桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的应用吴锡斌

桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的应用吴锡斌

吴锡斌

吴锡斌

泸州市交通建设工程管理中心四川泸州646000

摘要：桥梁的施工质量与施工技术之间有着密不可分的联系，在目前的桥梁施工中，大跨径连续桥梁施工技术作为施工关键，施工单位应从施工技术的优化与创新入手，在保证桥梁结构安全适用的基础上，提高整体桥梁施工质量。基于此，本文从大跨径连续桥梁施工概述入手，简述施工技术，通过对施工中的控制要点进行分析，探究大跨径连续桥梁施工技术的具体应用，以供参考。

关键词：桥梁施工；大跨径连续桥梁；施工技术；具体应用

随着现代化建设脚步的不断加快，我国桥梁建设数量成倍增长。桥梁施工作为道路工程建设的重要组成部分之一，在我国现代化建设过程中占据着十分关键的地位，不仅有利于增强地区之间的联系，同时对推动经济增长有着重要意义。大跨径连续桥梁施工技术能够有效满足不同地形地貌对工程施工的要求，能为施工单位带来可观经济效益的同时，也增加了施工的稳定性与安全性。因此，对大跨径桥梁施工技术进行深入探讨，从而提高经济效益，提升桥梁施工质量。

一、大跨径连续桥梁施工概述

（一）大跨径连续桥梁受力特点

大跨径连续桥梁作为一种桥墩与梁体固结的桥梁体系，其主要以钢构桥为主，是一种在连续梁基础上衍生出来的桥梁体系结构，连续钢构桥的主梁即为连续梁体，将其与桥墩直接进行固结，该桥梁的受力特点综合体现在连续梁与T型钢构桥上。以大跨径连续钢构桥为例，当桥梁主体与桥墩直接固结，桥梁上下部结构则可共同承担其重力，从而减少桥墩顶部的负弯矩。在桥梁施工中，增加柔性墩的使用，可以帮助桥梁承受较大的压力变化，从根本上保证桥梁结构的稳定与安全。大跨径连续钢构桥受力结构较为科学，其抗震性能极佳，加之其抗扭性能与结构整体性较强，跨度较大，基于此，该类型的桥梁受到了桥梁建设部门的一致青睐。

另一方面，由于大跨径连续钢结构桥梁隶属于多次超静定结构体系范围，因此，其会在温度变化等因素下造成混凝土收缩，墩台部位则会出现不均匀沉降的现象，在预应力作用下引发附加内力，为桥梁稳定性造成巨大影响。

（二）大跨径连续桥梁施工工艺概述

大跨径连续桥梁多数利用悬臂施工的方法，在已经建设的桥墩上，顺着相邻跨径方向，采用对称、平衡等方式进行逐段施工。大跨径桥梁悬臂施工主要包含了悬臂拼装以及悬臂浇筑两种形式，其中悬臂拼装指的是在桥墩两侧进行吊架的设置，严格遵守平衡原则，实现逐段向跨中悬臂进行混凝土梁体的预制件安装，并逐段施加桥梁预应力的施工方式。而悬臂浇筑主要通过在桥墩两侧设置工作台的方式，依旧实行逐段平衡施工，向跨中悬臂进行混凝土桥梁的浇筑，逐渐增加桥梁预应力，最终实现全桥合拢。

二、大跨径连续桥梁重点施工技术

（一）基础主要施工技术

1、连续墙施工技术

在大跨径连续桥梁的基础环节施工中，可以利用地下连续墙的施工技术增强桥梁的防渗透能力，强化桥梁结构的刚性。这种技术可以有效减低施工中产生的震动噪音，减少对施工现场周围环境的影响。在地下连续墙的施工中，包含了混凝土的浇筑、钻孔成槽以及钢筋笼施工等工序，施工期间，要做好相关技术人员的管理，监督其施工质量。

