某刚构桥悬臂浇筑施工阶段的稳定性分析

李治发

摘要 连续刚构桥梁因其良好的整体性和较高的承载力，以及施工技术简单，在高速公路建设上得到广泛运用。其上部结构与桥墩固结，梁体承受较大荷载时，会出现负弯矩，混凝土收缩徐变也会造成一定的不利影响。基于此，文章以某高速公路大桥项目为案例，分析了刚构桥梁的结构特性以及施工控制方法，总结了桥梁施工过程中的稳定性控制技术，具体包括从施工变形、施工应力、施工稳定性及安全性等方面进行控制的技术要点，以最大限度地减少误差，提高施工质量。

关键词 高速公路桥梁项目；连续刚构桥梁；悬臂浇筑；施工稳定性分析

中图分类号 U445.4文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）09-0123-03

0 引言

建设高速公路桥梁，通常会使用连续刚构桥梁结构形式，其整体性较好，可承受较大压力，且便于施工建设，桥梁的上部结构和桥墩牢固连接，梁体受荷载影响，会出现负弯矩，混凝土收缩形变、温度变化也会影响其整体质量。所以，该文论述了连续刚构桥梁的结构特点以及施工控制方法，分析了施工稳定性，旨在提高施工质量。

1 大跨径连续刚构桥梁的特点

1.1 桥梁上部结构特点

连续刚构桥梁的上部结构与桥墩相互固结，未安装支座，其上部结构没有伸缩缝，行车的稳定性较高。该桥梁属于多次超静定结构，桥墩顶端的梁体，会出现明显的负弯矩，需通过设计变截面，来消除不利影响。

1.2 桥梁下部结构特点

该桥梁为多次超静定结构，不论是施工阶段还是后期运营，混凝土形变及温度变化，都会对其产生影响，导致梁体纵向大幅度地移动，且桥梁的下部结构需承受水平方向的荷载。设计桥梁时，其下部结构使用柔性双薄壁墩，主要是为了避免出现较大弯矩[1]。

1.3 桥梁受力特点

受力程度相同时，相较于连续桥梁，刚构桥梁的跨中截面的正弯矩较小，而两者的桥墩顶部负弯矩非常接近。建造刚构桥梁时，其下部结构使用柔性双薄壁墩，是为了避免受到水平荷载的较大影响，并使桥梁能抵抗更高等级的振动。

2 大跨径连续刚构桥梁的施工控制方法

为确保桥梁安全高效施工，在施工过程中需要实时监测刚构桥梁的状态，通过收集并分析监测数据，达到有效控制其稳定性的目的。基于各项分析实践可知，建造施工连续刚构桥梁过程中，所用的施工控制方法主要有四种：

2.1 桥梁施工变形控制

建造桥梁时，受桥梁自身重量的影响，梁体会出现挠曲变形，而采用的施工技术不当会加剧变形问题。针对此问题，需采取相关措施有效控制变形，避免影响到桥梁合龙[2]。

2.2 桥梁施工应力控制

施工建设刚构桥梁时，梁体结构发生变化，会影响到其结构内力。桥梁合龙阶段，还未产生连续刚构作用效应，其承载力较小，如果结构内力大于设计标准，会对桥梁结构产生严重伤害，导致桥梁的安全性明显降低。在连续刚构桥梁的施工环节，为了解桥梁受力情况，需要实时监测桥梁的应力，通过分析监测数据，采取有效措施控制施工活动[3]。

2.3 桥梁施工稳定性控制

连续刚构桥梁设计跨度不斷增大，桥墩越来越高，会导致刚构桥梁部分位置的刚度下降，不利于安全稳定地推进桥梁施工，所以需针对桥梁施工环节的梁体变形及内力开展全面分析，采取相关措施有效控制施工稳定性，从而准确评价桥梁稳定性。

2.4 桥梁施工安全控制

为确保顺利建设连续刚构桥梁，必须对其施工安全进行有效控制。有效控制措施主要分为桥梁结构及施工人员两方面的安全控制。刚构桥梁承受外部荷载，其形状会发生改变，为实现桥梁的结构安全，一方面要控制桥梁在受力状态方面的形变，另一方面要控制施工稳定性。桥梁施工过程中，施工方应制定并实施具体的安保措施，以确保施工人员的安全，实现人员安全控制的目标[4]。

3 工程概况

某高速公路大桥的长度为898 m，其中心、起点及终点的桩号依次为DZK20+780、DZK20+331和DZK21+229。该桥梁的结构设计为两墩四跨，边跨与中跨的长度分别为60 m和120 m，桥梁顶宽12.5 m，其上部结构设计为变截面预应力连续刚构体系。建设其上部结构，使用挂篮法浇筑而成，2#节段悬臂现浇梁重达149 t，挂篮重70 t。图1～2表示T桥梁的中跨与边跨梁体节段布置情况。

