连续刚构超高墩边跨现浇段施工研究

齐永博

中铁十一局集团第五工程有限公司

1 引言

目前国内修建的铁路、公路跨江、河大桥采用连续刚构的结构形式比较多，施工工艺主梁段多采用挂篮悬臂施工，边跨现浇段多采用满堂式钢管脚手架支架或钢管立柱支架形式施工。如遇到边跨现浇段墩身较高，地形条件较复杂时，大大增加了施工周期、施工难度和施工成本。

在墩身和盖梁上设置埋件，悬臂支架作为支架组装，支架上浇筑混凝土。利用Midas建立力学模型并进行验证，使机械系统成为一种简单明了的机械结构，便于制造、装配和拆卸，降低材料的破坏性利用率，增加周转次数。支架施工完成后，计算预压混凝土浇筑荷载，消除支架系统的非弹性变形，保证工程质量和施工安全。采用逐级压力观测技术指导施工，使施工得到控制。主梁与次梁之间的底模采用楔块作为微调卸料装置，外模与翼板模板采用钢模板，外模与内模采用对拉螺栓连接。内模采用组合模板，内顶模及支架采用顶升作为卸荷装置。易于操作和拆卸。

2 工程概况

某连续刚构每个现浇梁段长3.75m，底板宽7.0m，顶板宽11m，高为5.4m，块体积为92.7m3，重约245.5t。其中有2.3m台顶正上方，其余1.45m设支架施工。现浇梁块体积小，一次性浇筑完成。支架必须具有足够的强度和刚度，形成空间稳定的整体。由于桥梁现浇段悬臂段长度较短，应选用机械系统简单清晰的受力结构，尽可能方便制造、组装和拆卸。

3 托架设计

托架采用I45b 工字钢主梁与20#双肢槽钢斜撑组成主体骨架、次梁采用I36b、分配梁采用I16工字钢的受力结构。

利用空间有限元软件midas 建立力学模型对托架的锚固端反力、各型钢轴力、竖向剪力、弯矩、结构最大应力、形变量进行综合分析以确定托架结构体系是否安全。

图1

结构最大应力为132.2MPa＜205MPa，符合要求。

图2

型钢结构最大变形为1.1mm，竹胶板模板最大变形2.9mm，符合要求

4 托架现浇段施工

4.1 托架安装

主骨架和斜撑钢板在边跨现浇段浇筑在相应的标高位置时进行埋设，用全站仪控制主骨架和预埋钢板高程。在地面用切割机将主梁托架工字钢切割至相应尺寸，人员站在工作脚手架上，在塔吊、倒链的配合下，将单片托架调整就位于模板预留洞中，并在临时固定后进行焊接，全部安装到位后进行与墩身整体联结。安装托架时要将托架顶部调整到同一水平面上，以便支架安装并保证托架均匀受力，确保安全。斜撑预埋钢板采用2cm厚预埋钢板，钢板背面满焊Φ28圆钢，与墩身钢筋焊接牢靠。

主梁工字钢此时已浇筑于墩身混凝土中，具有一定的承载力。将斜撑槽钢于地面对焊成双肢结构形式，利用塔吊就位，先于斜撑一端与工字钢主梁满焊，再将另一端与预埋钢板进行焊接，形成整体受力体系。根据验算数据安间距在主梁上铺设纵横工字钢分配梁，次梁铺设过程中注意与主梁进行点焊连接。

4.2 托架预压

预压超载系数取1.2，并加上其他荷载（混凝土倾倒、振荡、人员机械荷载等）。各部位的预压荷载配置按照各部位预压荷载进行配置。预压顺序模拟混凝土浇筑程序进行：底板→腹板→顶板、翼缘板。

预压荷载分级：25%→50%→75%→90%→100%→120%

用千斤顶加载底板荷载，重量为底板混凝土重量，并用千斤顶模拟腹板荷载的25%。加载完成后持荷60min，观测各测点并作好记录，同时对数据作出分析比较，掌握托架变形、变位情况。

4.3 边跨现浇段施工及混凝土浇筑

支架预压完成后，重新安装调整现浇段底模。安装时先在支架上画出模板边线，用塔吊和手拉葫芦配合，将底模调整到位，然后将两个外模安装到位并固定在支架上，用必要的拉杆和内撑将其连成一个整体。洞顶底板、腹板、横隔板钢筋全部绑扎完毕后，方可安装外模。底腹板、隔板的钢筋全部绑扎完毕，预应力管道固定后，将钢木复合模板吊入箱中安装固定，并根据施工要求预留出入口和振捣孔。屋面所有钢筋及外模安装调试完毕后，自上而下安装固定端模板。波纹管定位、钢筋绑扎后，方跨现浇段混凝土浇筑。

4.4 托架拆除

塔式起重机除了可以少量转移外，大部分都需要通过预留孔、卷扬机完成。模板拆除大致可分为侧模拆除、支架及顶板拆除、支架及底板模板拆除和翼板拆除。

侧模：混凝土浇筑完毕后，采用倒模拆除的方法。此时，顶板应预留必要的拆除孔，在手拉葫芦、卷扬机、塔吊配合下完成腹板模板和隔板模板的拆除。

顶板：先用顶板预留孔用钢丝绳将顶板吊起，然后调整顶升高度，使支架与模板分离，再用吊具将顶模逐一落下。

5 结论

现浇梁段长3.75m，底板宽7.0m，顶板宽11m，高为5.4m，块体积为92.7m3，重约245.5t。在地质条件复杂的西南地区修建如此高墩且主跨所跨河道比较少见，为使饮水源不受污染又增加了施工难度。边跨合拢时间要求紧迫，边跨现浇段施工时间紧迫，不能运用传统的满堂式支架或钢管柱施工方式。采用在墩身及盖梁上设置预埋件，拼装悬臂支架作为支撑，在托架上浇注混凝土。确保了边跨现浇段在合理的投入下，安全、优质、按期的完成。取得了良好的经济效益和社会效益。