2、沉井施工技术

在大跨径桥梁施工中，对大型沉井的施工应结合桥梁工程的实际施工需求，使用地质勘察仪器及相应测量设备，对深井位置及尺寸进行准确定位于测量。通常情况下，大型沉井的施工主要包含钢壳沉井加工、基础处理加工以及清基封顶等。在沉井施工过程中，应利用科学合理的助沉措施，及时做好定位及向导工作，从而保证桥梁着床时的高度契合。

3、桩基础施工技术

在桥梁的建设施工中，大部分桥梁基底部位位于深水之中，极易受到水流及水压的影响，造成桥梁的不稳定。为了保证大跨度连续桥梁的稳定性与牢固性，施工中，可以尽量缩短相邻孔桩间距。基于此，若现扩大承重台面的面积，就会在极大程度上增加施工难度，同时延长施工周期。因此，在实际建设施工过程中，可以使用配套箱货钢吊箱进行施工，为深水承台施工提供便利条件。以钢吊箱施工为例，通过专业的起吊设备与大型钢吊箱进行整体吊装，利用水下封底技术降低施工难度，从而提高施工效率，优化施工质量。同时，为了增加深水承台的稳定性与安全性，尽量减低水流及水压对基底的冲击影响作用，可以在土层中增设带有防护功能的钢护筒，并在其顶部位置安装顶板面便于钻柱的固定。

（二）桥梁主体施工技术

在桥梁主体施工中，主要包含主体结构与上部结构两大重要部分，由于桥梁建造中的巨大牵引力，因此，应结合桥梁施工的实际情况，选择科学合理的工艺进行施工。在施工过程中，可充分结合桥端牵引导向装置与桥面吊机装置，力争减少悬臂前部的承载负荷，保证桥梁施工的顺利进行。同时，要在桥段施工阶段，结合桥梁建设的具体需求选择适当的施工方法，例如：就地浇筑、悬臂施工以及顶推施工等方式。多数情况下，梁段部分的施工主要使用混凝土箱梁与钢管支架的结合，对于整体式的箱梁而言，应尽量提高其安全性。

三、大跨径连续桥梁施工重点与难点

（一）应力措施控制要点

桥梁应力中包含温度应力、收缩应力以及结构预加应力等，对桥梁应力控制旨在对桥梁结构施工中以及建设完成后的受力情况进行控制，保证桥梁结构符合建设施工要求。在实际施工过程中，应做好桥梁的预应力控制，保证后续施工的有序进行。首先应使用预埋应力测试元件对桥梁结构的实际应力进行测试，对桥梁结构的实际应力情况进行充分且全面的了解。其次，若发现桥梁实际应力结构与预算值相差较大，则需立刻查明其原因，并制定科学合理的方案，及时对桥梁应力进行调整，将两者之间的差值控制在允许范围内。

（二）稳定性控制措施

基于目前的桥梁建设形势而言，我国大跨径连续桥梁建设数量逐渐增加，桥梁的跨径形式也在朝着多样化的方向发展，这就为荷载所引发的桥粱稳定问题提出了更高的要求。桥梁稳定性是否良好，直接关系着桥梁的整体施工质量及后期使用安全。因此，应做好桥梁施工的稳定性控制工作。在施工中对结构实际刚度、变形情况以及结构应力等资料进行整合收集，并利用稳定分析对桥梁稳定及安全系数进行计算，从而对桥梁结构的整体稳定性进行综合评估，结合其评估结果制定具有针对性的解决方案。

（三）线性控制措施

在桥梁施工建设中，桥梁的弯曲变形是最为常见的质量风险。结合实际施工情况而言，造成桥梁挠曲形变的因素诸多。由于多种因素的共同作用，造成桥梁结构在原有位置上产生一定程度的偏离，导致桥梁无法正常合拢，或在桥梁施工结束后，其永久线性无法满足桥梁设计要求。

