大跨度连续刚构拱桥上部结构施工方案
大跨度空腹式连续刚构桥设计理论与方法
桥梁建设㊀２０２０年第５０卷第１期(总第２６１期)ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬＶｏｌ.５０ꎬＮｏ.１ꎬ２０２０(ＴｏｔａｌｌｙＮｏ.２６１)文章编号:１００３－４７２２(２０２０)０１－００７４－０６大跨度空腹式连续刚构桥设计理论与方法彭元诚(中交第二公路勘察设计研究院有限公司ꎬ湖北武汉４３００５６)摘㊀要:为寻求常规连续刚构桥适用跨径和斜拉桥适用跨径之间的合理㊁经济桥型ꎬ在常规连续刚构桥的基础上结合拱桥的力学特点提出空腹式连续刚构桥型ꎮ该桥型在常规连续刚构桥的形式上加大箱梁根部高度ꎬ并对箱梁根部的腹板进行挖空ꎬ减轻自重ꎬ形成梁－拱组合力学效应ꎬ从而提高结构承载效率ꎬ增强桥梁跨越能力ꎮ空腹式连续刚构桥可布置为单主跨㊁多主跨以及单Ｔ的形式ꎬ也可与常规连续刚构组合ꎬ桥墩可采用双肢薄壁墩或箱形柱式墩ꎮ采用正交试验法对该桥型关键结构参数进行研究ꎬ并根据实际工程对总体结构参数取值提出建议ꎮ该桥型采用平衡悬臂方法施工ꎬ工程造价指标㊁运营维护技术要求及费用与常规连续刚构桥相当ꎬ适用跨径在２００~４００ｍꎬ可望填补常规连续刚构桥适用跨径和斜拉桥适用跨径之间的空白ꎮ关键词:空腹式连续刚构桥ꎻ梁－拱组合效应ꎻ总体布置ꎻ结构参数ꎻ正交试验法ꎻ结构设计ꎻ施工方法中图分类号:Ｕ４４８.２３ꎻＵ４４２.５文献标志码:Ａ收稿日期:２０１９－０７－０１作者简介:彭元诚ꎬ教授级高工ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｐｅｎｇｙｃ＠ｖｉｐ.１６３.ｃｏｍꎮ研究方向:桥梁结构设计ꎮＤｅｓｉｇｎＴｈｅｏｒｉｅｓａｎｄＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＬｏｎｇ￣ＳｐａｎＯｐｅｎ￣ＷｅｂＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｉｇｉｄ￣ＦｒａｍｅＢｒｉｄｇｅＰＥＮＧＹｕａｎ￣ｃｈｅｎｇ(ＣＣＣＣＳｅｃｏｎｄＨｉｇｈｗａｙＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＷｕｈａｎ４３００５６ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｏｆｉｎｄａｒａｔｉｏｎａｌａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｂｒｉｄｇｅｔｙｐｅｔｈａｔｈａｓｔｈｅｓｐａｎｎｉｎｇａｂｉｌｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｉｇｉｄ￣ｆｒａｍｅｂｒｉｄｇｅａｎｄｃａｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅꎬｔｈｅｏｐｅｎ￣ｗｅｂｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｉｇｉｄ￣ｆｒａｍｅｂｒｉｄｇｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄꎬｗｈｉｃｈａｂｓｏｒｂｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｉｇｉｄ￣ｆｒａｍｅｂｒｉｄｇｅａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆａｒｃｈｂｒｉｄｇｅ.Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｏｎ￣ｔｉｎｕｏｕｓｒｉｇｉｄｆｒａｍｅｂｒｉｄｇｅꎬｔｈｅｄｅｐｔｈｏｆｔｈｅｂｏｘｇｉｒｄｅｒａｔｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔａｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄꎬａｎｄｔｈｅｗｅｂｓｔｈｅｒｅａｒｅｈｏｌｌｏｗｅｄｏｕｔｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｓｅｌｆｗｅｉｇｈｔｏｆｔｈｅｂｏｘｇｉｒｄｅｒꎬｔｈｕｓｔｏｇｅｎｅｒａｔｅａｇｉｒｄｅｒ￣ａｒｃｈｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃｌｏａｄ￣ｂｅａｒ￣ｉｎｇｅｆｆｅｃｔꎬａｎｄａｓａｒｅｓｕｌｔꎬｔｈｅｌｏａｄｂｅａｒｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄａｎｄｔｈｅｓｐａｎｎｉｎｇａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｉｓｅｎｈａｎｃｅｄ.Ｔｈｅｏｐｅｎ￣ｗｅｂｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｉｇｉｄ￣ｆｒａｍｅｂｒｉｄｇｅｃａｎｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅａｓｉｎｇｌｅｍａｉｎｓｐａｎｏｒｍｕｌｔｉｐｌｅｍａｉｎｓｐａｎｓꎬａｄｏｐｔｔｈｅｓｉｎｇｌｅＴ￣ｓｈａｐｅｄｍａｉｎｇｉｒｄｅｒａｎｄｍｅｒｇｅｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｉｇｉｄ￣ｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ.Ｔｈｅｔｈｉｎ￣ｗａｌｌｅｄｐｉｅｒｓｏｒｔｈｅｂｏｘ￣ｓｅｃｔｉｏｎｃｏｌｕｍｎｐｉｅｒｓａｒｅａｌｌａｐｐｌｉｃａｂｌｅ.Ｔｈｅｏｒｔｈｏｇ￣ｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｋｅｙｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｏｆｓｕｃｈｔｙｐｅꎬａｎｄｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｂｒｉｄｇｅａｒｅｇｉｖｅｎｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｓ.Ｔｈｉｓｔｙｐｅｏｆｂｒｉｄｇｅｃａｎｂｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｔｈｅｂａｌａｎｃｅｄｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｍｅｔｈｏｄꎬｗｉｔｈｔｈｅｉｎｄｅｘｅｓｏｆｃｏｓｔｓꎬｔｅｃｈｎｉｃａｌｄｅｍａｎｄｓｆｏｒｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｎｄｆｅｅｓａｒｅａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｔｏｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｉｇｉｄ￣ｆｒａｍｅｂｒｉｄｇｅ.Ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｓｐａｎｎｉｎｇｌｅｎｇｔｈｓｆｏｒｔｈｅｏｐｅｎ￣ｗｅｂｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｉｇｉｄ￣ｆｒａｍｅｂｒｉｄｇｅａｒｅｗｉｔｈｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ２００ｔｏ４００ｍꎬｗｈｉｃｈｉｓｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｂｅａｎｏｐｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｉｇｉｄ￣ｆｒａｍｅｂｒｉｄｇｅａｎｄｔｈｅｃａｂｌｅ￣ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｏｐｅｎ￣ｗｅｂｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｉｇｉｄ￣ｆｒａｍｅｂｒｉｄｇｅꎻｇｉｒｄｅｒ￣ａｒｃｈｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃｅｆｆｅｃｔꎻｇｅｎｅｒａｌｌａｙｏｕｔꎻ４７大跨度空腹式连续刚构桥设计理论与方法㊀㊀彭元诚ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒꎻｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄꎻｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎꎻｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ１㊀引㊀言连续刚构桥具有结构受力性能较好㊁能适应一定的平面线形变化㊁行车平顺舒适㊁后期养护工作量较小的特点[１]ꎮ该类桥梁采用悬臂法施工ꎬ对机具㊁场地及运输条件的要求低ꎬ对于山高坡陡㊁施工场地狭窄的山区ꎬ具有很强的适应性ꎬ因而在我国西部山区交通建设中获得大量应用ꎬ成为我国山区大型桥梁的首选方案ꎮ截止目前ꎬ我国己建成的连续刚构桥主跨超过２００ｍ的已达８０余座ꎬ主跨小于２００ｍ的更是不胜枚举ꎮ但连续刚构桥跨越能力有限ꎬ材料利用率较低ꎬ跨径大于２００ｍ时ꎬ工程经济性急剧恶化ꎻ结构承载效率较低ꎬ跨径大于２００ｍ时ꎬ易出现开裂㊁下挠问题ꎬ技术风险增大ꎬ结构的安全性和耐久性劣化ꎻ上部结构重量大ꎬ导致桥墩㊁基础受力大ꎬ抗震性能较差ꎮ受制于其固有的力学特点㊁混凝土材料水平㊁施工技术与质量等因素ꎬ连续刚构桥跨越能力的发展比较缓慢ꎬ甚至因为某些大跨径桥梁出现跨中下挠㊁箱梁开裂等问题而限制跨径[２￣６]ꎮ目前ꎬ我国业内一般限制连续刚构桥跨径不超过２００ｍꎬ部分山区省份限制跨径不超过２２０ｍꎮ受山区公路路线总体和地形㊁地质条件限制ꎬ山区桥梁跨径被迫选择在２００~４００ｍꎬ而地形㊁地质条件不适于拱桥设置时ꎬ多采用非经济跨径的斜拉桥ꎬ甚至悬索桥ꎮ在此背景下ꎬ一种能填补２００~４００ｍ经济跨径的桥型成为桥梁建设的迫切需要ꎮ为此在常规连续刚构的基础上结合拱桥的力学特点提出空腹式连续刚构新桥型ꎮ２㊀结构体系空腹式连续刚构桥ꎬ亦称拱梁组合式连续刚构桥ꎬ是在常规连续刚构桥形式上将箱梁根部的腹板挖空ꎬ通过确定合理的根部高度㊁空腹区长度㊁上弦梁段高度和下弦梁段高度ꎬ形成下弦下缘与实腹梁段下缘曲线连续㊁平顺变化的空腹区ꎮ空腹式刚构桥的下弦㊁上弦与主墩相连接组成三角区ꎬ下弦主要起承压作用ꎬ可以充分发挥混凝土承压能力强的优势ꎬ同时减小实腹梁段的结构长度ꎬ优化结构受力ꎬ从而提高跨越能力ꎮ根据研究ꎬ空腹式连续刚构桥的经济适用跨径为２００~４００ｍꎬ可望填补常规预应力混凝土连续刚构桥(适用跨径<２２０ｍ)和大跨径斜拉桥(适用跨径>３５０ｍ)之间的空白ꎮ空腹式连续刚构桥结构主要包括墩柱(双肢或单柱式)㊁根部挖空区域的下弦和上弦以及常规实腹梁段㊁合龙段等ꎬ见图１ꎮ图１㊀空腹式连续刚构桥结构组成Ｆｉｇ.１ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＯｐｅｎ￣ＷｅｂＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｉｇｉｄ￣ＦｒａｍｅＢｒｉｄｇｅ空腹式连续刚构桥ꎬ其总体结构特性仍然为预应力混凝土梁式桥ꎬ保留了预应力混凝土连续梁桥悬臂施工便捷㊁行车平顺㊁适应路线线形变化能力强㊁建养技术较成熟等特点ꎬ并大大提高了混凝土梁桥的跨越能力ꎮ与传统的连续刚构桥相比ꎬ空腹式连续刚构桥的结构体系具有以下特点: (１)挖空三角区的下弦受压为主ꎬ为拱的受力特征ꎻ上弦受拉为主ꎬ可以平衡下弦压力ꎻ主墩两侧的挖空三角区对称ꎬ两侧下弦压力和上弦拉力基本相互抵消ꎬ形成自平衡的受力体系ꎮ(２)承受巨大负弯矩的桥墩根部区段ꎬ改梁式截面受力模式为挖空三角区框架受力模式ꎬ提高了桥墩根部区段的结构承载效率ꎮ(３)挖空三角区ꎬ减小了跨中实腹梁段的长度ꎬ减少了跨中梁段的受力和挠度ꎮ(４)下弦的设置ꎬ减小了墩柱高度ꎬ提高了高墩的稳定和受力性能ꎮ(５)根部区域挖空ꎬ减小了结构自重ꎬ降低了下部构造与基础工程规模ꎬ提高了结构抗震能力[７]ꎮ空腹式连续刚构桥结构体系相对复杂㊁关键节点较多㊁构造设计难度较大㊁上下弦施工工序较多㊁施工难度相对较大ꎬ在设计验算㊁预应力配置㊁构造设计及施工组织与施工控制等环节需要给予充分的重视ꎮ３㊀总体布置空腹式连续刚构桥ꎬ可布置为单主跨㊁多主跨以及单Ｔ的形式ꎬ桥墩可采用双肢薄壁墩或箱形柱式墩ꎬ其桥跨布置见图２㊁图３ꎮ㊀㊀空腹式连续刚构桥ꎬ也可与常规连续刚构组合形成大㊁小跨的布置形式ꎬ从而增强适应地形的能力ꎬ见图４ꎮ５７桥梁建设㊀ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ２０２０ꎬ５０(１)图２㊀双肢薄壁墩空腹式连续刚构桥桥跨布置Ｆｉｇ.２ＳｐａｎＡｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆＯｐｅｎ￣ＷｅｂＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｉｇｉｄ￣ＦｒａｍｅＢｒｉｄｇｅｗｉｔｈＰｉｅｒｓＣｏｎｓｉｓｔｉｎｇｏｆＴｗｏＴｈｉｎ￣ＷａｌｌｅｄＬｅｇｓ图３㊀单柱式墩空腹式连续刚构桥桥跨布置Ｆｉｇ.３ＳｐａｎＡｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆＯｐｅｎ￣ＷｅｂＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｉｇｉｄ￣ＦｒａｍｅＢｒｉｄｇｅｗｉｔｈＭｏｎｏ￣ｃｏｌｕｍｎｅｄＰｉｅｒｓ图４㊀多主跨空腹式与常规连续刚构组合布置Ｆｉｇ.４ＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆＣｏｍｂｉｎｅｄＯｐｅｎ￣ＷｅｂａｎｄＣｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｉｇｉｄ￣ＦｒａｍｅｗｉｔｈＭｕｌｔｉｐｌｅＭａｉｎＳｐａｎｓ与常规连续刚构桥一样ꎬ空腹式连续刚构桥的桥墩与上部结构固结ꎬ不需要设置大型支座ꎬ桥墩承受上部结构传递的轴力㊁弯矩以及由于预加力㊁混凝土收缩徐变和温度变化所引起的梁体纵向位移ꎮ桥墩底部所承受的由上构梁体纵向位移产生的剪力随着墩高的增加和墩身刚度的减小而减小ꎬ因此ꎬ布置桥跨时ꎬ应选择适当的墩柱高度和墩身截面尺寸ꎬ根据工程经验ꎬ采用双肢薄壁墩的情况下ꎬ墩柱高度不宜小于其与上构梁体整体均匀升降温的纵向位移零点之间距离的１/５~１/４ꎮ空腹式连续刚构桥的桥跨布置与墩柱高度见图５ꎬ双肢薄壁墩的建议高度可表示为下式:Ｈｉȡ(１/５~１/４)Ｌｉꎬｉ＝１ꎬ２ꎬ３ꎬ ꎬｎ(１)式中ꎬＨｉ为墩柱高度ꎻＬｉ为墩柱与上构梁体纵向温度位移零点之间的距离ꎬ上构梁体纵向温度位移零点按桥墩的纵向抗推刚度ꎬ采用集成刚度法计算ꎮ图５㊀空腹式连续刚构桥桥跨布置与墩柱高度Ｆｉｇ.５ＳｐａｎＡｒｒａｎｇｅｍｅｎｔａｎｄＰｉｅｒＨｅｉｇｈｔｓｏｆＯｐｅｎ￣ＷｅｂＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｉｇｉｄ￣ＦｒａｍｅＢｒｉｄｇｅ空腹式连续刚构桥中ꎬ桥墩除承受上部结构传递的轴力㊁弯矩以及由预加力㊁混凝土收缩徐变和温度变化等所引起的内力外ꎬ车辆制动力㊁上部结构地震力等亦将产生较大的效应ꎬ且向墩高较小㊁纵向抗推刚度较大的桥墩集中ꎬ因此ꎬ连续刚构体系中的桥墩高度ꎬ或者更准确地说ꎬ桥墩纵向抗推刚度的差异不宜过大ꎬ桥墩高度及其截面形式和尺寸的选择ꎬ要力求各墩及其基础的受力较为均匀ꎬ必要时ꎬ在高度较大的双肢之间设置纵向系联(图５)ꎬ可有效调整桥墩纵向抗推刚度ꎬ从而调整上部结构传递到桥墩６７大跨度空腹式连续刚构桥设计理论与方法㊀㊀彭元诚的内力的分配ꎮ４㊀结构参数分析空腹式连续刚构桥的结构特点可以发现ꎬ主跨跨径Ｌ㊁空腹段下弦梁底与实腹段梁底曲线β㊁梁体根部总高度Ｈ㊁下弦梁高ｈ１㊁上弦梁高ｈ２㊁跨中梁高ｈ等为该桥型结构的关键参数(图６)ꎬ对结构受力的合理性㊁安全性和经济性都有重大影响ꎮ图６㊀空腹式连续刚构桥的关键结构参数Ｆｉｇ.６ＫｅｙＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＯｐｅｎ￣ＷｅｂＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｉｇｉｄ￣ＦｒａｍｅＢｒｉｄｇｅ对上述关键参数进行研究的主要方法有拓扑优化和正交试验法ꎮ由于混凝土结构中的预应力㊁钢筋㊁混凝土以及设计验算的复杂性ꎬ难以精确定义拓扑优化的可行解的约束ꎬ因此拓扑优化适宜在概念层次进行验证ꎮ正交试验法可以结合结构的试设计ꎬ以建筑安装费用为优化对象ꎬ较好地研究上述关键参数的合理取值的规律ꎬ故结合贵州六盘水至盘县高速公路北盘江大桥ꎬ以主跨２９０ｍ空腹式连续刚构桥为研究对象ꎬ对梁体根部总高度㊁梁底曲线幂次㊁下弦梁高取不同值的８种组合(表１)进行试设计ꎮ㊀㊀通过正交分析ꎬ梁底曲线幂次和下弦梁高对桥梁建筑安装费用的影响显著ꎬ梁底曲线幂次的影响表１㊀主跨２９０ｍ空腹式连续刚构桥结构参数试设计Ｔａｂ.１ＴｒｉａｌＤｅｓｉｇｎｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＰａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒＯｐｅｎ￣ＷｅｂＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｉｇｉｄ￣ＦｒａｍｅＢｒｉｄｇｅｗｉｔｈＭａｉｎＳｐａｎｏｆ２９０ｍ参数组合梁体根部总高度梁底曲线幂次下弦梁高１Ｌ/６２Ｌ/３０２Ｌ/６２.７５Ｌ/４０３Ｌ/６３.５Ｌ/５０４Ｌ/８２Ｌ/４０５Ｌ/８２.７５Ｌ/５０６Ｌ/８３.５Ｌ/３０７Ｌ/１０２Ｌ/５０８Ｌ/１０２.７５Ｌ/３０９Ｌ/１０３.５Ｌ/４０最为显著ꎮ参数组合５的建安费最少ꎬ以其参数作为最优参考ꎬ取梁体根部总高度为Ｌ/８㊁梁底曲线幂次为２.７５㊁下弦梁高为Ｌ/５０ꎮ根据贵州六盘水至盘县高速公路北盘江大桥(主跨２９０ｍ)和湖北云南庄特大桥(主跨２８０ｍ)的施工图设计与计算分析ꎬ建议空腹式连续刚构桥的总体结构参数取值如下:(１)空腹段下弦梁底与实腹段梁底宜按一致的幂次曲线变化ꎬ梁底曲线幂次β的取值范围为２.５~３.０ꎮ(２)空腹段下弦梁底与桥墩的相交点至墩顶桥面的距离ꎬ即梁体根部总高度Ｈꎬ宜取主跨跨径或名义主跨跨径的１/９~１/７ꎮ(３)空腹段下弦可采用等高度梁ꎬ梁高宜取主跨跨径或名义主跨跨径的１/５０~１/４０ꎮ(４)空腹段上弦梁高应综合考虑上弦结构受力及纵向预应力布置的需要ꎬ宜取空腹段上弦长度的１/１５~１/１０ꎮ(５)主跨跨中梁高宜取主跨跨径或名义主跨跨径的１/７０~１/５０ꎮ５㊀总体施工方法空腹式连续刚构桥上部结构的总体施工方法是先进行空腹区的施工ꎬ完成上㊁下弦汇合后ꎬ转入常规实腹梁段的挂篮对称浇筑ꎬ直至合龙ꎬ最终完成上部结构施工ꎮ该类桥梁的施工方法总体上与常规连续刚构桥类似ꎬ区别在于空腹区的实施ꎮ空腹区结构一般处于高墩之上ꎬ难以采用支架施工ꎬ其施工方法有一定的特殊性ꎬ对施工设备要求较高ꎬ施工过程中的受力㊁变形控制均需高度关注ꎮ在成桥及后期运营阶段ꎬ空腹区的下弦梁段主要为承压和抗剪构件ꎬ较少布置相应的纵向预应力ꎻ上弦梁段虽为预应力构件ꎬ但其截面尺寸及抗弯刚度均较下弦梁段小ꎮ施工过程中上㊁下弦结构均无法独立承受长悬臂的挂篮施工荷载ꎬ需采用临时支撑或扣索等辅助手段完成挂篮悬浇施工ꎮ根据空腹式连续刚构桥的结构特点ꎬ目前可采用的施工方法主要有４种:双层挂篮双层扣挂施工法[８]㊁下弦扣挂结合上弦支架梁段现浇法㊁下弦扣挂结合支架支撑的上弦挂篮悬浇法㊁下弦扣挂结合上弦支架整体现浇法ꎬ见图７ꎮ４种方法各有特点ꎬ设计与施工要结合跨度规模㊁结构特点㊁施工机具㊁工期安排等因素综合比较ꎬ合理选择ꎮ６㊀工程实施情况空腹式连续刚构桥的首个实施工程是贵州六盘７７桥梁建设㊀ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ２０２０ꎬ５０(１)图７㊀空腹式连续刚构桥总体施工方法Ｆｉｇ.７ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＯｐｅｎ￣ＷｅｂＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｉｇｉｄ￣ＦｒａｍｅＢｒｉｄｇｅ水至盘县高速公路北盘江大桥ꎬ其主桥跨径布置为(８２.