悬臂浇筑连续梁施工技术要点与质量控制措施分析

杨文志

（中铁十六局集团第一工程有限公司，北京 101300）

0 引言

在高速铁路桥梁非常规跨度建设中，悬臂浇筑连续梁得到了广泛的应用[1]。该型桥梁的多道工序，比如模板安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑、预应力张拉等，都需要借助挂篮这一辅助设备来完成。一段桥梁的工序施工完成后，挂篮移动行走至下一道施工工序所在的位置，采用同样的流程顺序开展工程建设，直至桥梁整体结构全部搭建完成[2]。这种桥梁具有稳定的结构形式，同时实施工艺简单、安全系数高，具有独特的优势[3]。

关于悬臂浇筑连续梁的建设工艺，不仅在很多高速铁路工程非常规跨度桥梁建设项目中被积极拓展，很多学者也据此开展了卓有成效的理论研究。李辉等学者研究了悬臂浇筑连续梁的施工技术方案，指出进行桥梁设计时通过降低中支点正截面抗裂应力储备可以提升正截面法向压应力，从而提高桥梁整体稳定性[4]；王海宇结合工程实例研究了重力灌浆技术在悬臂浇筑施工中的应用方法，并提出了施工质量评价标准[5]；吴建强等学者以包头-银川铁路惠农-银川段连续梁为例，研究了高速铁路悬臂浇筑连续梁的施工质量控制措施[6]；李智在研究连续梁桥悬臂浇筑施工方法的基础上，分析了多种因素如桥梁结构分布、混凝土弹性模量以及张拉力等对桥梁建设质量的影响[7]。综合分析这些学者的研究成果可以看出，当前悬臂浇筑连续梁施工工艺较为成熟。在此基础上，本文结合工程实例，对项目所在地的地质水文特点进行深入分析，围绕施工中的建设重点，提出相应的施工技术要点与质量控制措施。

1 工程概况

1.1 项目基本情况

本文选择新建福州至厦门铁路工程建设项目中的萩芦溪特大桥作为研究对象。

北起福州市，经莆田市、泉州市，南至厦门市、漳州市，新建的福厦铁路位于福建省沿海地区。线路北端与合福铁路、温福铁路相连，南端与厦深铁路、龙厦铁路相连，与东南沿海铁路福厦段共线，既可构筑京福厦高铁客运大通道，也是东南沿海铁路客运大通道的重要组成部分，是京福厦高铁的重要组成部分。其中，萩芦溪特大桥位于福建省莆田市境内，起讫里程为DK065+623.510～DK066+611.070，萩芦溪特大桥在DK66+129.5处上跨湄渝高速，设计净空5.5m；在DK65+837.2处上跨水泥路，设计净空4.5m；在DK66+362.7 处上跨水泥路，设计净空4.5m；在DK66+200～DK66+310处跨越萩芦溪。

萩芦溪特大桥包含桥梁下部、桥面系、桥梁附属设施及大型临时设施等，共27 个墩台，采用21-32m 简支梁+1-（60+100+60）m连续梁+2-32m简支梁。该墩台基座为Ф1.0m、Ф1.25m、Ф2.0m钻孔灌注桩，桩长8.5～39.5m不等，共275根；桥台为长方形，5～20号桥墩为圆端形中空桥墩，其余为圆端形实体墩，高为8.35～28.85m。采用挂篮悬臂浇筑法进行桥梁施工建设。

1.2 地质水文特点

萩芦溪特大桥桥址属闽东山地及沿海岛屿地貌。东部地面标高0～50m，地势平坦开阔，水网密布，有萩芦溪串行其中。各岩土层为第四系人工填土、第四系全新统冲海基层和第四系残坡基层，基础结构不稳且容易受到地表水的冲击影响。地下水以松散岩层孔隙潜水为主，含有少量基岩裂隙水，分布于沿海平原和冲海积砂、砾石层河流阶地区的地下水，主要为疏松岩层的孔隙水、孔隙潜水或压力水，55%水量相对丰富，由大气降水和地表水补给。此外，该桥梁建设所在地雨量较充沛，年平均降水量1436mm，4～9月为雨季，降雨量占全年雨量的80%，且台风多发。

1.3 施工难点

综合萩芦溪特大桥所处的地理环境和工程项目建设标准，可以看出该桥梁建设过程中面临以下施工难点。

（1）新建福厦铁路为设计时速350km/h，属高速铁路，建设过程中对轨下桥梁平顺度要求高。因此，在建设萩芦溪特大桥过程中，需要重点关注连续梁桥施工线性控制，如控制不好易造成阶段衔接不平顺，影响桥梁美观和高速铁路行车稳定性。

（2）萩芦溪特大桥最高墩28m，空心墩施工难度大，在DK66+129.5 处上跨湄渝高速，现浇梁施工难度大，在DK66+200～DK66+310处跨越萩芦溪，挂篮悬臂浇筑施工时，受季风影响较大，桥梁的施工安全要求高。此外，该桥梁建设规划工期较短，不足一年时间，增加了施工组织的难度。

