空腹式刚构桥三角区施工技术研究

喻文远

（贵州路桥集团有限公司，贵州 贵阳 550018）

0 引言

六枝特大桥最大墩高196m，最大跨径320m，主桥长1292m，全桥长2023.5m。桥型布置为5×40m 预应力混凝土T 梁+（166m+3×320m+166m）预应力混凝土空腹式连续刚构箱梁+13×40m 预应力混凝土T梁。箱梁浇注节段为22m（上弦0 号段）+13×4m（上弦区段）+4×3m（汇合段）+（4×3.5m+4×4m+12×4.5m）（常规梁段），下弦浇注节段划分与上弦箱梁对应，为1m（下弦0 号段）+13×4m（下弦区段）。空腹段箱梁上弦高度7.5～6.5m，下弦箱梁高度8m；常规梁段箱梁跨中高度5m；下弦根部至梁顶中心高度40.5m。详见图1。

图1 六枝特大桥上构单“T”示意图（单位：m）

1 空腹式刚构桥三角区各节段施工技术要点

1.1 下弦X0—X2 号节段施工

1.1.1 X0 号节段施工

首先完成劲性骨架安装（整体吊装），安装牛腿、扁担梁及卸载块等，再完成底篮安装（整体吊装），底篮就位以后，需将底篮后横梁与墩身预埋板连接。X0号段模板采用钢模+内模形式，内模倒角处模板采用木模板，其他模板均采用钢模板。

1.1.2 X1 号节段施工

X0 号段施工完成后，拆除X0 号段模板，安装底篮后横梁内箱锚杆，安装中横梁，再安装挂篮模板，安装并张拉劲性骨架临时扣索。最后进行X1 号段钢筋及混凝土的施工。

1.1.3 X2 号节段施工

X1 号节段施工完成后，拆除底篮处前移吊带外的承重吊带，将内模临时导梁进行临时固定，拆除内模导梁前吊带。由于斜爬前中横梁未处于后滑座上，需提前利用塔吊、千斤顶配合，将中横梁移至后滑座上方，再利用千斤顶将整个吊架前移就位。吊架前移就位以后，将拆除的前吊带、底篮后锚安装就位。然后安装挂篮内导梁，利用链条葫芦将内模前移就位[1]。最后完成X2 号段钢筋及混凝土施工及预应力张拉。

1.1.4 吊篮前移及挂篮安装

X2 号段施工完成后，拆除劲性骨架前横联。然后，拆除模板拉杆，解除底篮内箱后锚，下放底篮30cm，解除导梁承重吊架，下方内模10cm。前移吊架至X3 号段施工位置。利用链条葫芦及钢丝绳，临时固定底篮前吊点及导梁至劲性骨架或已浇筑的混凝土梁段上。再拆除前上横梁及中上横梁，安装挂篮轨道及主桁，安装前上横梁及中横梁。最后，安装底篮、导梁吊带，完成挂篮安装。

1.2 上弦S0 号节段施工

上弦S0 号节段采用托架法施工，托架采用自行设计的可折叠伸缩式三角托架作为主要受力构件，上设321 型贝雷梁，铺设型钢分配梁至贝雷梁上，在分配梁上搭设盘扣架作为支架的受力结构。利用可调节顶托，调整底模纵坡。底模采用10 号槽钢及10cm×10cm 木方加2cm 厚竹胶板，侧模采用钢模板。由于上弦S0 号节段梁体较高，混凝土方量较大，采用两次浇筑施工。第一次浇筑至内箱上倒角处，第二次浇筑顶板及翼缘板部分[2]。

1.3 下弦X3—X13 号节段施工

下弦X3—X13 号节段采用临时扣索辅助挂篮施工工艺，挂篮采用三角斜爬挂篮。主桥上构配三角斜爬挂篮8 套，待下弦X2 号节段施工完成后，安装三角挂篮，对称完成下弦X3—X13 号节段悬浇施工。下弦利用墩柱作为索塔，临时扣索双索面通长设置，采用两端（节段端）对称张拉，张拉端锚固于下弦腹板中部。挂篮安装完成后，为防止上弦S0 号节段支架拆除时与下弦扣索冲突，需待上弦S0 号节段支架拆除完毕后，方可张拉拉索X1，进入下弦X3 号节段施工。