５＋２２０＋２９０＋２２０＋８２.５)ｍꎬ主跨采用预应力混凝土空腹式连续刚构ꎬ边跨采用预应力混凝土Ｔ梁ꎮ主桥桥型立面布置见图８ꎮ图８㊀北盘江大桥主桥桥型立面布置Ｆｉｇ.８ＥｌｅｖａｔｉｏｎＶｉｅｗｏｆＭａｉｎＢｒｉｄｇｅｏｆＢｅｉｐａｎｊｉａｎｇＢｒｉｄｇｅ该桥于２０１３年８月建成通车ꎮ从已经完成的数次箱梁线形㊁挠度检测情况看ꎬ结构运营期状况良好ꎮ目前在建的空腹式连续刚构桥有贵州贵阳至黄平高速公路甘溪大桥㊁重庆礼嘉嘉陵江大桥㊁湖北鹤峰云南庄大桥等ꎬ空腹式连续刚构桥型的设计理念受到业内的广泛关注ꎮ７㊀结㊀语空腹式连续刚构桥为桥梁设计人员从工程出发提出的一种新型桥梁结构ꎬ特别适用于山区高墩大跨度桥梁ꎬ初步研究表明ꎬ其经济适用跨径在２００~４００ｍꎻ该桥型采用平衡悬臂方法施工ꎬ工程造价指标㊁运营维护技术要求及费用及常规连续刚构桥相当ꎬ可望填补常规预应力混凝土连续刚构桥(适用跨径<２２０ｍ)和大跨径斜拉桥(适用跨径>３５０ｍ)之间的空白ꎮ但该桥型结构的工程实践处于起步阶段ꎬ要促进该桥型结构技术的推广应用ꎬ丰富桥梁建设的选型ꎬ需要桥梁科研㊁设计㊁施工㊁管理各方通力合作ꎬ深入研究该桥型的关键性结构构造[９￣１０]㊁完善结构体系㊁研究适应性施工方法和质量管控方法ꎬ共同推动这种新型桥梁结构的健康发展ꎮ参考文献(Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ):[１]㊀ＷａｎｇＨꎬＸｉｅＣꎬＬｉｕＤꎬｅｔａｌ.ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＲｉｇｉｄ￣ＦｒａｍｅＢｒｉｄｇｅｓｉｎＣｈｉｎａ[Ｊ].ＰｒａｃｔｉｃｅＰｅ￣ｒｉｏｄｉｃａｌｏｎＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎａｎｄＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２０１９ꎬ２４(２):０５０１９００２￣１－０５０１９００２￣１０.[２]㊀ＴａｎｇＭＣ.ＳｅｇｍｅｎｔａｌＢｒｉｄｇｅｓｉｎＣｈｏｎｇｑｉｎｇꎬＣｈｉｎａ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｒｉｄｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１５ꎬ２０(８):Ｂ４０１５００１￣１－Ｂ４０１５００１￣１０.[３]㊀ＨｕａｎｇＨꎬＨｕａｎｇＳＳꎬＰｉｌａｋｏｕｔａｓＫ.ＭｏｄｅｌｉｎｇｆｏｒＡｓ￣ｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＬｏｎｇ￣ＴｅｒｍＢｅｈａｖｉｏｒｏｆＰｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＢｏｘ￣ＧｉｒｄｅｒＢｒｉｄｇｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｒｉｄｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１８ꎬ２３(３):０４０１８００２￣１－０４０１８００２￣１５.[４]㊀ＧｕｏＴꎬＣｈｅｎＺＨ.ＤｅｆｌｅｃｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｏｆＬｏｎｇ￣ＳｐａｎＰＳＣＢｏｘ￣ＧｉｒｄｅｒＢｒｉｄｇｅＢａｓｅｄｏｎＦｉｅｌｄＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄＰｒｏｂａ￣ｂｉｌｉｓｔｉｃＦＥＡ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＣｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄＦａｃｉｌｉｔｉｅｓꎬ２０１６ꎬ３０(６):０４０１６０５３￣１－０４０１６０５３￣１０.[５]㊀ＧｕｏＴꎬＣｈｅｎＺꎬＬｉｕＴꎬｅｔａｌ.Ｔｉｍｅ￣ＤｅｐｅｎｄｅｎｔＲｅｌｉａｂｉｌｉ￣ｔｙｏｆＳｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄＰＳＣＢｏｘ￣ＧｉｒｄｅｒＢｒｉｄｇｅＵｓｉｎｇＰｈａｓｅｄａｎｄＩｎｃｒｅｍｅｎｔａｌＳｔａｔｉｃＡｎａｌｙｓｅｓ[Ｊ].ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｔｒｕｃ￣ｔｕｒｅｓꎬ２０１６ꎬ１１７:３５８－３７１.[６]㊀马振栋ꎬ刘安双.控制大跨连续刚构桥梁过度下挠的技术措施[Ｊ].桥梁建设ꎬ２０１５ꎬ４５(２):７１－７６.(ＭＡＺｈｅｎ￣ｄｏｎｇꎬＬＩＵＡｎ￣ｓｈｕａｎｇ.ＴｅｃｈｎｉｃａｌＭｅａｓｕｒｅｓｆｏｒＣｏｎｔｒｏｌｏｆＥｘｃｅｓｓｉｖｅＤｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆＧｉｒｄｅｒｓｏｆＬｏｎｇＳｐａｎＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｉｇｉｄ￣ＦｒａｍｅＢｒｉｄｇｅｓ[Ｊ].ＢｒｉｄｇｅＣｏｎ￣ｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬ２０１５ꎬ４５(２):７１－７６.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[７]㊀房慧明ꎬ龙晓鸿ꎬ樊㊀剑ꎬ等.空腹式连续刚构桥抗震性能评价[Ｊ].武汉理工大学学报ꎬ２０１３ꎬ３５(７):８９－９３.(ＦＡＮＧＨｕｉ￣ｍｉｎｇꎬＬＯＮＧＸｉａｏ￣ｈｏｎｇꎬＦＡＮＪｉａｎꎬｅｔａｌ.ＳｅｉｓｍｉｃＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＯｐｅｎ￣ＷｅｂＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｉｇｉｄＦｒａｍｅＢｒｉｄｇｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１３ꎬ３５(７):８９－９３.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[８]㊀彭元诚.拱梁组合式连续刚构桥双层底篮双层扣挂施工装置及方法:ＺＬ２０１７１０２２４２.０[Ｐ].２０１７－０４－０７.(ＰＥＮＧＹｕａｎ￣ｃｈｅｎｇ.ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆＤｏｕｂｌｅＢｏｔｔｏｍＢａｓｋｅｔａｎｄＤｏｕｂｌｅＢｕｃｋｌｅＨａｎｇｉｎｇｆｏｒＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｉｇｉｄＦｒａｍｅＢｒｉｄｇｅｓｗｉｔｈＡｒｃｈａｎｄＢｅａｍＨｙｂｒｉｄＳｔｒｕｃ￣ｔｕｒｅ:ＺＬ２０１７１０２２４２.