高墩大跨连续刚构梁桥快速施工

高墩大跨连续梁桥快速施工工法一、前言随着桥梁技术的快速发展，我国在高墩大跨连续刚构梁桥施工技术方面有成熟的经验。

但在实际的施工过程中，施工工期、施工环境、自然条件、以及其他不可预见因素影响施工。

在各种不利的条件影响下，施工单位的施工组织能力、施工方案的选择、机械设备的投入，是施工任务的关键因素。

李子沟特大桥集“深基、群桩、高敦、、大跨、刚构——连续组合梁结构”为一体，建筑高度161.1m，砼圬工10.5万m3。

因各种因素的影响工期滞后11个月，常年大风、夏季暴雨、冬季天气寒冷，大雾、大雨、冰冻等不良气候条件也是影响大桥施工的重要因素。

经过合理安排，精心组织施工，加大投入以及全体参战人员的努力，克服诸多不利因素给工期带来的影响，自1999年3月份主体工程正式开工至2000年9月份大桥全部和拢，实际施工时间为17个月，不但将延误的10个月工期全部抢回，还比计划工期提前两个月完成。

二、工法特点1、施工组织合理，保证措施得力。

2、缆索吊、塔吊、液压翻升模板、走行挂篮等大型机械设备配套设置，为工程的快速施工提供了必要保证。

3、多层立体交叉作业，满空间施工。

三、适用范围本工法适用于铁路和公路单双线高墩大跨连续梁桥施工，尤其在施工工期短、砼圬工量大、施工条件恶劣的条件下，施工效果更加明显。

四、梁桥快速施工的保证措施（一）、配套的机械设备大型设备的配套使用，不仅减少劳动强度，降低了高空作业的难度，为确保大桥快速施工提供了重要保障。

针对大跨刚构梁桥施工特点的设备主要有：大跨度缆索吊（用于砼灌注、材料运输）、液压自升翻版模设备（高墩施工）、走行挂蓝（连续梁施工）。

1、大跨度缆索吊缆索吊车的高墩大跨度桥梁常用的运输设备，因地制宜的架设不受地形的限制，尤其对山区深谷的桥梁施工，其优越性非常显著。

（1）、结构组成缆索吊跨度700米，由两组起重运输机构组成，每套机构承重钢丝绳为3根，起重钢丝绳1根，行走牵引钢丝绳2根；卷扬机3台（其中由2台实现小车的行走牵引，1台实现吊钩升降），钢索、天车、钓钩、塔架、卷扬机、导向滑轮、地锚组成。

