期供稿作者：徐立骞
[导读] 杭州市城市建设基础工程有限公司随着桥梁技术不断发展，变截面预应力混凝土箱梁得到越来越广泛的应用。

杭州市城市建设基础工程有限公司浙江杭州 310004
摘要：随着桥梁技术不断发展，变截面预应力混凝土箱梁得到越来越广泛的应用。

某桥主桥为变截面连续梁桥，在施工过程中进行了相应的施工控制。

本文结合某桥对变截面预应力混凝土连续箱梁施工要点进了研究，可为同类型工程施工提供参考。

关键词：变截面；预应力；箱梁大桥；钢管桩；施工技术
1、工程概况
某桥工程桩号分别为K0+000，终点桩号K2+300，全长2.3km。

主桥上部构造：混凝土C55：16293.6m3Ⅰ钢筋606t，Ⅱ钢筋2747t，预应力钢绞线841t。

该桥左幅设计为：（4×32m）等截面预应力砼连续箱梁+（58+3×96+58）变截面预应力砼连续箱梁+（3×24）等截面预应力砼连续箱梁+（4×32）等截面预应力砼连续箱梁+（3×32）等截面预应力砼连续箱梁；右幅设计为：（3×32m +24.175m）等截面预应力砼连续箱梁+（58+3×96+58）变截面预应力砼连续箱梁+（25.825+2×27）等截面预应力砼连续箱梁+（4×32）等截面预应力砼连续箱梁+（3×32）等截面预应力砼连续箱梁，总长828m。

全桥位于直线段，部分纵面位于-2.4%和2.4%直线纵坡段，其余位于R=8000，T=144的竖曲线上。

2、箱梁结构形成
该桥起点桩号为K0+842.877，终点桩号K1+670.877，大桥全长828m（双幅），主桥设计为58m+3×96m+58m五跨变截面预应力混凝土连续箱梁。

主桥上部箱梁为变截面单箱双室断面，箱梁梁高、底板厚度均按圆曲线变化。

主跨箱梁根部梁高（箱梁中心线）为560cm，跨中梁高（箱梁中心线）为270cm，箱梁顶板全宽为2050cm，厚度25cm。

底板宽度957.7至1180.8cm变化，厚度为73.6—30cm。

腹板厚度分别为75cm及50cm。

箱梁在花瓶墩顶处设300cm厚的横隔板。

主跨箱梁单“T”共分12段悬臂浇筑，0号梁段长12m，其余1-12号梁分段长为7x300+5x400cm，边跨、次边跨、中跨合拢段都为2m，边跨现浇段长10m。

0号梁段和边跨现浇段采用钢管桩支架现浇施工，主跨T构采用对称挂篮悬臂现浇施工，悬浇最重梁段为1794kN。

全桥合拢顺序为：先合拢两个边跨，接着合拢次边跨，最后合拢中跨。

3、0#段桥梁结构特点
3.1 0#块施工
该桥0#段采用单箱双室结构，节段长1200cm，墩顶高560cm，底板宽957.7cm，顶板宽2050cm，0号块混凝土方量为473.3m3，0号块重量为12542kN。

考虑0#块长度较长，桥面与墩身宽比大，结合设计图纸及实际施工条件，主桥0#块支架选用钢管桩支架，图1 0#段支架示意。

图1 0#段支架示意
3.2钢管桩支架构造
钢管桩支架由钢管桩立柱、剪刀撑、主横梁、纵向分配梁、落架系统、模板系统等分别由六部形成： 1）钢管桩立柱：墩柱两侧底板位置各设置3根φ700σ10钢管桩立柱，用于支撑底板、腹板荷载以及抵抗部分施工不平衡力距；两侧各设置3根φ530σ6钢管桩立柱，用于支撑腹板和翼板荷载。

2）剪刀撑：钢管桩立柱之间设置［20槽钢剪刀撑增加支架横向稳定，剪刀撑的层数根据支架高度进行调整。

3）主横梁：主横梁采用两根Ⅰ45b工字钢，横梁与钢管桩采用焊接。

4）纵向分配梁：纵向分配梁采用Ⅰ25b工字钢，分配梁按照支架设计进行布设。

5）落架系统：纵向分配梁与主横梁之间设置木楔，以便于后期模板拆除。

6）模板系统：外侧模采用定型钢模，单侧模板长度组合为4.5m+3.5m+4.5m，几何尺寸以设计图为准；考虑0#段内部几何尺寸变化较大，内模采用组合木模。

3.3钢管桩支架搭设
安装前准备→钢管立柱→设置剪力撑→安装主横梁→安装纵向分配梁及木模→铺设底模→预压→卸载→调整模板标高→安装侧模→钢筋预应力绑扎→砼浇筑。

3.4准备顺序
钢管桩支架拼装应做好以下准备：
1）根据设计图纸要求，在加工场下料，焊接过程中应注意控制杆件的结合尺寸及焊接质量；
2）浇筑墩顶位置时，根据图纸预埋件设计要求，在要求为止预埋拼装槽口，应严格孔子槽口的位置及几何尺寸； 3）墩顶砼浇筑时，应根据设计图纸要求，预埋墩梁固结钢筋。