０[Ｐ].２０１７－０４－０７.ｉｎＣｈｉ￣ｎｅｓｅ)８７大跨度空腹式连续刚构桥设计理论与方法㊀㊀彭元诚[９]㊀宋恒扬ꎬ胡㊀俊ꎬ彭元诚.空腹式连续刚构桥设计参数的正交试验研究[Ｊ].世界桥梁ꎬ２０１５ꎬ４３(１):５５－５８.(ＳＯＮＧＨｅｎｇ￣ｙａｎｇꎬＨＵＪｕｎꎬＰＥＮＧＹｕａｎ￣ｃｈｅｎｇ.ＳｔｕｄｙｏｆＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＴｅｓｔｆｏｒＤｅｓｉｇｎＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＯｐｅｎ￣ＷｅｂＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｉｇｉｄ￣ＦｒａｍｅＢｒｉｄｇｅ[Ｊ].ＷｏｒｌｄＢｒｉｄｇｅｓꎬ２０１５ꎬ４３(１):５５－５８.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)[１０]㊀房㊀明.空腹式连续刚构桥适应性与角隅节点模型试验研究(硕士学位论文)[Ｄ].济南:山东大学ꎬ２０１５.(ＦＡＮＧＭｉｎｇ.ＳｔｕｄｙｏｎＴｅｓｔｉｎｔｈｅＣｕｂｅＣｏｒｎｅｒＪｏｉｎｔａｎｄＡｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙｏｆａｎＯｐｅｎ￣ＷｅｂＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｉｇｉｄＦｒａｍｅＢｒｉｄｇｅ(ＭａｓｔｅｒＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ)[Ｄ].Ｊｉｎａｎ:Ｓｈａｎ￣ｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２０１５.ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ)ＰＥＮＧＹｕａｎ￣ｃｈｅｎｇ彭元诚１９６４－ꎬ男ꎬ教授级高工１９８６年毕业于上海交通大学工程力学专业ꎬ工学学士ꎬ１９８９年毕业于上海交通大学工程力学专业ꎬ工学硕士ꎬ２００６年毕业于华中科技大学桥梁与隧道工程专业ꎬ工学博士ꎮ研究方向:桥梁结构设计Ｅ￣ｍａｉｌ:ｐｅｎｇｙｃ＠ｖｉｐ.１６３.ｃｏｍ(编辑:叶㊀青)９７。
大跨度桥梁施工控制方法
下部结构
有铰拱，无铰拱 钢管混凝土拱，钢桁拱，钢箱拱
悬索桥
地锚式，自锚式
组合体系
线材，水泥，碎石，砂， 添加剂
拌制
圬工
适用于取材方便的中、小 跨拱桥，墩台与基础
斜拉桥，矮塔斜拉桥
块石、片石、素混凝土块
刚架（门形刚架，斜腿刚架、V形刚架） 砌筑
梁－拱组合，斜拉－拱组合，其他
投资71亿，2002年6 月开工，05年完成
20
二、桥梁施工概论
桥梁施工－实现桥梁设计思想和设计意图、把图纸 变为建筑物实体的过程。
主要内容－施工技术和施工组织。其中，施工技术 水平的高低，对桥梁工程建设的成败起着举足轻重 的作用。
设计与施工－对需要进行体系转换的桥梁，设计与 施工密不可分，所采用的施工方法需符合设计要求。
19
跨海大桥
杭州湾跨海大桥：全长36公 里，双向六车道高速公路， 长度世界第一
总投资约107亿元。2003年6
月开工，2008年完工。
东海大桥：上海国际 航运中心集装箱深水 港的配套工程。
跨海段桥长25公里， 设有主通航孔一个 （主跨420m的钢斜 拉桥），副通航孔三 个。非通航孔为50、 60、70m的混凝土连 续梁
23
4.1 什么是桥梁施工控制
运用现代控制技术，采取必要的技术措施或手 段，将桥梁结构理论应用于大跨度桥梁施工过 程，确保桥梁施工过程安全、可靠，成桥后结 构满足规范及设计要求。
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4.2 桥梁施工控制的必要性
桥梁施工事故 1、加拿大魁北克桥（Quebec Bridge） 2、湖南凤凰县堤溪沱江大桥 3、The Koror-Babeldaob Bridge 4、浙江宁波招宝山大桥
大跨度桥梁施工技术
(110+230+110)m预应力混凝土连续刚构柔性拱吊装技术
文章编号：1009-4539(2021)增1-0113-04(11O+23O+11O)m预应力混凝土连续刚构柔性拱吊装技术普银波(中铁十一局集团第一工程有限公司湖北襄阳441100)摘要：新建广州一南沙港铁路跨小榄水道主桥为(110+230+110)m预应力混凝土连续刚构一柔性拱组合体系，钢管拱肋安装，边跨采用小节段汽车吊吊装，中跨采用大节段浮吊吊装的方案进行。
以此为背景，介绍了跨航道大跨度特殊条件下的钢管拱桥安装总体思路及施工工艺，并着重对钢管拱的吊装过程、节段拼装等关键技术进行了介绍，通过有限元分析软件计算分析，论证了吊装方案的合理性和安全性，以期为类似工程提供部分可借鉴经验。
关键词：混凝土连续刚构柔性拱桥吊装过程有限元分析关键技术中图分类号：U445.4文献标识码：A DOI&10.3969/j.issn.1009-4539.2021.S1.028Hoisting Construction Technology of(11O+23O+11O)m PrestresseeConcrete Continuous RigiO Frame Flexible Arch Composite SystemPUYinbo(China Railway11th Bureau Group First Engineering Co.Ltd..Xiangyang Hubei441100,China)Abstract:The new main bridge of Nansha Port Railway in Guangzhou crossing XiaoWn watereay is a(110+230+110)m paestae s ed concaetecontinuousaigid oaameoeexibeeaach compositessstem$Hith steeepipeaach aib insta e a tion$sma e section tauck caanehoistingooasidespan and eaagesection oeoatingcaanehoistingooamiddeespan.Based on this backgaound$thispapeaintaoducesthegeneaaeideaand constauction technoeogsoosteeepipeaach baidgeinsta e a tion undea thespeciaecondition ooeaagespan acao s channee$and oocuseson thehoistingpaocess$segmentassembesand otheakes technoeogiesoosteeepipe aach baidge.Thaough the caecueation and anaessisoooinite eeementanaessissootwaae$it demonstaatestheaationaeitsand saoetsoohoistingscheme$soastopaoeidesomeaeoeaenceooasimieaapao.ects.Key words:concrete continuous rigid frame flexidlo arch bridge；hoisting process；finite element analysis；key technology近年来，随着我国铁路建设和科学技术的发展，各种跨路、跨江、跨河、跨峡谷等大跨度桥梁在不断突破极限。