1.4 上弦S1—S13 号节段施工

上弦S1—S13 号节段采用临时扣索辅助挂篮施工工艺，挂篮采用菱形挂篮。主桥上构配菱形挂篮8套，待上弦S0 号节段施工完成后，安装菱形挂篮，对称完成上弦S1—S13 号节段悬浇施工。拉索张拉最早在上弦S2 号节段养护7d 以后，所以在安装挂篮及索塔时，优先安装挂篮。上弦临时索塔采用钢索塔，拉索采用双索面[3]。

1.5 上下弦14 号节段施工

在施工上下弦14 号节段前，需将上弦菱形挂篮与下弦三角斜爬挂篮重组。重组通过拆除上弦菱形挂篮底篮和下弦菱形挂篮主桁系统、主桁后锚固系统、轨道系统及前上横梁，将上弦菱形挂篮桥面部分的主桁系统、主桁后锚系统、轨道系统、导梁系统及前上横梁与下弦三角挂篮的底篮、内导梁重组[4]，组合成为一个新挂篮，完成上下弦14 号节段及后续悬浇梁段的施工。模板的重组方式为上下弦腹板外模连接，成为组合挂篮的腹板外模。

在施工上下弦14 号节段时，上下弦内模均保留；施工15 号节段及后续节段时，拆除下弦三角挂篮顶板模板，将腹板内模与上弦内模连接。上下弦14 号节段总高度达15m，所以在浇筑节段混凝土时，下弦X14号节段利用下弦混凝土输送管进行浇筑，上弦S14 号节段利用上弦混凝土输送管浇筑。下弦X14 号节段施工，是上构施工过程中的第一次结构体系转换，在下弦X14 号节段拉索X13 张拉以后，将上弦S13 号节段与下弦X13 号节段临时锁定，该锁定需在汇合段施工完成以后拆除。

2 空腹式刚构桥三角区挂篮悬灌施工关键技术要点

根据该桥上构结构形式的不同，采用菱形挂篮及三角斜爬挂篮进行悬臂施工。

2.1 菱形挂篮

2.1.1 主桁与扣索冲突问题的对策

由于扣索布置于顶部导角处，通过将主桁布置于扣索外侧，解决主桁与扣索冲突问题。

2.1.2 后锚扁担梁与扣索冲突问题的对策

由于后锚扁担梁较主桁更宽，所以在充分考虑截面尺寸、预应力管道的基础上，将主桁尽量外移，解决后锚扁担梁与扣索冲突问题。因需要考虑后锚拉杆受力尽量均匀，后锚扁担梁与扣索间距较小，施工出现误差时，还存在冲突可能。设计挂篮时，在后锚扁担梁下方设置可拆除垫块，从而在竖向避开扣索影响，确保扣索与后锚扁担梁不冲突[5]。

2.1.3 主桁横联与扣索冲突问题的对策

施工上弦S2 节段时，扣索倾角最大，为最不利状态。通过提高主桁横联高度，确保在张拉扣索S1 时，扣索与主桁横联还有一定的安全距离，从而解决主桁横联与扣索冲突问题。

2.2 三角斜爬挂篮

浇筑混凝土时，在主桁下滑座后方轨道两侧，各设置一个螺纹撑杆以解决主桁下滑问题；通过将内导梁吊架固结于顶板混凝土底面，导梁与承重吊架之间通过铰接连接，从而解决导梁下滑问题；在底篮纵梁后方设置前移挡块，施工时插入预埋在已浇梁段底板下方的预留槽中[6]。挂篮斜爬时，主桁下滑力传递到轨道上，通过在轨道尾部设置螺纹撑杆，克服挂篮斜爬时产生的下滑力。

