大跨度连续梁桥施工及关键技术研究

摘要 进入“十四五”开局之年，我国交通运输业发展迅速。与普通道路相比，高速公路、高速铁路的修建标准更高，连续梁桥以其适应性强、施工难度低、刚度大的优点在高速公路、高速铁路铁路修建中得到了广泛应用。针对这种情况，文章对大跨度连续梁桥常用的施工方法进行了研究，分析了大跨度连续梁桥施工过程中的关键技术;结合实际工程，对大跨度连续梁桥关键施工技术在桥梁线形控制方面的效果进行了研究。

关键词 大跨度连续梁桥;桥梁施工;技术研究

中图分类号 U445.4 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）11-0142-03

引言

为保证道路线形顺畅，新建高速公路和铁路的桥梁的数量逐年增加。其中，连续梁桥以其适应性强、投资少、施工难度低、刚度大的优良特性在高速公路与高速铁路的修建过程中得到了广泛的应用。但是，大跨度连续梁桥在施工过程中体系变化复杂，一旦出现质量问题，将直接影响整条线路的运营安全。因此，应当高度重视大跨度连续梁桥的施工关键技术的研究。该文结合连续梁桥常见的施工方法，对大跨度连续梁桥施工关键技术进行了优化，对提高工程质量具有积极意义[1-2]。

1 大跨度连续梁桥施工方法

大跨度连续梁桥施工技术经过多年的发展已经较为完善。常用的施工方法有支架现浇法、顶推法、悬臂施工法、转体施工法。

1.1 支架现浇法

支架现浇法是指先支立模架后整体浇筑的一种连续梁桥施工方法。根据架设模架的方式不同可以分为支架就地浇筑法和移动模架浇筑法。

支架就地浇筑法是指通过架设满堂支架为模板提供支撑，根据设计布设钢筋、预应力钢筋管道，整体浇筑形成连续梁桥的施工方法。采用该方法建造的连续梁桥具有质量高、施工简单、一体性较好的优点。但是，该施工方法需要架设大量支架，施工进度较慢、周期长，在跨线桥梁的建设中还会对地面交通产生影响。

移动模架浇筑法是指通过可移动式的模架去浇筑连续梁桥。该方法提高了桥梁施工机械的利用率，适用于桥梁跨度不大、跨数较多的连续梁桥施工。

1.2 顶推法

连续梁桥顶推施工法是指在桥梁施工场地后方建设梁体预制拼接场地，将需要架设的梁体结构分节预制，并通过预应力钢筋连接成为整体，在千斤顶的顶进作用下逐渐移动到指定位置的一种施工方法。

1.3 悬臂施工法

连续梁桥的悬臂施工法分为悬臂浇筑法和悬臂拼装法两种。其中，悬臂拼装法是指将预制好的梁体块通过预应力钢筋在桥墩两侧对称拼接加长，直至桥梁合龙的一种施工方法。悬臂浇筑法是指在梁体位置绑扎钢筋并浇筑混凝土，完成养护并施加预应力后，逐步在桥墩两侧对称加长梁体直至合龙的一种施工方法[3-4]。

由于采用悬臂浇筑的方法施工连续梁桥存在结构体系转换，在施工过程中注意对桥梁的线形和受力情况进行检测。

1.4 转体施工法

连续梁桥的转体施工方法是指提前完成桥梁的上部结构后，通过特殊支座将桥梁的上部结构转体合龙，从而完成桥梁修建的一种工法。根据转体的方式不同，可以将桥梁转体施工法分为竖向转体法和水平转体法。通过水平转体是否需要配重，将水平转体法分为无平衡配重转体法和平衡配重转体法[5]。该工法多适用于跨线桥以及道口多障碍物的大跨径连续梁桥的施工中。

2 大跨度连续梁桥施工关键技术

2.1 混凝土浇筑技术

钢筋混凝土是一种组合材料，材料性能不稳定，其力学性能受环境温湿度等因素的影响。桥梁工程中，梁体浇筑阶段混凝土放热会导致其产生应力和位移，使桥梁的实际状态偏离设计值，对桥梁的施工质量和施工进度产生影响。因此，在桥梁施工中，应当严格控制混凝土配合比，确保其符合设计方案和实际工程情况;否则会影响混凝土的凝固时间，不利于后续工程的顺利施工。工程中还应当根据工程施工进度调整机械设备数量，保证混凝土的生产和运输能力[6]。

2.2 连续梁桥施工线形控制技术

桥梁线形控制是大跨度连续梁桥的施工的施工过程中重要环节，是指对连续梁桥各个施工阶段的测量结果进行分析，与模型预测相比较，识别较大的偏差。结合桥梁施工的实际情况，有针对性地进行优化和解决。实际工程中主要通过计算立模标高对连续梁桥的线形进行控制，公式（1）为连续梁桥中立模标高计算公式。

（1）

式中，Hi——待浇筑梁体立模标高;Hoi——待澆筑梁体设计标高;f——立模预拱度的值。

2.3 监控量测技术

连续梁桥施工过程中的监控量测是桥梁线形控制的重要步骤。在连续梁桥的施工过程中，桥梁的受力体系会发生改变，其结构变形也会随着施工进行逐渐累积。如果不对连续梁桥的施工过程中的变形进行监控量测，并根据监控量测反馈信息及时调整施工方法，则会导致建成后的桥梁存在线形以及受力状态不合理的情况。因此，在大跨度连续梁桥的施工过程中进行监控量测是十分必要的[7]。

3 工程实例研究

3.1 项目概况

该文依托某高速公路大跨度连续梁桥，该连续梁桥采用悬臂浇筑法施工。在51#、52#桥墩施工完成后，将16个节段对称布置在51#、52#桥墩两侧，16个节段中除0#块与1#块采用现浇法浇筑外，其他节段均采用悬臂浇筑法进行施工。

