张湾特大桥低净空跨国道箱梁悬臂浇筑关键技术.pdf

1052024年1月上 第01期 总第421期工程设计施工与管理China Science&Technology Overview0 引言随着我国“五纵七横”线路规划的建设推进和经济的高速发展，高速公路和铁路网建设加快，这对交通道路建设也提出了更高的要求。近年来，不断出现低净空下跨国道的立体化道路布局1。低净空下的道路施工作业，由于空间有限，传统的预制梁法施工需要吊装作业，不能满足建设要求2。为缓解交通压力，加快道路施工，类似于低净空跨国道的箱梁浇筑施工建设方法越来越被广泛运用到交通道路建设中。箱梁浇筑施工一般采用悬臂浇筑施工工艺，也叫挂篮法施工。与其他施工技术相比，悬臂浇筑施工技术存在质量轻、装配难度小、重压小、工程施工建设中应用灵活等特点3，已被广泛应用在低净空和跨桥施工领域内。例如，箱梁悬臂浇筑方法可以有效应用在大跨度拱桥施工中4；湖北郧十头堰大桥采用了箱梁悬臂施工技术5；清水江特大桥采用了“挂篮悬臂浇筑+斜拉扣挂法”的拱圈施工技术方法进行悬臂浇筑6。此外，悬臂浇筑施工法也存在一些问题需要解决。王海宇7采用重力灌浆处理方式，并利用 PSB 螺纹钢和双线钢筋网片构建连续梁 T 构造加固支座的方式，解决了高速铁路连续梁施工的浇筑效果存在高差的问题，并进行了工程应用。张浩8对挂篮悬臂施工进行预压试验和仿真分析，发现挂篮在卸载前后会产生变形，需要开展桥梁的线性监测和荷载监测分析，保障安全施工。为解决大跨度桥梁预压不充分问题，钱博9采用智能液压联动预压施工技术改善了预压效果。郑州迎宾大道选用 T 型连续钢构桥悬臂浇筑施工工艺取得一定效果，但也存在挂篮选型复杂、梁桥线性控制困难、挂篮行走易倾覆等问题10。采用悬臂浇筑法施工时，由于受到建桥环境的限制，可能出现低净空导致无法对称悬臂施工的情况发生；浇筑过程中，随着悬臂长度的增加，要重视梁桥的安全性11。收稿日期：2023-05-31*基金项目：国家重点研发计划项目（No.2019YFC0605103、No.2019YFC0605104）作者简介：焦景涛（1992），男，山西运城人，工程师，从事施工技术管理工作。张湾特大桥低净空跨国道箱梁悬臂浇筑关键技术*焦景涛1于航1史春宇1张志鸿1杨凡杰2（1.中交隧道工程局有限公司，北京 100000；2.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉 430071）摘要：随着交通建设的高速发展，悬臂浇筑施工技术被广泛应用于桥梁建设中。张湾特大桥斜跨 S335 省道，采用箱梁悬臂浇筑技术在低净空下施工。依托张湾特大桥为工程背景，针对现场箱梁悬臂浇筑施工过程中存在的技术难点，采取一定的应对方案，改进悬臂浇筑技术措施，经现场实施后效果良好，有效保障了施工的可靠性和安全性。关键词：交通；低净空；跨国道；悬臂浇筑技术；桥梁施工中图分类号：U445.4 文献标识码：B 文章编号：1671-2064(2024)01-0105-03虽然悬臂浇筑技术具有适应性强的优点，但也存在一些不足之处。其中，荷载控制和位移控制是关键，具体问题还要结合具体的工程实例进行分析，从而给出解决方案。张湾特大桥下跨 S335 省道，与省道保持低净空作业施工。本文依托张湾特大桥为工程背景，针对现场箱梁悬臂浇筑施工过程存在的技术难点，分析相应的技术方案和改进措施，有效保障施工的可靠性和安全性。1 工程概况及技术难点1.1 工程概况及施工方案1.1.1 工程概况渑池至淅川高速公路西峡至淅川段主体工程施工XXTJ-3 标段里程范围为 K27+008 K40+423，标段线路全长 14.145km。其中，张湾特大桥起点里程为 K34+178.88，桥梁终点里程为K37+099.12，桥梁全长2920.24m，分左右两幅，桥面总宽2m12.5m；桥梁结构形式为6340+630+（56.12+100+56.12）；桥梁上部结构采用 30m、40m 简支转连续 T 梁、现浇预应力砼连续箱梁；下部采用双柱式墩，方柱式墩，肋板式桥台，桩基础。张湾特大桥于淅川县张湾村附近跨越汉江二级支流老灌河，老灌河东岸紧邻 S335 省道，路线与省道交叉桩号 K36+990，交叉角度 25，净空预留不小于 5m，跨越省道处设 56.12+100+56.12m 连续梁，墩号为 69#72#，其中 70#、71#为连续梁主墩。张湾特大桥施工平面图如图 1 所示。