对于桥梁的挠曲形变问题而言，应在大跨径连续桥梁施工中格外重视。严格遵循大跨径连续桥梁的各项施工要求，从测量识别到修正预告，完善施工各个环节。其次，在循环施工过程中，应对主梁标高及其应力进行控制，通过数据信息的采集与整理，为资料分析制定仿真模拟系统对其进行统一分析处理，同时制定下一施工阶段的各项参数。同时，利用高精密的设备仪器等进行数据核算，建立其网上的桥梁线性监控系统。通过对桥梁施工进行全方位的实时监测，结合优化的算法，及时调整线形施工中的各项数据误差。

（四）安全控制措施

在桥梁的施工建设过程中，各项施工风险因素不在少数，为施工质量及安全带来了巨大隐患。加之我国安全生产管理意识相对滞后，桥梁安全事故屡见不鲜。为了有效控制桥梁的施工质量及安全，将安全事故防患于未然，在施工中应加强安全控制力度。在大跨径连续桥梁施工中，应结合有关安全条例及制度，对每一道工序进行安全管理与控制，提高桥梁项目施工的安全控制水平，从而减少事故的发生几率。

四、案例分析

某项目大桥全长618m，起于K21+741.00，止于K22+359.00。主桥上部结构为设计为三跨105+200+105m连续刚构，为三向预应力混凝土结构，主梁为分幅式单箱单室截面。箱梁从跨中至根部，箱高以1.8次二次抛物线变化。

图1某项目大桥立面图

（一）承台施工

承台施工从基坑挖掘环节入手，根据实测地面标高计算结果放出基坑开挖边线。基坑开挖完成后对平面位置、尺寸、底标高的检查，确定立模边线，验收合格后方可进行下一道工序。根据承台高度分两层浇筑，为保证钢筋安装质量及施工安全，在钢筋与模板之间设置垫块，垫块与钢筋扎紧，并互相错开。钢筋安装时使用特制的劲性骨架支撑，支架支撑在下层钢筋上，不得直接支设在模板上，安装好的钢筋有足够的刚度和稳定性，使钢筋位置在灌注混凝土时不致变动。

利用混凝土灌注桩的方式进行基础处理，构建了深水承台结构。承台模板除圆角处采用厚度为10mm的竹胶板外，其余位置均使用钢模板。模板接缝采用密封海绵条，模板拼装前刷脱模剂，模板安装要求接缝紧密不漏浆。模板安装完毕后，对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行检查，验收合格后，方能浇筑混凝土。

（二）墩柱施工

墩柱钢筋在钢筋加工厂制作成型，然后运到工地现场安装，焊接采用单面焊接。安装钢筋前，先安装劲性骨架，确保钢筋安装时稳定、安全、可靠。钢筋连接时，保证任一绑扎接头到搭接长度1.3倍区段内，有接头的受力钢筋截面面积占受力钢筋总截面面积不超过50%。

根据墩柱的高度，制作每节钢模板的高度为1.5m，可方便操作，确保墩柱外表美观。精确放样墩柱的外框尺寸线即模板安装线，并用墨线标示，按墨线焊接模板定位钢筋，通常焊4根，以保证模板定位精确。墩柱采用混凝土泵通过泵管泵送混凝土，至工作面。墩身立支撑架，固定在以浇筑的墩身上。下料时用导管或串筒将混凝土卸落到墩柱底部，导管或串筒与混凝土面高差控制在2m左右。

墩柱混凝土浇筑30cm厚时，需用φ50插入式振动棒振实。振动棒与模板应保持5～10cm距离；每一处振捣完成后应边振动边慢慢的提出振动棒。墩柱混凝土浇筑完毕，在收浆之后以及拆除模板后，应及时用塑料薄膜包起来养护，保持混凝土表面的湿度，养护时间控制在七天左右。

