连续刚构桥边跨现浇段组合式施工方法浅析

黄 辉

(西南交通大学土木工程学院, 四川成都 610031)

随着交通建设的快速发展，高墩大跨径连续刚构桥凭借自身的优势，越来越多地被公路、铁路大量广泛采用。常规的边跨现浇段施工方法采用支架施工现浇段，在支架上拼装模板施工。在高墩大跨径连续刚构桥施工过程中，常规的边跨现浇段施工方法由于支架施工量较大，支架变形难以控制，已不能完全满足施工要求。因此，组合式施工方法的出现，有效地解决前述问题。由于此工艺目前在施工中运用还非常少，因此有必要对此种方法进行认真分析和研究，为改进和提高高墩大跨经连续刚构桥的施工工艺起到了积极作用[1-2]。

1 工程概况

犍为岷江二桥是一座特大型桥梁，桥梁全长2 029 m。主桥为预应力混凝土连续刚构桥，双幅、三跨(118 m+215 m+118 m)，其边跨现浇段全长9.25 m(其中0.75 m为后浇)，梁顶宽度2×13 m，梁底宽度2×7.5 m，现浇段梁重2×520 t，梁底面距地面高度达37 m。

按照一般施工方法，边跨现浇段施工过程中，混凝土一次性浇筑量大，现浇支架高度大(37 m)，支架和模板材料用量大(约500 t)，高空作业量极大，且支架竖向变形过大影响施工质量。而基于设计方案在实施过程中存在的施工困难调整的一种组合式施工方案，即悬臂浇筑法与吊架法组合式施工方法作为本桥现浇段与合拢段的实施方案，具有很大优势。一方面，边跨现浇段混凝土分两次浇筑，一次性浇筑量小；在浇筑混凝土过程中，充分利用挂篮作支架，可取消庞大的落地式支架(或牛腿托架)，施工材料用量极小。同时，吊架沿用了挂篮底模，可以有效控制施工过程中的变形，能充分保证施工质量。另一方面，该施工方案可采取平行流水作业，影响总工期为16 d，大大节约施工总时间。

2 组合式施工方案简介

该施工方案不同于一般方案，具体步骤为：

(1)将边跨现浇段及合拢段由现浇段和边跨合龙段拆分为边跨现浇段、边合龙段及不对称施工段，使得边跨合龙段位置发生变化。

(2)交界墩处现浇段在交界墩盖梁上安装膺架，在横向分配梁上施工现浇段[3]。

(3)悬浇段在对称施工段完成后继续采用挂篮进行悬臂浇筑施工(与边跨现浇段同步进行)，同时中跨采用水箱配重。

(4)最后采用挂篮改制的吊架进行边跨合龙段施工。

变更方案前后施工节段如图1所示。

(a)初始方案

(b)组合式施工方案图1 变更方案前后施工节段(单位：mm)

3 有限元模型计算

考虑不同施工方案，使用通用有限元软件Midas Civil建立岷江二桥的有限元模型(图2)。分别进行桥梁结构计算。考虑桥梁结构成桥状态及考虑收缩徐变10年后的情况。

图2 岷江二桥有限元模型

桥梁结构成桥状态下及考虑收缩徐变10年后，两方案下刚构桥跨中位移对比见表1。

对比数据可知，对于不同的施工方案，组合式施工方案在桥梁成桥状态下及考虑收缩徐变10年后主跨跨中位置结构变形相对原方案较小，故优于原方案。

表1 不同方案主跨跨中位移 mm

其次，计算桥梁在承载能力极限状态及正常使用极限状态下的结构受力状态，并与初始方案进行对比，结果见表2。

表2 不同方案主跨跨中弯矩 kN·m

从表中数据可知，对于不同的施工方案，初始方案在载能力极限状态及正常使用极限状态下结构主跨跨中位置弯矩值更小，表明在相同荷载作用下，按照初始方案施工桥梁结构更优。

4 结论

本文对一种新型的连续刚构桥边跨现浇段施工方案，对一、三跨连续刚构桥建立了初始方案及组合式施工方案的有限元模型，对比不同方案的对比以及刚构桥跨中位置内力及变形分析，得出如下结论：

(1)相比于初始方案，组合式施工方案能够控制施工过程中的结构变形，保证施工质量；同时，由于施工过程可采用平行流水作业，可有效地缩短施工周期。

(2)相对于初始方案，组合式施工方案在桥梁结构成桥状态下及考虑收缩徐变10年后其整体变形及相对变形均较小，故而优于原方案。而在相同荷载作用下，组合式施工方案施工的刚构桥跨中弯矩相对较大，因而需要在选用此方案时对结构受力进行相应验算。