（2）、起吊运输能力缆索吊平均起吊高度75米，平均运行距离100米，平均单钩吊重3.5t，正常工作的情况下，每月可完成7200吨的吊运任务。

通过采取加强地面水平运输，减少缆索吊的运行距离；合理统筹调度，避免空载运行等措施，提高缆索吊的利用率。

2、抗风液压翻模设备抗风液压自升式平台翻模是高墩施工的主要设备，具有施工速度快、劳动强度低、工艺先进、具有抗风能力等特点。

（1）工作原理利用顶杆将工作平台支撑于达一定强度的墩身砼上，以液压千斤顶作动力提升工作平台，施工人员在吊架上进行模板拆卸、提升、安装、绑扎钢筋等作业。

砼的灌注、捣固、吊架内移等作业则在工作平台上进行。

内外模板各设三层，当第三层模板砼浇注完毕后，提升工作平台，拆卸并用倒链提升第一层模板至第三层上，进行安装校正，然后灌注砼，就此周而复始，直至墩顶。

抗风柱于砼和模板进行固结，抵抗平台承受的风荷载和控制平台的偏斜。

（2）工作平台提升:第一次提升工作平台应在砼初凝后终凝前进行为宜。

提升高度为千斤顶1-2个行程(3-6cm)。

以30分钟提升一次,每次提升千斤顶一个行程(3cm)。

浇注完毕后继续提升工作平台，每隔半小时提升千斤顶1个行程。

提升工作平台的总高度以能满足一节模板(1.5m)组装高度即可(1.5m<h≤1.8m)。

当砼终凝且又不需要提升工作平台高度时，终止提升平台，进行模板和抗风柱的翻升。

采用液压自升平台式翻模进行高墩施工，最快速度达到2天3板（4.5m），百米高墩施工不超过三个月。

墩身弧端圆顺，大面平直，棱角分明，基本消除砼冷缝和色差，具有良好的施工效果。

4、走行挂篮采用自锚桁架式三角形挂蓝进行悬灌施工，具有简单，受力合理，适于温差变化大，可在全天候组织施工。

（如图）（1）挂蓝的构造特点：本桥采用三角形桁架式挂蓝，由吊架部分、锚固部分、模板部分、走行部分及附属部分组成。

挂蓝自重59吨，适应最大梁段长度4米，适用最大梁段重量200吨，，设计安全度为2.5，导链牵引。

前支座安放聚四氟乙烯滑板，后支座设滚轮，减小滑行阻力。

挂蓝走行时外模板坐落于底模纵向走行梁上，较传统的依翼缘板下的走行梁走行更为安全和平稳。

（2）、挂蓝安装与使用挂蓝安装在0#段完成并安装完底板后进行，挂蓝安装采用缆索吊分部整体吊装施工，其安装的顺序为：挂蓝底模→主桁架组拼并吊装→安装前横梁、吊带→移动侧模到位→安装外模吊梁、吊挂蓝使用前先进行预压试验，施工时为进行有效的线性控制工作，减少挂蓝在灌注砼过程中的变形调整，挂蓝前端应预留沉落量，沉落量的确定是根据挂蓝实验时的变形和现场施工前1—2个梁段灌注过程中的变形观测结果来确定的，具体办法如下：①首次使用挂蓝前按照实验数据对挂蓝前端预留沉落值，②灌注砼前于挂蓝前横梁和吊带上设定观测点，③根据砼的灌注过程分级对观测点的标高进行观测，当观测结果与预留沉落值相差超过施工规范要求的5MM时，对挂蓝前吊带进行调整④对观测结果进行分析，确定挂蓝的底模板和主桁架的变形。

⑤该桥挂蓝的预留沉落值根据实验和前期的观测结果设定为1-5#梁段8mm，5-11#梁段5mm,11-17#梁段8mm。

该变形值在进行挂蓝标高设定时一次完成。

在挂蓝的使用过程中坚持对挂蓝的吊系统进行检查，避免发生安全事故。

（5）、挂蓝走行梁段砼达到80%后，进行张拉、压浆后，将挂蓝前移。

前移步骤为：①接长并锚固挂蓝轨道，在轨道表面放置镀锌铁皮，并涂润滑油；②拆下底模后吊带、内外模前后锚杆，并确认模板已经和砼脱离，内模和内模架落于降低的内滑梁上，外模板落于底模走行纵梁上；拆除主桁架的后锚杆让后支座受力，放松底模前吊带，使底模离开梁体100mm左右；③进行走行前的安全检查，重点检查部位为挂蓝两轨道是否相对水平和与桥轴线平行，轨道锚固和支垫情况，挂蓝前后支座，挂蓝上是否有人员在作业；④每片主桁架各用一个10吨的倒链牵引，带动挂蓝底模、侧模和内模同步前移，滑行时及时对接缝和砼表面缺陷进行处理，尤其是对拉杆头进行处理，防止锈水污染砼表面，进行修补和处理时挂蓝不能移动；⑤到位后及时安装底模后吊带，内外滑梁吊杆和挂蓝主桁架后锚固装置，将临时受力状态变为永久受力状态，确保施工安全。

（二）施工工艺1、墩身施工工艺（2）、施工要点混凝土要达到一定强度时，再进行凿毛、绑扎和焊接钢筋施工作业。

每一节混凝土施工完成后，都要有专业技术人员，测设中线，用于支护模板、调整平台。

模板为单面整体拆除，利用平台纵梁（横梁）作为支架，倒链作为动力，对称提升。

2、0#段施工工艺的一个梁段。

实践证明，通过优化的施工方案，科学组织施工，非常成功的完成0#段施工任务。

0#段施工的关键技术包括：0#梁段竖向预应力钢筋安装、墩内拖架安装、外部膺架的安装、模板系的安装以及0#段混凝土的灌注施工。

①0#段竖向预应力钢筋的安装：0#段竖向预应力钢筋长度12m，先在施工缝处将预应力钢筋的平面位置准确定位，利用墩身施工的液压平台，并在上部搭设两层钢管架，利用塔吊配合由上至下穿筋定位，并用型钢做劲性骨架进行固定，待墩身混凝土完成后，分解、拆除液压平台。