2.2.1 主桁与扣索冲突问题的对策

在横断面上，扣索设置于腹板中部，将主桁布置于扣索内侧。

2.2.2 后锚扁担梁与扣索冲突问题的对策

挂篮主桁设置时尽量靠近腹板，导致后锚扁担梁通过常规方案设置较难避开扣索影响。所以在主桁后锚位置设置后横联，将后锚扁担梁设置于主桁内侧。

2.3 挂篮预压

对于该桥上下弦箱梁的挂篮在地面进行加载试验，先在地面铺设导梁，然后进行挂篮拼装和锚固，而后在前支点处安装千斤顶。通过液压千斤顶逐级进行加载试验，模拟受力情况，观测挂篮主桁变形和吊带受力后的弹性变形情况。根据计算，当施工22 号节段时，菱形挂篮所受荷载最大，单片主桁所受荷载为1297.9kN；当施工下弦X3 号节段时，三角挂篮所受荷载最大，单片主桁所受荷载为1428.3kN。按所受荷载的1.2 倍进行预压，菱形挂篮预压总荷载为1557.5kN，三角挂篮预压总荷载为1714.0kN。在加载过程中，如有异常情况应立即停止加载，并逐级卸载。分析原因，解决问题后，再重新加载。挂篮桁架预压加载、卸载详见表1、表2。

表1 挂篮桁架预压加载表

表2 挂篮桁架预压卸载表

2.4 挂篮拼装

挂篮拼装参考挂篮厂家提供的挂篮设计图进行。由于下弦挂篮在施工下弦X0—X2 号节段时，内模及导梁已经安装就位，待主桁架安装完毕后，吊杆连接底篮及内导梁即完成下弦挂篮安装。下弦挂篮轨道及主桁架吊装就位以后，立即完成对于螺纹撑杆的安装，防止轨道及主桁架下滑。

2.5 挂篮拆除

上弦菱形挂篮的底篮部分在施工完13 号节段以后，利用塔吊进行拆除。下弦施工至X13 号节段时，三角挂篮除底篮、外模板、内导梁及内模外的其他部件，利用塔吊进行拆除。上弦挂篮底篮部分及下弦挂篮梁上部分拆除以后，将上弦挂篮与下弦挂篮重组为一个新菱形挂篮，完成后续节段的施工。桥面部分待全桥合龙后，利用25t 吊车在桥面上拆除运走。内模及内导梁通过人工拆除后，转至桥面后运走。在挂篮拆除过程中，需由技术人员全程指挥，确保拆除工作安全进行[7]。

2.6 挂篮施工其他注意事项

当风力大于等于6 级时，严禁进行挂篮移位作业，同时将挂篮锚固于梁体上，必要时需设置缆风绳增加挂篮的抗风稳定性。在挂篮所有工作平台上，严禁堆放任何物料或机具。采用倒链葫芦吊挂调节底篮高度时，必须保证各吊点倒链葫芦同步起升，防止底篮扭曲变形。所有倒链葫芦在挂篮悬灌过程中，不承担施工载荷，仅作调节标高用，主要载荷由相应位置吊杆承担[8]。挂篮主桁前支点中心位置离梁端距离不得小于40cm。混凝土浇筑必须同步对称进行。在混凝土浇筑完成并达到设计要求强度前，不得提前拆除内、外模对拉杆，防止模板胀模。该桥第6 跨及第7 跨跨越228 县道，在悬臂施工至该处前，需搭设防护棚架。下弦挂篮前移前，需确保轨道后螺纹撑杆支承牢固。

3 结语

综上所述，六枝特大桥主桥上构为预应力混凝土悬浇空腹式连续刚构箱梁，结构新且复杂。在三角区施工过程中，结构体系转换较频繁，给施工带来严峻的考验。尤其挂篮悬臂施工技术应用，是六枝特大桥施工的关键。只有做好上述空腹式刚构桥三角区施工技术管理工作，才能为整个桥梁工程建设圆满完成注入“强心剂”和吃下“定心丸”。