1.1.2 施工方案连续梁主墩施工完后，在承台顶安装落地钢管支架，进行预压并施工 0#块，张拉预应力束；在 0#块上拼装挂篮，开始对称悬臂浇筑 1#10#标准节块，并保证主“T”构端基本同步施工，浇筑混凝土时，两边块件混凝土相差不得超过块件重量的 5%；标准节块施工的同时，完成边跨现浇段支架搭设、混凝土浇筑；按照先边跨合龙、1062024年1月上 第01期 总第421期工程设计施工与管理China Science&Technology Overview再中跨合龙的顺序，完成连续梁的主体施工。1.2 施工技术难点张湾特大桥悬臂浇筑施工主要步骤包括挂篮拼装、挂篮悬臂灌注施工（模板施工、钢筋施工、预应力施工、预埋件施工、工作孔布置、混凝土施工、混凝土浇筑时的监测、挂篮走行、挂篮拆除）。在此施工过程中，存在七大施工技术难点。（1）悬臂现浇连续刚构跨度大，主跨为 100m，施工时线形控制难度较大。（2）连续梁主跨上跨 S335 省道，既有道路车流量大，上跨施工时安全风险大。（3）0 块梁体内钢筋密集，预应力管道高度集中，加之主墩处有 2 道横隔板，结构复杂，施工时对混凝土捣固质量要求较高。（4）梁体体积大，混凝土数量大。施工时，对混凝土的供应能力及施工的组织要做好安排，大体积混凝土施工需要采取有效的措施降低混凝土内部的水化热，防止由于内外温差过高及混凝土收缩引起结构裂缝，同时采取措施防止预应力筋张拉前混凝土早期开裂。（5）连续刚构在架梁主线上，为工期控制工程，施工工期紧，进度压力大。（6）预应力束长，预应力张拉要求高，预应力施工难度大。（7）挂篮安装、移动、锚固、安全防护是本连续梁施工安全的重点。2 悬臂浇筑关键技术张湾特大桥悬臂浇筑施工中的关键是克服现存的技术难点，总结该悬臂浇筑关键技术现存技术难点的基础上，给出以下解决方案。2.1 跨度大、线性控制难首先，聘请有相关资质和类似工程施工经验的专业线性监控单位，负责组织实施。其次，编制该连续梁的专项线性监控实施细则，报请上级技术部门审核批准后，严格按照实施细则执行。再次，加强与监控单位监控数据校核，必要时邀请第三方复核。最后，做好过程中监控数据的分析比对及相关信息的反馈，及时调整相关参数。2.2 跨省道施工安全风险大首先，施工前联系公路主管部门做好上跨施工报建工作。其次，跨公路施工时，采用吊棚兜底防护，并在吊棚上配备相关安全防护措施，设计一种可调节顶棚高度的桥梁施工用防护棚，适应道路实际情况。再次，安排专人在既有公路及施工作业面上对施工全过程进行安全防护。最后，制定相关安全应急预案并定期演练。2.3 0#段钢筋密集振捣要求高首先，在内模安装时，根据振捣设备规格性能，同时方便人员操作，在内模上预留工作窗。其次，为保证梁体“砼内实外美”，采用插入振捣与附着式振捣相结合的振捣方式。最后，由于梁体内钢筋较密集，现场应配备一定数量的小直径捣鼓棒，便于操作。2.4 大体积砼施工防裂首先，配备足够数量的砼养护器材，并按要求及时养护。其次，浇筑后按照一定时间间隔测量记录温度，并绘制温度变化曲线，分析温控措施的时效性。最后，根据分析成果及时调整温控措施。2.5 重点控制工程、工期紧首先，优化施工组织设计，按照计划工期，制定节点工期推进计划。其次，优化资源配置，保证人员、机械、物资的及时到位，确保节点工期的实现。最后，制定雨季、高温天气施工保障措施。2.6 预应力施工首先，做好预应力钢绞线、锚具、波纹管等材料进场验收工作。其次，按要求定时校核张拉、压浆设备。再图1 张湾特大桥施工平面图1072024年1月上 第01期 总第421期工程设计施工与管理China Science&Technology Overview次，落实内部旁站制度，并做好相关记录。最后，严格按照规范及图纸要求的作业顺序实施。2.7 挂篮使用及安全防护首先，挂篮的前移、锚固严格执行领导带班制，并留有安全检查记录，当班领导验收合格方可进入下道工序。其次，安排专人跨道路进行跟班安全防护。再次，设计一种新型桥梁施工用挂篮，可调节挂篮的高度和斜度，满足桥梁较厚位置向较薄位置一端弧状过渡的施工要求。最后，定期对挂篮及其构配件、防护措施进行定期专项安全检查，对检查出的问题整改闭合后方可继续施工，还要加强挂篮使用及跨公路施工安全教育。3 张湾特大桥低净空跨国道箱梁实施效果按照上述悬臂浇筑技术现场施工后，张湾特大桥按时、按质顺利完工。张湾特大桥跨省道的实施效果如图 2所示，桥梁线型控制良好，桥梁变形量控制稳定，桥体本身无开裂现象，桥梁下方所设防护棚能有效保护车辆和人员安全，建成的大桥具有较好的可靠性和安全性。