2 桥梁施工技术要点

2.1 工序安排

为了在较短工期内合理组织萩芦溪特大桥建设施工，按照平行流水作业法开展施工作业。综合考虑该桥梁所处的自然地质环境特点，在施工中重点控制连续梁施工后的沉降，荻芦溪特大桥所在工程段的总体工序见图1所示。

图1 萩芦溪特大桥所在工程段总体工序

在总体工序安排的基础上，将萩芦溪特大桥的施工分为下部结构工程和连续梁施工两部分。其中，下部结构工程施工的实施以桥架顺序为主分段组织、流水作业，工序安排如图2所示。

图2 萩芦溪特大桥下部结构工程工序安排

连续梁施工较复杂，施工质量控制点多，工序安排如图3所示。

图3 萩芦溪特大桥连续梁施工工序

2.2 关键技术

在萩芦溪特大桥施工中，确定0#块、悬浇梁块段、合拢段施工及钢筋处理等工序为关键工序，采用以下关键技术进行施工。

2.2.1 墩梁临时固结

墩梁固结过程中，需要将钢筋插入预留的墩顶，确保梁部的锚固长度在施工技术方案规定的限度内（本项目中规定≤1m）。为了便于拆卸，临时支座采用标号为C50的砼制作。

2.2.2 托架安装

托架采用现场拼装的方式，然后利用起吊机安装至预定位置，同时反复调整水平度，方便技术人员进行后续施工。

2.2.3 0#块施工

采用托架方式施工的墩顶现浇段，即为0#块。0#块托架采用钢管拼接设计。首先进行地基处理，夯实地基并检测混凝土结构强度后，进行支架搭设与底模安装。底模按梁底形状分块设计，便于吊模及拆模。之后，进行底模拱度调整，开展支架预压，并调整底模平整度与高度。支架预压时加载的载荷应该与底模变形量的预估值相匹配。底模调整到位后，再进行底模、腹板钢筋、预应力管道、内模和顶板钢筋的安装工作。安装到位后，再进行浇筑和维修混凝土，用压浆和封锚进行预应力张拉。最后拆除支架，完成0#块施工工序。

2.2.4 挂篮施工

（1）挂篮选择。挂篮选择稳固的菱形结构，采用简易结构设计，由五大部分组成：主体桁架，行走与锚固系统，吊带系统，底部平台系统，模板系统，挂篮应具有较大的承载能力。

（2）挂篮变形控制。挂篮的各部件运抵施工现场后，在0#梁端顶面进行拼装，完成后用于悬浇梁块段施工。挂篮在拼装时可能存在非完整性变形，影响到后续使用中的结构稳定性。为此，需要对挂篮的结构形变进行测量，利用均匀载荷进行预压，消除非弹性结构形变，之后进行预拱度计算，确保挂篮整体结构稳固且不会产生影响安全使用的形变。

2.2.5 悬浇梁块段施工

（1）模板施工。0#梁端支架和模板拆除之后，进行悬浇梁块段工序施工。施工前，需要进行模板安装。隔墙模板及腹板内模板采用现场拼装方式，拼装完成后开展载荷预压，一方面完成模板的紧固，另一方面试验与挂篮的匹配性，获得符合施工技术方案要求的挂篮挠度形变控制量，确保挂篮使用中的安全性。借助挂篮循环移位开展悬浇梁块段施工。挂篮经静载试验，达到施工技术标准要求后，再移至第一悬挂式浇筑梁块段，经调整位置后固定好，进行梁端模板安装、预应力管线安装、钢筋绑扎等工作。

（2）钢筋安装。钢筋在现场绑扎成型，在箱梁顶板、腹板内的预埋波纹管埋置前进行焊接。钢筋绑扎过程中需要技术人员控制模板的平面位置及高程，确保相互之间没有影响。钢筋绑扎时，先进行底板普通钢筋绑扎及竖向预应力钢筋梁底锚固端（包括垫板、锚固螺母及锚下螺旋筋）的安装，再进行腹板钢筋的绑扎、竖向波纹管及预应力钢筋的安装、腹板内纵向波纹管的安装，最后进行顶板普通钢筋的绑扎、顶板内纵向波纹管的安装、横向钢绞线及波纹管的安装。

（3）混凝土浇筑。钢筋绑扎完成后进行混凝土浇筑和养护。连续箱梁块的浇筑按照顺序从1#块开始，均采用一次浇筑成型技术完成。浇筑时，箱梁块模板要紧密结合前段梁段，严格按设计要求进行接缝处理，对接缝部位要严防错台、漏浆现象发生。预应力筋张拉、管道压浆、封锚前先进行混凝土修复。这时，第一个悬浇梁块段施工完成，移动挂篮继续重复施工。待全部悬浇梁块段施工完成后，进行合拢段施工。