3.5钢管桩支架拼装要点控制
1）钢管桩支架的组件由运输车运至墩位后由塔吊起吊至安装位置进行焊接； 2）钢管桩支架的安装顺序为：安装钢管桩立柱，设置剪刀撑、主横梁以及分配梁。

3）钢管桩支架搭设过程中应严格控制各部件的位置及几何尺寸，满足整个支架系统安装成型后的承重要求。

4）钢管桩支架搭设遵循线下后上对称拼装的施工工序。

5）在各构件加工、组装过程中按照现场实际测量尺寸加工，对于特殊部位加强过程中控制，特别是焊接部位严格按照施工规范要求施工。

6）由于钢管桩支架以及模板构件较多，高程控制是施工的关键，所以高程控制分成三部分，第一、钢管桩顶面高程控制；第二、分层对主横梁、纵向分配梁、模板控制；第三、加强终检控制；对于设计有疑问的地方及时反馈、沟通，确保万无一失。

7）主桥1至12#段内模采用定型钢模板，0#块外侧模模板长度组合为4.5m+3.5m+4.5m，横断面几何尺寸以设计图为准，考虑到0#段内部几何尺寸变化较大，内模采用组合木模。

3.6钢管桩支架计算
该桥主桥为变截面连续梁桥，桥跨布置为（58+96x3+58）m，6#墩正交，7#、8#、9#墩斜交，夹角20°，节段砼55.2m3至67.6m3。

0#块托架拟采用钢管桩支架。

0#块支架支撑采用钢管桩支架，中间抵抗倾覆钢管桩采用φ700δ8，两侧支撑钢管桩采用φ530δ6。

钢管桩之间和钢管桩墩柱之间采用［20槽连接。

墩身位置底模和内模采用优质竹胶板模，其他位置底模和侧模采用定型钢模。

为抵抗施工不平衡弯矩，采用墩梁临时固结和钢管桩支撑相结合的办法，不平衡弯矩按最远端不平衡重200kN进行控制，合拢完成之后依次解除临时
固结，实现体系转换。

4、施工监控
根据以往施工经验，影响箱梁线型和内力的因素主要有混凝土容重、弹性模量、收缩徐变、日照和温度变化、预应力大小、结构体系转换、施工荷载和桥墩变位等。

在施工过程中还需要做好主桥箱梁施工监控工作，其主要内容如下： 1）对挂篮进行加载试验，消除非弹性变形，并向监控单位提供非弹性变形值及挂篮荷载—弹性变形曲线。

2）在0号块箱梁顶面建立相对坐标体系，以此相对坐标控制立模标高值。

施工过程中及时采集观测断面标高值并提供给监控单位。

3）温度控制：为掌握箱梁截面内外温差和温度在截面上的分布情况，在梁体上布置温度观测点进行观测，以获得较为准确的温度变化规律。

4）挠度观测：为了尽量减少温度变化对箱梁施工的影响，挠度的观测安排在一天中温度相对变化小的时间进行。

在箱梁顶板和底板布置测点，并测量立模时、混凝土浇筑前、混凝土浇筑后、预应力束张拉前、预应力束张拉后的标高。

5）应力观测：根据连续梁的受力特点，合理布置测试截面和测点，并埋设应力测试元件，在施工过程中测试截面的应力变化与应力分布情况，以验证各施工阶段被测梁段的应力值和仿真分析的吻合情况。

6）施工不平衡荷载的控制：严格控制施工中不平衡荷载的分布及大小。

具体的主桥箱梁施工监控严格按照监控单位提供的实施细则执行。

5、结论
文章结合某桥工程实例，对其结构形式、结构特点、0号块施工技术要点、施工监控等方面做了介绍。

根据施工监控结果，某桥在施工过程中结构变形、应力、临时支撑结构等均在安全范围内，大桥施工进展顺利，本文可为同类型工程施工提供参考。

参考文献：
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[3]彭卫著.预应力混凝土连续箱梁桥防裂设计[M]. 地震出版社，2006。