4 桥梁施工稳定性控制技术

4.1 0#与1#块的施工

该大桥项目位于山地，需设计较高的桥梁主墩，建造0#块与1#块时，地形因素加大了施工难度。综合考虑当地复杂地形因素，在该段施工选用锚固三角托架方案[5]。

采用该方法进行施工，用锚固筋和牛腿将三脚架与柱墩牢固连接，得到牢固稳定的支撑结构，在上面放置支架托架平台，确保实现顺利浇筑。图3表示锚固三角托架法结构受力形式。

4.2 挂篮的悬臂浇筑

连续刚构桥梁的施工阶段，挂篮法悬臂浇筑结构时，会损害到桥梁的内部构造。所以，加工制作的悬臂挂篮，应提升施工质量为目标，采取措施改进结构及施工技术。通过比较各种挂篮结构形式，发现菱形挂篮的拼装难度较低，可快速完成拆卸[6]。结合项目建设的具体需求，依照相关设计规范，选用了菱形挂篮形式。

4.3 合龙段施工

温度变化、施工技术等会影响到刚构桥梁的合龙施工效果。施工过程中，运用吊架法先合龙边跨，再运用挂篮法合龙中跨，从而确保施工质量符合要求。

合龙施工前，需在梁体节段顶板及底板处设置钢筋骨架，并焊接在一起，合龙段混凝土为C55高强混凝土，从而全面提升合龙质量，确保梁体能承受较大压力。并依照经评审的施工方案要求，确保各工序的顺利推进，以提升合龙段整体质量[7]。图4为合龙段施工工艺流程。

4.4 立模标高的计算

刚构桥梁施工环节，梁体出现挠度弯曲，会影响到桥梁的线形及合龙施工质量。为有效减小桥梁线形的偏差值，避免出现明显的结构内力，需测算不利因素对立模预拱度及标高的影响，从而指导项目施工，图5表示其立模预拱度。

在刚构桥梁的施工阶段，及时监测了梁体的运行状态，且根据工艺流程有效控制立模标高：

（1）开始施工之前，通过分析梁体受力情况，并综合考虑立模标高，从而明确施工控制的相应标准。

（2）如果实际数值与标准值的偏差不足2 cm，可根据施工方案继续推进施工，如果偏差大于2 cm，则需进行优化后再继续推进建设[8]。

5 施工稳定性分析

梁体完成合龙之后，测量梁体节段的高程，将其比对设计标准值，从而确定各个节段的误差，图6为各节段的标高误差。

分析图6发现：

（1）有些节段的标高误差为正，完成施工后，各梁体节段的标高误差相互間具有差异，但并未影响到梁体整体线形，充分表明控制施工稳定性的措施，发挥了良好作用。

（2）继续推进桥梁建设，各节段误差会不断累积，且与0#块与1#块距离越远，则会产生更大的标高误差，梁体合龙段的误差最大[9]。

（3）通过分析刚构桥梁施工阶段的相关内容与梁体结构特性发现，混凝土发生收缩徐变会导致标高误差的出现，此类影响有时效性，会持续一段时间，随着时间的推移会趋于稳定，且梁段标高会逐渐实现与设计值基本一致[10]。

6 结论

综上所述，该文论述了大跨径连续刚构桥梁的结构特点及施工控制方法，并结合工程项目案例，分析了各种施工稳定性控制技术，运用梁段标高误差总结了施工稳定性，所得结论如下：

（1）连续刚构桥梁的上部结构与梁墩相互固结，混凝土收缩徐变及温度对其有较大影响，且会出现明显的次内力。

（2）连续刚构桥梁的施工控制方法主要有施工变形、应力、稳定性及安全性等控制技术。

（3）通过监控手段，测量了施工阶段及建成后的桥梁线形，通过分析测量数据可知：①针对大跨径连续性刚构桥梁施工，使用的稳定性控制方法取得了良好效果；②混凝土收缩徐变及温度会影响到梁体，另外施工作业流程缺乏规范性，都会导致出现标高误差。

参考文献

[1]韦道松. 连续刚构桥挂篮施工工艺及稳定性分析[J]. 西部交通科技， 2022（7）： 164-166.

[2]杨鑫. 高墩大跨径连续刚构桥施工过程中稳定性分析[J]. 交通世界， 2021（16）： 83-86.

[3]杨龙， 沈林丽， 段永凤， 等. 高墩大跨刚构桥施工稳定性分析及控制[J]. 施工技术， 2020（S1）： 1215-1218.

[4]王申， 谢晓杰. 大跨径连续刚构桥悬臂浇筑施工稳定性分析[J]. 公路工程， 2019（2）： 138-142.

[5]许红胜， 刘岐， 颜东煌， 等. 连续刚构桥悬臂施工过程主梁变形影响因素研究[J]. 公路与汽运， 2021（6）： 102-105.

[6]赖清海. 翔安大道跨线桥悬臂浇筑施工安全管理[C]. 《施工技术》杂志社， 亚太建设科技信息研究院有限公司. 2020年全国土木工程施工技术交流会论文集（下册）， 2020： 145-148.

[7]于松波. 大跨径预应力混凝土连续刚构桥悬臂施工线形控制分析[J]. 黑龙江交通科技， 2021（11）： 108-110.

[8]任涵. 大跨度连续刚构桥梁悬臂浇筑施工技术要点[J]. 四川建材， 2022（5）： 115-116.

[9]赖清海. 翔安大道跨线桥悬臂浇筑施工安全管理[C]. 《施工技术》杂志社， 亚太建设科技信息研究院有限公司. 2020年全国土木工程施工技术交流会论文集（下册）， 2020： 145-148.

[10]宋少骞. 大跨度连续刚构桥梁悬臂浇筑施工关键工序的施工质量控制[J]. 建设监理， 2020（3）： 83-85.