②外部膺架的安装：顺桥方向的膺架是支撑模板、拖架和混凝土的重要结构根据墩身的宽度和梁底的宽度，每侧架设7片，并用分配梁将膺架连为一体。

采用缆索吊配合，单片安装、整体拆除。

③模板系统的安装：外侧模架与模板用12号槽钢组焊，按4.5m+3m+4.5m=12m分单元加工，在地面拼装后，用缆索吊吊装就位，吊装就位的次序为先3.0m，加快了施工进度，避免了高空作业的危险，提高了安全度。

④混凝土灌注施工：0#段采用一次性灌注成型的施工方法，位置高、混凝土圬工量大、预应力钢筋布置复杂、非预应力钢筋密集，质量要求高，施工难度大。

根据分层灌注的厚度和每层灌注的时间掺加缓凝剂，缓凝时间为8h,混凝土的灌注顺序为：底板横隔板腹板顶板。

施工效果：在进行组织下,0号块施工完成只用了23天的时间,比传统的施工方法(预计60天)节约40天,并作到了一次性灌注成功,成型的梁体截面尺寸准确,表面光洁平整,波纹管无被堵现象,质量被评为优良.时间证明,利用墩身材料设计的拖架，膺架受力明确，结构安全可靠，模板拼装平整，质量良好，有效的节约了资金。

拖架、悬臂膺架，分单元整体吊装外模架与模板的方案大大加快了施工进度，安全可靠，大跨度连续刚构0#段快速施工成套技术的成功应用，为以后铁路高墩大跨刚构桥的施工积累了宝贵的经验。

3、连续梁施工工艺（1）施工工艺流程图张拉：混凝土灌注完成三天且设计强度达到85%时，张拉纵向预应力钢绞线。

张拉顺序为先腹板后顶板，先下后上，左右对称：1.05×控制拉力持荷→10min回油→控制拉力→锚固。

纵向预应力张拉结束后，分别张拉横向和竖向预应力筋，然后分别锚固。

合拢：通过对箱梁砼内部温度的观测确定合拢施工温度，根据设计要求和现场施工情况确定合拢施工顺序。

合拢的施工顺序为：拆除端挂蓝→移动另一端挂蓝至合拢段作为施工吊架→高程调整→绑扎钢筋→分级加载进行顶梁施工→锁定顶撑→张拉临时锁定钢束砼灌注前观测砼的内温，考虑温度的变化规律，确定合拢时间。

合拢段砼在低温时灌注，要求快速施工，在4小时之内完成，升温时砼处于凝固状态。

（三）、混凝土施工为保证墩身和梁段快速施工，除了大型设备的配置和先进的施工工艺外，不同结构部位的混凝土的合理配置，是保障施工快速进行的关键。

1、墩身混凝土（1）、施工要求为加快施工进度和便于施工人员操作，要求墩身实现砼流态化施工，砼坍落度控制在160-200mm之间。

由于液压自升平台的负载及墩身快速施工等原因，要求墩身早期强度在16小时达6-8Mpa。

（2）、砼的配置本工程墩身施工使用流态砼，砼能自动摊平，降低劳动强度，节省劳动时间，大大加快施工进度，能消除砼层次之间的冷缝色差，促进砼外观颜色一致。

为确保施工进度，保证施工质量，选用HE-2缓凝高效减水剂和UZF-2B早强高效减水剂，克服了流态混凝土，早期强度低，砼不能及时脱膜的缺点。

（3）、注意事项因墩身流态混凝土试验控制工作风险较大。

所以若有快速施工和规定期限强度的要求，则必须建立一套系统的早期强度控制手段。

这样才能及时、准确掌握砼的早期强度数据，发现问题随时修正施工配合比，杜绝砼强度质量事故。

混凝土的配合比，要根据气候、温度随时调整，以提高早期强度与模板使用周转率。

（3）、施工效果由于掌握了砼强度增长规律，建立了比较实用的早期强度关系式，砼不仅达到了自流平、好施工的目的，而且保证了砼的早期强度，使为墩身的快速施工创造了条件。

墩身外观杜绝了色差、冷缝、蜂窝、麻面，达到了光洁，颜色一致，内实外美的标准。