大节段现浇变截面连续转体梁桥设计

孟文节

（常州市市政工程设计研究院有限公司，江苏 常州 213003）

1 项目概况

常州新建大明路（龙锦路—常郑路）工程于K0+832.09 上跨沪蓉高速公路，采用三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，线路与沪蓉高速公路中心线斜交70.96°。桥位处高速公路现状为3×10 m 简支板梁桥，分南北两幅，高速公路（含保护带）总宽为62.5 m。项目前期设计时按常规挂篮悬臂浇筑施工方案考虑，后因沪蓉高速公路交通量较大，在高速公路上悬浇施工周期较长、安全风险较大，管理压力难以接受，管理部门要求采用钢梁顶推或转体施工，而实际现场无法设置临时墩，顶推方案造价较高，为减少施工对高速公路的影响，与高速管理部门协商后采用转体施工方案。

2 主桥基本结构

主桥上部变截面连续箱梁跨径组合为（56+90+56）m（见图1），纵向采用变高度：中支点梁高5.3 m，跨高比1/17；边支点梁高2.6 m，跨中梁高2.6 m，跨高比1/34.6。箱梁采用单箱三室直腹板形式，箱梁顶宽25 m，底宽17.4 m，悬臂长度3.8 m。转体段在沪蓉高速公路两侧平行于公路方向满堂支架现浇87 m梁段后顺时针旋转70.96°至规划桥位。

图1 桥梁总体布置图（单位：mm）

主桥施工节段划分如图2 所示，全桥共分0#-10# 悬臂节段，两边跨各布置9.42 m 长现浇段，先施工边跨3 m 合龙段，最后施工中跨3 m 合龙段，完成全桥合龙。

图2 节段划分示意图（单位：mm）

3 施工方案选择

一般项目设计时施工单位尚未确定，中标单位最终执行的施工方案须根据自身技术水平结合设计文件来合理组织实施。另外，项目实施阶段，设计前置条件的改变，也影响原设计，造成设计的重大变更，进而影响施工。因此，存在最终的实施方案与设计实施方案相冲突的可能性。常规大跨连续梁可采用悬臂浇筑或支架现浇的施工方案，但均在桥位处实施。本项目桥梁须先形成T 构后再转体至规划桥位，最终合龙成桥。因此，转体段的施工方案影响后续转体施工。

本项目采用转体施工方案原则不变，而转体段施工可采用悬臂浇筑或大节段支架现浇。悬臂浇筑要求每节段施工须精确控制，在过程中控制转体段的线形、重量，对转体施工有利，但施工周期较长、工艺复杂。因节段较多，钢束可按常规布置，施工技术相对也较成熟。大节段支架现浇是最原始、最基本的施工方法，桥梁整体性好、施工简单、质量可靠、线形容易控制，对机具设备要求不高[1]，且施工周期短，总体经济性较好。但本项目对大节段混凝土浇筑、转体段重量控制、支架设计和施工都有较高的要求，由于节段缝数量较少，因此对预应力钢束布置、计算内力的调整和设计与施工匹配较难，须有针对性地统筹考虑。

4 构造与预应力钢束布置应对措施

本工程属于PPP 项目，具体设计时除按常规原则外，还须考虑：（1）满足工期进度要求；（2）设计方案与实际施工方案的匹配性；（3）便于后期施工方案调整不影响设计文件。

4.1 构造措施

根据转体方案确定单侧主梁转体段长为87 m，按4 m/3.75 m 长节段划分，便于后期施工单位根据实际情况确定现浇段，也为预应力钢束布置确定参考位置。

考虑预应力钢束仅锚固在大节段缝处无法满足结构受力要求，支架大节段现浇钢束锚固常采用箱梁内齿块或梁外齿槽，一般不采用梁外齿块。采用齿块方案增加结构自重；钢束尤其是腹板束存在竖弯和平弯，施工定位要求较高，预应力损失增大；齿块混凝土浇筑要求高；钢束张拉受箱内空间约束，操作不便。采用梁外设置齿槽能避免上述问题，但同时也存在底板齿槽影响支架的布置，须考虑张拉空间，对支架的设计和搭设要求较高，但相对齿块锚固形式仍有较大优势。本项目综合各方因素后，采用顶底板预留齿槽，结合腹板厚度，调整梗腋倒角保证锚下构造要求。

4.2 预应力钢束布置措施

本桥腹板束采用15Φs15.2，均锚固至底板，在底板设置齿槽。顶板悬臂束采用13Φs15.2，锚固至腹板齿槽处（见图3）。顶底板合龙束采用齿块锚固。预应力钢束的布置方案充分利用钢束，避免采用钢束连接器，也方便设计时内力调整。除底板钢束外，与常规施工工艺一致，便于质量控制。整体浇筑完后一次张拉，一次落架。经计算，主梁承载能力极限状态、正常使用极限状态和施工阶段各项指标均满足规范[2-3]要求，达到预设效果。实际施工张拉后，悬臂段的变形为+23 mm，与设计值+21 mm 基本一致，也验证此方案的可行性。

图3 部分钢束及齿槽示意图

5 结语

本桥是项目的关键节点，制约项目总工期，按大节段整体支架现浇设计，充分考虑项目的特点，悬臂钢束均采用齿槽锚固，达到预设要求。实际施工中，单侧转体段分为0# 块、1#-3# 块、4#-6# 块、7#-10#块4 个长现浇段，保障了项目的顺利贯通，节约了工期。项目在无配重下于2019年6月19/20 日完成了转体（见图4、图5），后续进行边中跨合龙。项目的顺利实施表明，在条件合适的情况下采用大节段整体支架现浇节约工程造价、加快施工进度，可为同类型桥梁提供类似实践经验。

图4 转体前平面图

图5 转体后平面图