桥梁上部结构预拱度施工设置技术
桥梁上部结构预拱度施工设置技术周淦成中建三局第二建设工程有限责任公司，湖北 武汉 430074摘 要：为了避免桥梁上部结构产生过大的下弯挠度，施工单位通常会采用设置预拱度的方法来保证上部结构的稳定性和安全性。
文章以咸宁大洲湖环湖北路1号桥工程建设的实际情况为例，从混凝土施工质量和标高控制等方面介绍了有关桥梁预拱度设置的关键施工技术，以供有关单位参考。
关键词：预拱度；桥梁；质量控制中图分类号：U445.4 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2021）02-0070-021 工程概况文章的案例桥梁为湖北省咸宁大洲湖环湖北路1号桥，环湖北路起于桂乡大道，自西往东下穿官埠大桥后，终点与在建的官埠大道平面交叉，设计范围内道路全长为3.115km，桩号范围为K5+669.931—K8+785。
在K7+140处新建环湖路1号桥，桥长65m。
环湖北路1号桥采用上承式飞鸟拱，共有3跨，跨径分别为20m、25m、20m。
在该工程施工过程中，由于碗扣式满堂支架节点可靠性好，因此可结合扣件式支架使用，更利于构造该桥所需的曲线线性。
基于此，施工单位选用碗扣式满堂支架来对全桥拱圈同步进行支架的搭设、模板的安装和钢筋的绑扎与混凝土的浇筑等工作。
2 设置预拱度的重要性2.1 桥梁的下挠变形桥梁一般分为上部结构与下部结构两部分。
其中，桥梁的上部结构在受到以下因素的影响时，会产生下挠变形：（1）当脚手架在承担施工荷载时，所引起的弹性变形；（2）部分超静定结构桥梁在组成结构的混凝土产生收缩和徐变时产生的下挠度；（3）杆件接头的挤压、卸落设备时的压缩等产生的塑性变形；（4）脚手架基础、支架基础在承受荷载后发生的沉降；（5）桥梁内部的预应力钢筋在张拉后，备份的预应力会有不同程度的流失，预应力的改变也会对桥梁的下挠程度产生不利影响[1]。
2.2 实际通车后会产生变化在实际通车后，交通流量增大、部分车辆在驶上桥面时超载、桥的主体结构逐渐老化等原因，都会造成桥梁上部结构的下挠程度进一步扩大。
大跨度模板施工方案
大跨度模板施工方案1. 引言大跨度模板施工是指在建筑工地中进行大面积横跨的模板施工。
它通常用于建筑结构中的大跨度楼板或天棚，能够有效支撑和保护混凝土，确保结构的强度和稳定性。
本文档将介绍大跨度模板施工方案的关键步骤和要点。
2. 施工准备在进行大跨度模板施工之前，需要进行充分的准备工作以确保施工的顺利进行。
以下是准备工作的主要内容：2.1 施工材料准备•主要施工材料：大跨度模板、支撑杆、螺栓和螺母等。
•辅助施工材料：钢丝绳、绳索和绳结等。
2.2 施工设备准备•大型起重机：用于搬运和安装大跨度模板和支撑杆。
•锤子和扳手：用于紧固螺栓和螺母。
2.3 安全措施•施工人员需佩戴安全帽、安全鞋和手套。
•施工现场需设置警示标志和安全防护网。
3. 施工步骤大跨度模板施工主要包括模板安装、支撑搭设和模板调整等步骤。
下面将详细介绍每个步骤的具体操作。
3.1 模板安装1.根据设计要求，确定模板的尺寸和布置方案。
2.使用起重机将大跨度模板吊装到指定位置。
3.使用钢丝绳和绳索将模板固定在支撑杆上，并进行水平校正。
4.确保模板的连接牢固，无漏洞和松动。
3.2 支撑搭设1.根据施工方案，确定支撑杆的尺寸和布置方案。
2.使用起重机将支撑杆搭设到模板的下方，并固定在地面上。
3.根据需要，使用螺栓和螺母加固支撑杆与模板之间的连接。
3.3 模板调整1.检查模板的水平和垂直度。
2.根据需要，使用扳手调整支撑杆，使模板达到预定的水平和垂直位置。
3.使用锤子轻敲模板，确保模板与支撑杆之间的连接紧密。
4. 施工注意事项在进行大跨度模板施工时，需要考虑以下注意事项，以确保施工质量和安全：•施工现场需保持整洁，避免杂物和尘土进入模板内部。
•在进行模板安装和调整时，必须注意操作精细，避免对模板造成损坏。
•施工人员需按照安全操作规程进行施工，了解和掌握相关安全知识。
•若发现模板出现松动、变形或破损等情况，应立即采取措施进行修复或更换。
5. 施工验收在大跨度模板施工完成后，应进行施工验收以确保施工质量符合要求。
连续刚构和连续梁桥、拱桥施工
变截面梁桥悬臂浇筑易发事故及处理
(1) 底板崩裂事故及处理
南京某桥85m跨PC连续刚构梁桥建成后的情景。
底板崩裂事故简介
南京某特大桥与河流斜交角约为60°，其中 主桥(47＋75＋47)m联为变截面预应力砼箱梁连 续刚构，截面形式为单箱单室，桥墩均为柱式墩， 基础为钻孔灌注桩。
3.在桥梁建成交付使用：通过自动监测和管理系统保 证桥梁的安全和正常运行。一但有故障或损伤，健康诊断 和专家系统将自动报告损伤部位和养护对策。
南京长江二桥北汊的连续梁桥建成后的情景。
南京长江二桥南、北引桥的50跨径连续箱梁标准作业 流程时间。
引进挪威NRS公司设计的下承式移动支撑系统。
采用悬浇时必须考虑施工期间的结构稳定性，如0号墩 施工时，在桥墩两侧加设临时支承或支墩，将0号块临时 支承于托架两侧，临时支承采用硫磺水泥砂浆块、砂筒或 砼块，以便结构体系转换时，释放临时固定设施。
挂篮是悬臂浇筑法施工的主要设备。挂篮由主桁架、 悬吊系与平衡重、行走系统、工作平台和底模组成。
用挂篮浇筑墩侧几对梁段时，先将两侧挂篮的承重结 构连在一起（图a），浇筑一定长度后，将两侧挂篮的承 重结构分开（图b)。
悬拼法是将逐段分成预制块件进行拼装，穿束张拉， 自成悬臂。
悬臂施工适用大跨径预应力箱形截面的连续梁、悬臂 梁、T形刚构等桥型施工，对桥下的通航干扰小，充分利 用预应力砼的抗拉和承受负弯矩的特性。
1-墩顶梁段 2-悬浇部分 3-边孔支架现浇部分 4-合拢段部分
（2）悬臂浇筑法施工
悬浇时，由墩顶段（0#块）开始，分段两侧对称浇筑。
Байду номын сангаас
风撑就位
拱肋单肋合拢照片
扣塔上段照片
扣塔顶部照片
(90+200+90)m连续刚构拱桥拱肋施工关键技术
工程建设（90+200+90）m连续刚构拱桥拱肋施工关键技术马朝旭，万明（中国铁路设计集团有限公司土建工程设计研究院，天津300308）摘要：新建南昌经景德镇至黄山铁路跨越昌江桥梁为（90+200+90）m预应力混凝土连续刚构拱桥，主梁采用挂篮悬臂浇筑施工。
