连续刚构桥无压重自锚式挂篮施工工法

斜腿刚构桥支架现浇施工工法

1.前言

刚构桥在桥梁行业应用极为广泛，其施工方法和工艺较为复杂，而斜腿刚构桥为刚构桥中的特别桥型，对施工方法、工艺及施工质量有更高的要求。由于国家的基础建设加快，斜腿刚构桥作为一种景观桥推出，兼顾了直腿刚构与拱桥的特点，采用背压方式施工以克服斜腿的水平力被普遍使用，还有在桥面采用钢束张拉的方式以克服斜腿的水平力，斜腿施工国外有采用先垂直施工，后转体施工的方式，这些方式的选择要和现场实际相结合，最终确定既安全又符合现场的施工方式，好的选择可以使斜腿刚构桥的质量水平提高一个层次并且易施工，这些结合工程实际的施工方法和工艺都能创造较好的经济效益。

龙潭沟2#桥全长164.4m，为40m+76+40m预应力混凝土斜腿刚构，主跨76m。箱梁边跨、0#块、中跨及合拢段混凝土均为一次性浇筑完成。其中0#块和斜腿的施工较复杂。0#块预应力布臵复杂，且一次性浇筑混凝土方量为594.5m3，施工难度较大。临时支墩要求承载4900t向下垂直力，750t水平力，施工焊接与地基处理的难度非常大。该桥为四川灾区援建工程，在建设过程中，克服了众多难题，保证了施工质量与工期，经过实践总结形成本工法。

2.工法特点

2.1三角形支撑解决了斜腿、零号块施工过程中产生的水平抗推力的问题。

2.2首次采用梯形基础的无纵向剪刀撑满堂支架施工，取消大钢管的纵向剪刀撑，打破传统观念的约束，纵向稳定性靠抗推拉杆，横向稳定靠剪刀撑，受力明确，整体稳定性好。

2.3工期短。满堂支架配合军用梁施工相对于挂蓝分节段施工大大缩短了施工时间。

2.4施工简便，工艺程序清晰易懂，可操作性强，科学性强。

3.适用范围

本工法广泛适用于斜腿与斜墩桥梁施工。

4.工艺原理

本工法的工艺主要分2部分，1部分是临时支撑，设计时采用三角形结构，三角形的长斜边的底部固定在承台上。第2部分是满堂支架。

4.1三角形支撑的斜边兼做斜腿施工平台承受分布荷载，斜边还要起拉杆的作用承受斜腿与0号块产生的水平推力。

4.2三角形立杆主要承受0号块和斜腿产生的垂直力（如图4.2-1所示）。

4.3满堂支架上部采用军用梁作为平台，整体纵向抗推由上部军用梁端部的抗拉杆完成，横向稳定性靠钢管立柱间的剪刀撑。军用梁之间也打剪刀撑保证上部的整体性。(如图4.3-1，4.3-2所示)

图4.2-1三角形临时支撑工艺原理示意图

图4.3-1满堂支架纵向抗推稳定工艺原理示意图

5.施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

总体施工工艺流程为：三角临时支撑及满堂支架基础施工钢结构安装斜腿铰支座安装测量、斜腿模板定位安装绑扎钢筋分仓分段浇注0#块施工中跨及边跨钢拱架安装测量、底模定位安装绑扎钢筋分段浇注合拢浇注箱梁张拉桥面施工钢结构拆除、全程监测控制。

图4.3-2满堂支架横向稳定工艺原理示意图

5.1.1临时支撑基础处理及钢结构安装

三角临时支撑基础半处出在悬崖上，岩石节理为层状且的呈现向沟底的走向，层状间夹泥，而临时支撑最大垂直承受4700吨压力，水平承受1500吨推力，如此大的受力，将对基础采用锚杆注浆方式处理，基础采用C30砼，尺寸为16 m长8 m宽，锚杆间距为0.6m×0.6m，孔径为10cm，孔深7 m，孔内植入Φ32钢筋三根（单根长度为7.5米），外漏部分为0.5m，孔内注M40水泥浆，外漏部分与支撑基础钢筋进行连接。

三角临时支撑钢结构采用6根壁厚1.2cm外径1020mm的螺旋管作为主墩，中间用Ф325*8的螺旋管加固联接，6根H型钢H700*300作为斜撑，斜撑预埋件采用T型接头抗拔,预埋在斜腿刚构永久性承台内，斜撑采用Ф325*8钢管相互连接起稳定作用，斜撑兼作为斜腿和0号块的施工平台。