（4）预应力施工。预应力施工按照纵向→竖向→横向的顺序进行。纵向施工时，首先进行钢筋定位，之后将管道穿入胶管并保持能够灵活转动，之后进行混凝土浇筑。竖向施工时，中部利用定位钢筋、顶面采用角钢等方法进行辅助，注意避免竖向预应力钢筋锚固端与墩身钢筋位置发生干涉。横向预应力施工时，钢绞线采用先穿孔后安装的方式辅助预应力张拉。

（5）线控监控。在施工时，需要注意对墩梁形变、挂篮形变、预应力张拉数值、压浆机压力等数据进行监测，同时重点关注合拢段高度差。对监测到的数据进行分析，通过将这些数据与施工技术方案规定的极限值进行对比，研判施工质量。一旦出现数据超标的情况，及时叫停当前工序，进行复盘检查，确保工程质量始终在技术方案要求的标准之内。

2.2.6 合拢段施工

在梁块段悬挂式浇筑全部完成后开始进行合拢段施工。芦溪特大桥在连续箱梁合拢施工时，边跨合拢完成后再进行中间跨合拢。图4为边跨合拢的施工工序。

图4 萩芦溪特大桥边跨合拢施工工序

边跨合拢时，边跨挂篮后退，边跨现浇段浇筑完成后，搭设支架，铺好底模，预压加载完成后，再安装边跨现浇段。完成预压后，进行钢筋绑扎边跨合拢段、预应力管线安装、合拢锁止、加水等工作。卸载水箱配重与边跨合拢段支承移位同步进行，之后进行边跨合拢段预应力张拉及固锚的浇筑。中段合拢段吊架安装安排在边跨合拢段支架拆除后进行。反复进行钢筋绑扎、安装预应力管道、合拢锁扣等施工，然后在浇筑中将罐体配重卸在跨合拢段的混凝土边，在完成预应力张拉和中跨合拢段锚固后，再将合拢吊架拆下，从而完成中间合拢段的施工。

3 桥梁施工质量控制措施

3.1 连续梁几何线性控制

产生几何形变误差的来源主要集中在合拢段施工。因此，为了消除几何形变，需要对合拢段的线性形变进行监测与控制。在施工现场设置合理的监测点，对合拢段的梁体进行联测，监测悬臂立模高度，确保高差为零。在合拢时，需要测量施工现场的温湿度，同时对梁体挠度值进行监测，判断温湿度对挠度变化的影响，在合适的温湿度环境下施工，消除挠度扰动。

3.2 连续梁结构应力控制

开展结构应力施工控制，需要对预应力管道的畅通性做好监测，同时采取措施保证管道畅通。管道接头处用胶带纸缠绕，再绑扎几道铁丝，加强接头的严密性。在混凝土浇筑过程中，派专人用略小于波纹管直径的通孔器通孔，使漏入管道内的水泥浆在未凝固前被掏出或擀成薄层。

3.3 连续梁结构稳定性控制

为了增强连续梁施工时的结构稳定性，在桩基施工时注意控制泥浆制备工艺，使入孔泥浆比重与地基结构相适应，特别是需要使穿越砂层的泥浆比重偏大，这样才能防止孔道坍塌。此外，还需要在钻孔前埋设坚固、防水的孔口护筒，防止周围泥土挤压使孔道变形，影响桩基埋设施工。在承台施工时，需要基坑护壁钢板桩的平面布置形状尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。各周边尺寸尽量符合板桩模数。

3.4 露筋问题质量控制

在桥梁工程施工中，露筋现象是常见的质量通病。一般来说，产生露筋现象的原因主要有以下几方面：

（1）混凝土振捣时钢筋垫块移位，或由于垫块太少，钢筋紧贴模板，造成拆模后出现露筋现象；

（2）钢筋混凝土构件断面小，钢筋过密，使钢筋密集处产生露筋；

（3）混凝土振捣时，振捣棒打在钢筋上，将钢筋振散移位，进而造成钢筋外露现象。

为了避免萩芦溪特大桥施工中出现露筋问题，在施工中重点做好以下技术预防措施：

（1）在做加强砼施工时，注意垫足垫块，确保厚度，并做好固定；

（2）在进行钢筋混凝土结构施工时，如遇钢筋较密集情况出现，应该选用尺寸合适的石子，避免石子太大卡在钢筋上，一般混凝土浇灌时应该采用细石混凝土；

（3）混凝土振捣时严禁震动钢筋，防止钢筋变形和移位，可用带刀片的振捣棒在钢筋密集处进行振捣。

4 结束语

在新建福州至厦门铁路工程项目建设中，萩芦溪特大桥结合所在地的地质水文特点和工期安排，重点做好了部分关键工序的施工，同时也采用了相关质量控制措施。通过以上方法的运用，荻芦溪特大桥顺利竣工，各项指标均符合技术设计方案的要求。在试用期内，荻芦溪特大桥结构稳定，有效保障了多种大型车辆的通行，并没有出现不良形变、结构开裂、桥面裂缝等常见质量通病。在后续研究中，需要拓展悬臂连续箱梁浇筑的施工工艺，通过技术的进步，严格控制预埋件处理、预应力张拉、混凝土施工等工艺的质量，推动建筑工艺水平的提高。