对我国部分铁路连续刚构拱桥拱肋施工方案进行研究，在此基础上制定“桥面矮支架拼装+整体竖转就位”和“桥面矮支架拼装+跨中拱肋整体提升”2种拱肋施工方案。
经有限元分析计算，对2种拱肋施工方案的条件、工期、用钢量等进行对比。
结果表明，“桥面矮支架拼装+跨中拱肋整体提升”的施工方案可满足工程结构安全和工期要求。
关键词：高速铁路；连续刚构拱桥；拱肋；竖转施工；整体提升中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：1001-683X（2022）05-0068-05 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2022.01.14.0021工程概况1.1主桥结构新建南昌经景德镇至黄山铁路在景德镇市跨越昌江，桥位处地势平缓开阔，为丘陵地貌；跨越处河道宽约260m，规划为Ⅲ级航道，按照防洪评价及通航论证要求，设计采用（90+200+90）m连续刚构拱桥跨越昌江。
刚构墩为普通钢筋混凝土结构，双肢薄壁墩中心间距6.4m，壁厚2.0m。
主梁全长381.5m，支点至梁端0.75m，采用单箱双室、变高度、直腹板箱形截面，梁高5.0～11.5m，梁底下缘按二次抛物线变化，主梁顶宽13.2～15.9m、底宽10.8m。
拱肋采用竖直平行钢管混凝土哑铃拱，拱肋中心距11.9m，计算跨度200m，矢跨比f/L=1/5，拱肋立面矢高40m，拱肋采用二次抛物线，拱肋高3.3m。
拱肋间设置11道桁架式横撑，横撑为空钢管。
吊杆采用整束挤压钢绞线，吊杆纵向间距9.0m，共设20对纵向双吊杆。
吊杆上端穿过拱肋，锚于拱肋上缘张拉底座；下端锚于吊点翼缘与腹板相交处固定底座，箱梁对应各吊杆处设置吊点横梁。
桥梁工程上部结构转体缆索吊装施工桥梁改建施工大跨径桥梁施工
1B413037熟悉桥梁上部结构转体施工
试拉扣索是悬挂拱肋的主要设备，因此必须通过试 拉来确保其可靠性。其试拉方法是将两岸的扣索用卸甲 连接起来，收紧索进行对拉。这样可全面检查扣索、扣 索收紧索、扣索地锚及动力装置等是否满足要求。
1B413038熟悉桥梁上部结构缆索吊装施工
1．缆索设备的检查项目及检查方法 (3)主索系统试吊
主索系统试吊分跑车空载反复运转、静载试吊和吊 重运行三步。每一步骤试吊完成后，确定无异常现象才 能进行下一个步骤。试吊重物可以为构件、钢筋混凝土 预制件等，试吊载重运行可分几次完成，吊重一般为设 计荷载的60％、100％、130％。
1B413038熟悉桥梁上部结构缆索吊装施工
2．设置风缆时应注意的要点 横向风缆，在边段拱肋安装时，可用来调整和控制拱
肋中线；在拱肋合龙时可以使接头对中就位；在拱肋成拱 后，可以减少拱肋自由长度，增大拱肋的横向稳定；在外 力作用下对拱肋的位移产生约束。因此风缆的作用可见一 斑，设置时需注意以下问题：
在具体构造方面，主要采用两种处理形式：一种是用纵 向伸缩装置连接；另一种形式是在新旧结构间留一条纵缝， 或用钢板包边，需要采用刚性路面，可以解决啃边问题，但 不能解决新旧桥挠度差的问题，且高速行车时容易打滑，降 低了行车的安全性。这种连接方式一般要求桥梁结构跨径较 小，相对挠度差较小，否则桥面容易开裂。
1B413042熟悉拱桥的施工特点
二、装配式混凝土、钢筋混凝土拱圈 2．钢管内混凝土浇筑
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大跨度连续刚构拱桥上部结构施工方案目录1编制说明 (1)1.1 编制依据 (1)1.2 编制原则 (1)1.3适用范围 (1)2工程概况 (2)2.1工程地理位置、规模 (2)2.2设计情况、主要技术标准 (2)2.2.1设计情况 (2)连续刚构拱桥平面图 (3)连续刚构拱桥纵断面 (4)边跨主梁结构剖面图 (4)墩顶梁现浇段主梁结构剖面图 (4)连续刚构拱桥1/2中跨主梁结构剖面图 (4)边跨端部截面图 (5)合龙段截面图 (5)距离0#块端部4m处截面图 (5)2.3工程地质、水文和自然条件 (5)2.3.1工程地质 (5)2.3.2水文条件 (6)2.3.3自然条件 (6)2.4主要工程数量 (6)主要工程数量表 (7)2.5工程特点和重难点 (7)2.5.1工程特点 (7)2.5.2重难点 (7)邓村刚构拱桥重难点分析及对策一览表 (7)3方案的比选 (8)3.1比选方案 (8)3.2方案经济比选 (9)方案一费用 (9)方案二费用 (9)3.3方案综合比选 (10)4总体施工方案 (10)4.1 总体方案 (10)4.2 施工步骤 (11)4.2.1总体施工顺序 (11)（80+150+80）m大跨度连续刚构拱桥主要施工步骤 (14)4.2.2工艺流程图 (14)（80+150+80）m大跨度连续刚构拱桥施工工艺流程 (15)4.3工期安排 (15)5、主要工序施工方案、施工方法 (16)SD123墩V型三角区施工支架支撑体系图 (19)SD124墩V型三角区施工支架支撑体系图 (19)V型三角区浇筑顺序图 (19)5.2.3施工步骤 (20)5.2.4 管线迁改 (20)SD123处10Kv高压线横跨广从路 (20)SD123处水管及电线线位置 (21)5.2.5 便道施工 (21)5.2.6 旧桥拆除 (21)5.2.7 钢管桩施工 (22)钢管桩纵向布置图 (22)钢管桩纵向布置图 (22)（1）钢管桩施工设备选型 (22)（2）施工工艺流程 (22)（3）施工步骤及要求 (22)(4)接桩 (23)(5)送桩 (23)5.2.8基础施工 (24)5.2.9贝雷梁安装 (25)贝雷梁横向布置位置图 (25)5.2.10支架布置及搭设 (25)碗扣式脚手架横向向布置图 (27)斜坡处底层枋木防滑处理图 (27)5.2.11堆载预压及沉降观测 (27)5.2.12模板 (29)5.2.13钢筋、波纹管道制作及安装 (29)5.2.14钢绞线制作、张拉和孔道压浆 (30)5.2.15混凝土浇筑 (30)拱肋部分分层浇筑示意图 (32)拱肋部分混凝土浇筑开窗示意图 (32)挂篮加载试验设备一览表 (39)（四）加载步骤 (39)（五）加载要求及注意事项 (39)5.3.5 梁段施工 (40)5.3.6 挂篮移位 (40)5.3.7安全防护 (41)挂篮走行安全卡控表 (43)5.3.8挂篮拆除 (43)5.3.9挂篮施工注意事项 (44)5.3.10挂篮施工安全保证措施 (44)(一)一般要求 (44)支架验收表 (48)5.2.1.2底模及外侧模铺设 (49)箱梁模板安装允许偏差 (49)5.4.4支架预压 (50)5.4.5墩顶凿毛及钢筋调直 (50)5.4.6钢筋制安 (50)钢筋加工允许偏差和检验方法 (50)钢筋安装允许偏差和检验方法 (51)预埋件和预留孔洞允许偏差和检验方法 (52)5.4.7现浇段梁部施工 (52)5.4.8支架拆除 (52)合龙段劲性骨架设计图 (55)5.5.3边跨合龙施工 (56)邓村（80+150+80m）大跨度连续刚构拱桥钢绞线理论伸长值表 (57)5.6.2 张拉系统 (59)智能张拉示意图 (59)5.6.3张拉工艺 (60)智能张拉施工工艺流程 (60)5.6.4预应力智能张拉施工要点 (60)编束原理 (61)预应力筋编束 (62)张拉仪位置放置 (62)设备连接 (63)张拉参数的设置 (63)张拉行程持荷 (64)4.5.5孔道压浆 (65)4.5.6预应力施工注意事项 (65)0号块水准控制点布置示意图 (67)（2）截面测点布置 (68)节段标高测点横向布置示意 (68)（3）测量阶段 (68)（4）挂篮前移后测量 (68)（5）混凝土浇筑完后测量 (68)（6）预应力张拉后测量 (68)（7）标高通测和联测 (68)（8）误差控制 (69)6劳动力及主要机械设备 (70)6.1劳动力安排 (70)6.2主要施工机械设备配备 (71)主要机械设备配置表 (71)7技术保证措施 (72)7.1安全技术保证措施 (72)7.2质量技术保证措施 (74)7.3环水保技术保证措施 (76)7.4工期技术保证措施 (76)7.5职业健康技术保证措施 (77)8．应急预案 (77)应急预案体系 (78)8.1.3应急预案的原则 (78)指挥机构图 (80)8.4应急预防 (80)8.4.1 突发事件、紧急情况及风险分析 (80)8.4.2 突发事件及风险预防措施 (80)8.5安全事故应急处理程序 (80)8.6应急响应 (81)应急响应流程图 (82)8.6.1 预案执行保障 (82)8.6.2 通信保障 (83)8.6.3 物资装备保障 (83)应急物资设备表 (83)8.6.4 人力资源保障 (84)8.6.5 应急经费保障 (84)(80+150+80)m大跨度连续刚构拱桥上部结构施工方案1编制说明1.1 编制依据(1) XX市轨道交通14号线一期【施工3标】高架区间《(80+150+80)m大跨度连续刚构拱桥施工图》。
(2) XX市轨道交通14号线一期【施工3标】土建工程施工合同(3)《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10752-2010）(4)《铁路预应力砼连续刚构桥（刚构）悬臂浇筑施工技术指南》（TZ324-2010）(5)《XXXX地铁XX线施工3标实施性施组》1.2 编制原则（1）本着“百年大计，质量第一”的原则。
严格按照设计资料、施工规范对本工程进行质量管理，科学组织施工，把好各施工工序的施工质量，以高标准的工序质量来保证全部工程的施工质量，确保质量目标的实现，树立良好的企业形象。
（2）坚持以设备保工艺，以工艺保质量的原则。
以先进的施工设备保证先进的施工工艺，以先进的施工工艺保证施工质量，从根本上确保质量目标的实现。
（3）确保施工按期完成的原则。
优化资源配置，满足施工工期的要求，科学组织施工，合理安排施工进度，应用网络计划技术合理安排各项工程的施工，搞好工序衔接，实行平行作业、流水作业相配合，交叉组织施工，突出重点，兼顾一般，确保工期，均衡生产,根据施工总工期要求编制施工计划，以此为前提配备劳动力、材料、机械设备。
（4）合理安排部署，确保施工安全；加强对环境的保护，搞好文明施工。
（5）坚持施工过程严格管理的原则。
在施工过程中，严格执行业主及监理工程师的指令。
（6）突出重点、难点工程。
根据本工程实际，将连续刚构桥悬灌施工作为难点、重点工程。
(7) 积极采用“新材料、新设备、新工艺和新技术”四新技术原则。
1.3适用范围适用于XX市轨道交通XX线一期【施工3标】土建工程高架邓村(80+150+80)m 大跨度连续刚构拱桥上部结构施工。
2工程概况2.1工程地理位置、规模邓村（80+150+80）m 连续刚构拱桥（以下简称邓村刚构拱桥）位于XX市轨道交通XX线一期工程神岗站～邓村站之间，斜跨邓村既有桥、广从路进入道路东侧。
设计起讫里程YDK55+676～YDK55+986，全长310m，线间距为4.2～5.0m。
右线平曲线半径为R=500m。
线路纵断面位于0‰的纵坡上，设计高程至地面平均高度为16.98m。
2.2设计情况、主要技术标准2.2.1设计情况（1）基础设计墩承台尺寸为12.0x12.0x4.0m(横桥尺寸x 纵桥尺寸x 厚度)，下设9 根直径1.8m 钻孔灌注桩，按行列式排布，桩间距纵、横向均为4.5m。
边墩承台尺寸为10.5x6.5x2.5m(横桥尺寸x 纵桥尺寸x 厚度)，下设6 根直径1.5m 钻孔灌注桩，按行列式排布，桩间距纵、横向均为4.0m。
承台基顶埋深宜控制大于路面基层以下深0.9m，以保证道路恢复的路面摊铺与压实厚度。
（2）桥墩、拱肋结构设计（80+150+80）m 连续刚构拱桥桥墩采用单墩设计，由小里程到大里程方向桥墩高度分别为16.0m、7.0m、7.0m、16.0m。
中墩截面尺寸为4.5m×3.5m(（横桥向×顺桥向)。
边墩墩顶段截面横向宽度变化按与主梁腹板等斜率变化，渐变段高度3.1m，墩顶尺寸为5.28m×0.8m（横桥向×顺桥向)。
墩底截面尺寸为4.5m×0.8m（横桥向×顺桥向)。
中墩拱肋采用上宽下窄梯形截面，与主梁端相接处截面尺寸高2.76m，截面上缘宽度5.201m，截面下缘宽度4.5m；与桥墩相接处截面尺寸高2.15m，截面上缘宽度5.063m，截面下缘宽度4.5m。
（3）主梁设计本桥为（80+150+80）m 连续刚构拱桥，全长310m。
上部结构采用单箱单室斜腹板箱梁截面，腹板斜率保持不变。
中跨跨中梁高为2.5m，梁高沿纵向按2.5 次抛物线变化，在中墩主梁与拱肋交接处梁高为5.79m。
中墩顶梁段梁高为2.0m，梁高沿纵向按2.5 次抛物线变化，至拱梁交接横隔处梁高为2.47m。
本桥位处于线路线间距变化段上，线间距由4.2m 渐变为5.0m。
为适应线路变化，桥面宽度采用翼缘局部加宽，箱梁顶板宽度由YDK55+756 处10.0m 渐变为YDK55+784.5 处10.8m，翼缘悬臂长 2.1m～2.5m。
底板宽度由跨中 5.284m 渐变为拱梁相接处横隔边缘的4.588m。
顶板厚度除横隔位置及墩顶处均为30cm。
悬臂浇筑段底板厚度从跨中截面的47cm 变化至中墩拱梁交接截面的150cm。
箱梁腹板厚度从跨中截面的45cm 按折线变化至到拱梁交接处的105cm。
在边墩顶、中跨跨中、拱梁交接处设置横隔板，边跨端部横隔板厚1.50m，中跨跨中横隔板厚0.4m，拱梁交接处横隔板厚3.0m。
为满足施工和管理需要，在中跨中及拱梁交接处横隔板均设置了人孔。
整联梁从中墩拱肋上缘检修爬梯上桥，通过中墩顶箱梁底板进人洞进入箱内。
为保持箱内通风干燥，在箱梁腹板和底板上均留有通风孔和排水孔。
本桥为按纵向全预应力构件设计，横向及竖向按普通钢筋混凝土构件设计。
纵向预应力钢束管道：采用真孔辅助压浆工艺，采用塑料波纹管成孔，5－φj15.2 钢绞线采用内径90×19mm 管道，12－φj15.2、及17－φj15.2 钢绞线采用内径φ90mm、外径φ106mm 管道，19－φj15.2 钢绞线内径φ100mm、外径φ116mm管道。