5.1.2满堂支架施工

箱梁中跨和边跨采用满堂支架浇注混凝土。满堂支架采用钢管柱上搭设军用梁施工。边跨满堂支架的钢管柱基本落在承台和桥台上，边跨仅北岸中有一排钢管柱落在边坡上。该边坡为岩石，基础凿平处理后浇20cm混凝土作为垫层架设钢管柱。中跨龙潭沟采用石夹土分层碾压回填。碾压层厚最下面50cm，最上面30cm层厚。中跨钢管立柱基础采用梯形截面的C30条形钢筋混凝土基础。

满堂支架在中跨设臵9排钢管柱，北岸边跨设臵5排钢管柱，南岸边跨设臵4排钢管柱，支撑材料采用型号为Ф630*7、Ф820*14*12及Ф377*8螺旋管，螺旋管之间用320工字钢及14槽钢联接，钢管柱上横向布臵工字钢32，工字钢32上顺桥向布臵8品64军用梁。军用梁横桥向50cm间距布臵工字钢10。工字钢10再顺桥向布臵10*10cm木方，木方下用木楔调节箱梁线形。

5.1.3箱梁施工工艺

箱梁进行分部施工，即箱梁0#段，中跨现浇段、边跨现浇段。0#段利用临时支撑浇筑，中跨现浇段用军用梁配合钢管柱浇筑，边跨现浇段用军用梁配合钢管柱浇筑。钢筋由自卸车运输至各墩位臵后由塔吊垂直运输至箱梁顶面后绑扎，混凝土由南岸、北岸拌合站一起供应，采用统一配合比与统一原材料拌和。南岸两台泵车接力后至浇注仓位。北岸同样使用泵车接力后至浇注仓位。斜腿旁均设1台共2台38米回转半径塔机作为机械化作业。

箱梁施工总体工艺流程为：箱梁0#段→张拉0#段预应力束→中跨现浇段→边跨现浇段→张拉1-8号块顶、腹板束→中跨合龙段→张拉剩余预应力束。

1） 0#段施工

0#段采用整体大块模板搭设支架现浇的施工方案。为保证0#段混凝土的浇注质量，考虑0#段纵向预应力束的布臵，在临时支撑平台一次浇注混凝土。另外在浇注时采用温控措施主要采用冷却水管防止混凝土开裂。

0#段施工顺序：安装墩顶平台及底模板、安装外侧模、安装底板、腹板钢筋及竖向预应力钢绞线及钢筋、安装内模，并与外侧模对拉、安装顶板钢筋及顶板

纵向、横向预应力管道。

0#段平台及模板

（1）0#段平台的架设：0#段平台中跨悬臂部分利用临时支撑平台搭设，边跨悬臂部分搭设钢管立柱并利用斜腿上的埋件。在支腿侧面翼板利用斜腿上的预埋件焊接三角牛腿搭设。

平台四周设臵防护立柱和栏杆，防护立柱可直接焊在纵横梁上。有人员操作的纵横梁上密铺脚手板。

（2）0#段模板：

①外侧模

外侧模采用大块钢模板，由塔机吊运至部位分段安装。

②内模板和过人洞模板、张拉齿板

0#梁段的内腔选用钢木结合的内模。为便于模板的拆运，构件长度宜小于2m。木模5cm厚，模面涂上脱模剂，以使梁面平整光洁。过人洞模板支立牢固，内外加强固定，防止跑模变形。

③端板与堵头板

端板与堵头板是保证0#梁端和孔道成形要求的关键。端模架为钢结构，骨架∠100×100×10 mm角钢做横梁、竖梁，用长拉杆穿过两内模对拉。板面用5cm厚的木板，每端用多根角钢作斜撑与支架联结，以保证端板准确定位。由于0#段顶部纵向预应力管道密集，堵头板钢筋孔道集中，根据施工要求及制作条件，下部堵头板用木料加工，上部用钢板加工后组拼。外侧模、内模、端模间用拉杆螺栓联结并用钢管做内撑，以制约施工时模板变位和变形。

④模板安装

成形后模板的整体、局部强度和刚度满足安全要求，其允许挠度及变形误差符合规定，外形尺寸准确，模面平整光洁，装拆操作安全方便。模板内部尺寸允许偏差为0-5mm；轴线偏位允许偏差为±10 mm，模面平整度（2m内）允许偏差为3mm。模板接口缝采用双面胶粘贴，并做刮腻子处理。