（三）连续钢构施工

根据主桥连续钢构特性，结合现场施工条件，本桥连续钢构1～28#（28／#）块悬浇段采用菱形挂篮施工。挂篮悬浇法施工：在已浇筑的0#块上拼装并验收挂篮，之后进行挂篮预压试验，合格后方可投入使用。在主梁悬浇中，各节段施工步骤相似，其工序循环基本相同，其步骤为：上节段混凝土养生→梁体混凝土强度达90%以上，张拉纵向预应力束，孔道压浆→脱内模→走道梁接长段紧固→安装内外滑梁走形吊环吊带，侧模支架落于外滑梁上，脱底模，底模平台临时吊挂于侧模支架或直接吊挂在外滑梁上→解除挂篮底模后吊带、内外滑梁后吊带及后锚固，挂篮主桁、内外滑梁带着侧模、底模一次同步走行到位→安装后锚固→安装挂篮底模平台后吊挂，底模平台就位→安装外滑梁后吊带，外模支架安装→底板、腹板钢筋、预应力筋（孔道）及预埋件安装→挂篮内模及支架倒运、安装，安装内滑梁后吊带→顶板钢筋、预应力筋（孔道）及预埋件安装→检查挂篮结构，后吊带预紧、前吊挂预抬并测量定位→混凝土浇筑→重复下节段施工。

1、挂篮施工

（1）挂篮的选型依据

挂篮的选型主要从以下几个方面综合考虑：a、依据设计，要求挂篮轻便合理、施工方便；b、挂篮自重按照80～100t控制，合拢吊篮按照40t控制；c、对称平衡施工，一次浇筑成型；d、依上述特点采用菱形轻型挂篮，单只挂篮总重55吨（施工荷载、内模及内模支架未计），适应混凝土梁块最大重量240吨。灌注混凝土及空载行走时抗倾覆系数：K≥2.0。

（2）挂篮的构造

A、挂篮主桁架构造

菱形挂篮主桁结构承受悬臂浇筑施工过程中的全部荷载，其结构采用槽钢和钢板组合成钢箱，各桁节点均为钢节点。两片菱形构架之间设横向连接系和水平连接系，保证施工及行走稳定性，其连接方式为铰接。

挂篮主桁架立面示意图

B、平衡及后锚固系统

后锚固系统是通过主桁架平衡施工过程中全部倾覆弯矩，由后勾板、垫梁和后锚分配梁通过精轧螺纹钢锚固于已浇筑的箱梁节段上。后锚固钢筋工作前要进行预拉，预拉15t确保无异常后方可用于锚固。

后锚固系统的布置形式图

C、挂篮吊挂系统

吊挂系统是利用吊带通过框梁将底模平台、侧模、内模悬吊于待施工节段的装置，分为底模平台吊挂系统、外侧模和内顶模吊挂系统。

吊挂系统整体示意图

D、模板系统

挂篮的模板系统主要分为底模系统、侧模系统和内模系统。底模系统由前下横梁、后下横梁、纵梁和底模构成，底模采用大块钢模，底模安装于底模纵梁之上，形成底模平台。侧模系统：侧模采用整体桁架钢模，以保证其在施工过程中有足够的刚度、强度、稳定性。为避免侧模在浇筑混凝土过程中发生侧向位移，在底模平台两侧各设置一根限位纵梁将其固定限位。内模系统：内模采用钢模板，使用槽钢作为背带，通过调节丝杆调整宽度。端头模采用钢模制作而成，保证所浇筑块件的结构尺寸，方便施工并可重复倒用。压舱板钢模结构，依施工温度、混凝土性能等具体施工因素备用，内模和外侧模间采用高强对拉杆固定。

E、走行系统

挂篮走行系统包括走道梁、后勾板、前滑板和走行顶座等。走道梁为双拼工字钢组合结构，通过预埋在腹板墩顶处的φ32精轧螺纹钢予以固定。挂篮行走前一定要仔细检查轨道锚固情况，确认锚固稳定，才能开始行走挂篮。挂篮行走要求两片主桁必须同步，走行速度不大于10m/h，在接近梁段1.0m处应减速。挂篮行走应选择无风或微风时进行。两只挂篮行走应对称、同步进行。松开后锚固后，用千斤顶下放后下横梁5～10cm，收紧两外滑梁与后下横梁的10t手拉葫芦，保证底模、侧模已经完全脱离。然后用10t手拉葫芦（或走行千斤顶）一端固定于后勾板上，一端固定在走行顶座上，牵引至待施工节段。