图2 张湾特大桥现场实施效果4 结论以低净空跨国道的张湾特大桥为工程背景，介绍该大桥箱梁悬臂浇筑技术的技术方案和技术难点，并根据该技术难点给出了对应的技术措施，改进悬臂浇筑技术。按照设计规范和技术手段实施后的大桥建设效果良好，可以满足实际需要，悬臂浇筑技术在张湾特大桥建设中得到了有效应用。参考文献1 刘杨.上跨高速铁路侧限低净空架梁施工技术研究J.铁道建筑技术,2021(9):96-101.2 方向升.低净空下预制箱梁吊装方法研究J.内蒙古煤炭经济,2020(20):134-136.3 陶云德.大跨度现浇悬臂梁挂篮施工技术分析J.工程技术研究,2022,7(19):49-51.4 陈炜.大跨径箱形混凝土拱桥悬臂浇筑施工技术J.交通世界,2023(8):112-114.5 武新占.湖北郧十头堰大桥连续刚构悬臂施工技术J.中国新技术新产品,2022(13):114-117.6 张红涛,韩喆,陈烨.清水江特大桥悬浇拱圈施工技术研究J.石家庄铁路职业技术学院学报,2023,22(1):39-43.7 王海宇.高速铁路连续梁工程悬臂浇筑施工技术J.工程机械与维修,2023(2):141-143.8 张浩.挂篮悬臂浇筑连续刚构桥施工监测监控技术阐述与探究J.居业,2023(3):40-429 钱博.大跨径桥梁悬臂浇筑智能液压联动预压施工关键技术研究J.科学技术创新,2023(6):149-152.10 郭文滨.大幅宽连续刚构桥悬臂浇筑法施工工艺J.四川水力发电,2023,42(2):61-67.11 卢靖宇,王晓佳,盛建军,等.桥梁传统施工技术发展研究综述J.施工技术,2023(2):1-16.Key Techniques for Cantilever Pouring of Box Girders in Low Clearance Cross Border Bridges of Zhangwan BridgeJIAO Jingtao1,YU Hang1,SHI Chunyu1,ZHANG Zhihong1,YANG Fanjie2（1.CCCC Tunnel Engineering Company Limited,Beijing 100000;2.State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering,Institute of Rock and Soil Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Wuhan Hubei 430071)Abstract:Due to the rapid development of transportation construction,cantilever pouring construction technology is widely used in bridge construction.The Zhangwan Bridge spans provincial highway S335 diagonally and was constructed using box girder cantilever pouring technology with low clearance.Based on the engineering background of the Zhangwan Bridge,In response to some technical difficulties in the on-site cantilever pouring construction process of box girders,certain response plans were taken,and the cantilever pouring technical measures were improved.After on-site implementation,the effect is good,effectively ensuring the reliability and safety of the construction.Key words:transportation;low headroom;cross border roads;cantilever pouring technology;bridge construction