3.2 线形控制

3.2.1 建模分析

结合实际工程，该文采用Midas Civil 2020建立模型进行有限元分析，根据设计资料对梁单元进行划分。连续梁桥梁体通过用梁单元模拟，模型建立过程中考虑荷载包括结构恒载、附加力的作用。通过有限元计算得出各单元在恒载作用下的挠度，其结果见表1所示。

3.2.2 挂篮弹性变形计算

根据现场测试，并结合设计资料经过计算得到挂篮弹性变形值见图1所示。图1描述了在挂篮作用下连续梁桥各梁体节段的弹性变形值，受到梁体节段自重的影响，0#段在挂篮的作用下会产生较大的弹性变形，该段挂篮弹性变形可达33 mm。随着悬臂浇筑的进行，梁体在挂篮作用下的弹性变形值的变化是非线性的，这是由于梁截面型状的变化以及梁体节段自重不同导致的。在中跨合龙段附近A14梁块的挂篮弹性变形的值为28 mm，变形值较小。计算挂篮弹性变形值，考虑了悬臂施工过程中挂篮对桥梁线形的影响，在悬臂施工的大跨度连续梁桥的线形控制方面具有积极意义。

3.2.3 立模标高计算

该连续梁桥采用挂篮浇筑法施工。为了更好控制桥梁线形，应对施工过程以及混凝土自重等引起的位移提前考虑，每一梁体节段都应当设置预拱度，使得桥梁建成后的实际高程与设计高程相等。该文考虑挂篮弹性变形以及恒载引起的挠度按照公式（2）、（3）对立模标高进行计算。

（2）

（3）

式中，Hi——立模标高;Hoi——设计标高;f1——预拱度（根据数值模拟结果以及设计资料对预拱度进行修正，忽略活载作用）;f2——挂篮弹性变形值;f——立模预拱度。连续梁桥进行施工时，应当根据修正后的立模高度进行施工，以保证建成后的桥梁线形满足要求。

根据以上公式计算得到51#、52#立模预拱度数据如图2所示。图2中，由于受到恒载等作用，该桥梁中跨段会产生较大挠度，因此在中跨段的A14梁块立模预拱度较大，立模预拱度为56 mm。桥墩0#梁块受到挂篮弹性变形的影响，也应当设置较大立模预拱度值，该处立模预拱度值为34 mm。经过计算，在悬臂施工过程中，梁体中跨产生的变形略大于边跨产生的变形，这是由于施工流程以及恒载作用引起的，为保证大跨度连续梁桥线形的精确控制应当结合数值模拟等手段对立模预拱度进行计算。

3.3 桥梁线形控制结果分析

根据现场实际情况进行测点的布置，并且对桥梁合龙后的梁底标高进行计算，整理得到梁底部实际与设计标高之间的误差。图3为梁底标高误差分布图。由图3可知，采用上述线形控制技术的误差控制效果较好，桥梁各部位沉降在沉降允许范围内。其中中跨与边跨合龙段附近的误差较大，跨中合龙段误差值为7 mm，表明大跨度连续梁桥边跨和中跨段的线形受到其他因素的影响较大难以控制，在大跨度连续梁桥施工过程中应当对合龙段的施工采取必要的施工质量控制措施。

4 结论

连续梁桥地形适应性强、投资少、施工难度低，在公路铁路的修建中应用广泛。因此，对连续梁桥常见的施工方法进行分析，针对影响大跨度连续梁桥施工关键技术进行优化是极为重要的。该文依托实际工程，对大跨度连续梁桥施工关键技术进行了研究，主要得出以下结论：

（1）当采用挂篮悬臂浇筑工法施工的大跨度连续梁桥施工线性控制计算时，应当充分考虑挂篮弹性变形的影响。计算挂篮弹性变形值分布图过程中也应当考虑到其分布非线性的情况。

（2）在立模预拱度的计算中，应考虑在悬臂施工过程中恒载作用下引起的挠度，结合数值模拟提高立模预拱度计算的精确度。为尽可能减小成桥后的梁底标高误差，在立模预拱度的计算中应当考虑活载的作用。

（3）成桥后梁底标高误差多集中于桥梁合龙处。因此，在大跨度连续梁桥修建过程中应当对边跨以及中跨合龙段的施工采取必要的施工控制措施，保证成桥后桥梁线形符合规定。

参考文献

[1]蒋功化， 刘丽萍， 周德. 大跨预应力混凝土连续梁桥的预应力损失识别[J]. 公路， 2021（9）： 226-231.

[2]陈兵. 悬臂浇筑法在大跨预应力混凝土连续梁桥施工中的应用[J]. 西部交通科技， 2017（8）： 62-65.

[3]鄭明坊， 苗连军， 张月辉. 大跨度连续梁桥施工监控关键技术[J]. 铁道建筑， 2011（10）： 8-10.

[4]鄢玉胜， 张鹏举， 曹增华. 城际铁路长联大跨连续梁桥设计关键技术研究[J]. 铁道标准设计， 2021（4）： 89-94.

[5]李兆峰， 牛忠荣， 丁仕洪， 等. 连续钢桁梁桥顶推施工过程整体式节点受力性能试验研究[J]. 建筑结构学报， 2020（2）： 182-190.

[6]鲍仕杰， 钱德玲， 戴启权， 等. 悬臂浇筑连续梁桥零号块的空间应力分析[J]. 合肥工业大学学报（自然科学版）， 2019（4）： 530-535.

[7]李倩. 大跨径变截面连续梁桥现浇施工方案探讨[J]. 西部交通科技， 2017（7）： 103-106.

收稿日期：2022-03-18

作者简介：赵波（1988—），男，本科，工程师，从事路桥建设管理工作。