（下转第111页）2、挂篮加载

挂篮加载试验由监测单位配合施工单位进行，旨在测试挂篮的弹性变形和非弹性变形，检验挂篮结构的强度和刚度是否满足设计要求。保证安全的同时，为悬臂浇筑施工高程控制提供参数。

3、节段施工

在挂篮安装验收完成后，即可进行节段施工。进行钢筋施工，钢筋绑扎必须牢固，要有足够的刚度以保证腹板，横隔墙绑扎完毕后，能自身支撑不变形。其次，进行混凝土施工，混凝土由拌合站统一拌制，先底板，再灌注腹板，最后灌注顶板。悬臂施工的两个对称节段应对称灌注，悬浇时，在墩顶布设三通管道，对称均匀地向两侧待浇段送料。每个节段混凝土浇筑按斜向分段、水平分层连续浇筑。混凝土浇筑后，采用洒水养护法养护，混凝土浇筑完毕后，应静置1-2小时，先用土工布覆盖顶面，然后浇水，养护期始终保持混凝土充分湿润。最后，是预应力施工环节，根据设计要求，混凝土强度达到设计强度90%以上，且龄期不小于7天方可张拉竖向、纵向预应力钢束，张拉顺序为纵向、横向、竖向。张拉完成后，应立即进行压浆并封锚，完成桥梁的连续钢构施工。

4、合拢梁段的施工

合拢段施工采用先边跨后中跨的方法。挂篮施工完成28#悬浇梁后，调整挂篮尺寸并进行合拢段的施工。主桥刚构连续T梁双幅共有4个边跨和2个中跨合拢段，合拢段长度均为2m，单个合拢段的混凝土理论方量为27.2m3。合拢顺序按先边跨、后中跨的施工顺序。合拢温度控制在15～20℃，劲性骨架合拢温度不大于20℃。混凝土浇筑应在一天中气温最低时边跨合龙段利用挂篮进行合龙段施工，待边跨现浇段及挂篮悬浇段28#块施工完成后，移动挂篮到边跨合龙段就位（中跨及边跨可同时移动挂篮相同的距离），然后绑扎钢筋、安装预应力管道，之后浇筑合龙段混凝土。

在该项目大桥的建设过程中，大桥引桥上部构造为简支T梁，配合桩柱式桥台设计，有效推进了整体桥梁施工的效果，极大程度上优化了施工质量。施工前期各项数据的分析与整合，确保桥梁整体结构的稳定，预应力的应用，有效提高了桥梁结构的使用安全，优化其耐久性能。

总结：

综上所述，随着我国社会的不断进步与发展，桥梁工程项目建设越来越常见，桥梁数量的逐渐增多，带动其施工难度的成倍增长。大跨径连续桥梁施工技术已经成为目前桥梁施工中最广泛的技术之一，文章从施工特点与施工工艺等多方面对连续刚结构大桥的施工加以分析，并结合某项目大桥，对其承台施工以及连续钢结构施工环节进行细致分析，以此来实现钢结构桥梁建设技术的实际应用，推动我国桥梁建设行业不断进步与发展。

参考文献：

[1]潘泽泉.桥梁施工中大跨径连续桥梁施工及质量控制[J/OL].交通世界,2018(16):88-89[2018-08-20].

[2]梁杰.桥梁施工中大跨径连续箱梁拼接技术的应用分析[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2018(03):157-158.

[3]高文龙.桥梁施工中大跨径连续刚构线性及控制方法[J].交通世界,2018(Z2):134-135.

[4]余永红.大跨径连续桥梁施工技术探析[J].交通世界,2018(Z2):124-125.