浅谈超高墩大跨连续钢结构主墩形式关键技术

浅谈超高墩大跨连续钢结构主墩形式关键技术

齐文学

齐文学

黑龙江启邦建筑工程有限公司

摘要：随着我国经济的快速发展，城市化进程速度加快，桥梁施工是我国交通工程项目中的重要环节，尤其是大型的超高墩大跨度的主桥结构形式，需要建筑设计师在其质量和安全性方面做好规划，我国有大量的桥梁建筑采用连续性钢结构的设计，在稳定性和预应力及经济性方面都符合施工的要求。本文从我国大型的桥梁施工入手，对其技术手段进行深入分析和探讨，提出相应的解决措施和方案。

关键词：连续钢结构；超高墩；稳定性；关键技术

一、超高墩大跨连续钢结构主墩形式的概述

随着我国经济的快速发展，为了满足国民经济迅速发展，大跨度桥梁日益增多，连续刚构桥由于结构整体性好、跨越能力大、抗震能力强、抗扭潜力大、施工简单、伸缩缝少和行车平顺舒适等优点，我国大跨桥梁中广泛应用。

连续钢结构是墩梁固结的超静定结构，对施工的荷载、预应力、墩台不均匀沉降、温度和混凝土收缩徐变等影响比较敏感，在施工过程中，结构体系不断变化，其应力和位移处在动态，如不通过监测及时发现实测值与计算理论值相差很大的问题并采取措施进行调整，可能会出现结构跨中下挠或其它事故。下挠过大，会影响外观，还会影响桥梁的使用安全。所以为了保证桥梁的施工过程中结构的安全、桥梁的顺利合拢及合拢后成桥线形良好，大跨度连续钢结构桥施工控制不可少。

二、预应力混凝土连续刚构桥施工容易出现的问题

1.施工预拱度及成桥线形的计算不准确

为保证一个跨径内的两个悬臂端的合龙精度，同时全桥的成桥线形平顺，在运营一定时间后桥面能够达到设计所要求的标高，因此必须确定上部结构每一段浇段的预拱度。因此，在预应力连续刚构桥施工中需要重点进行施工预拱度及成桥线形的计算。但因预应力连续刚构桥施工预拱度及成桥线形计算中需要对梁段自重、预加应力、预加应力损失、基础沉降、桥墩变位、混凝土的弹性模量等多方面进行计算，在计算过程中容易受到某些因素的影响，使得施工预拱度及成桥线形计算结果存在偏差，这将会对后续施工有很大影响。

2.关键截面的应力低

预应力混凝土刚构桥施工过程中，设计单位都要给出关键截面的应力值。但在具体的预应力混凝土连续刚构桥施工中，所得到的关键截面应力值都会与设计单位给出的应力值有所偏差，因此在具体施工中，还需要根据施工的实际情况及全桥应用分布要求，对关键截面的应力值再行测量。然而，预应力混凝土连续刚构桥关键截面的应力值测量，容易受到人为因素、仪器等多方面的影响，使得关键截面的应力存在偏差。

3.对混凝土的收缩认识不到位

很多桥梁在施工完成后，主梁的混凝土收缩造成桥体跨中下挠。但现役的连续刚构桥出现，正常下挠后，再出现严重的下挠。在桥梁建设前期，没有充分认识到混凝土的徐变性具有极大的随机性，造成混凝土预应力的损失使得桥梁的刚度下降。从而桥梁出现桥体下挠的病害。

在连续刚构桥的设计之初，设计者一般为了减轻主桥梁的自重，都会在桥梁施工时使用高强度的薄板作为主梁。而其实，在实际的数据中可以知道，加载的时间限制对桥梁混凝土的徐变度也有非常大的影响，桥梁的主梁一般在3天后就开始桥体预应力的加载，形成桥梁的整体。于是由于浇筑凝固期时间缩短的缘故，使得混凝土的徐变的量增大，桥体的主梁下挠严重。

4.桥梁在前期设计中，计算的模型不够完善

对桥梁在不同部位温差的考虑也是影响预应力的损失的因素。目前国内在温差模型上采用三角模型，而该模型在理论值和实际测量值存在较大差距。经一些国外桥梁专家分析：桥梁的温度分布呈现出非线性的分布，箱梁出现顶板的温度高于底板的温度现象。现行的三角温度模型过于简单，在理论与实际存在较大偏差，使得桥梁的设计存在一定的病害因素，造成桥体的不安全。在对现役大桥的监控数据分析可以知道，桥体的预应力增大，可以很好的减少混凝土的徐变。如果在桥梁施工时，预应力过小，混凝土的徐变加大，造成桥梁的预应力在桥梁下挠过程中损耗变大。这种循环相扣的因素，两者一方出现病害，都会加剧另一方的病害，最终结果就是桥梁下挠数值加大。

5.钢筋的竖向预应力效果不明显

对于目前的高墩大跨桥，在主桥梁段都会设计竖向的拉力钢筋，这样很好的减小了硕长的主桥梁的预应力的消耗。然而在拉力钢筋的设计施工时，一般采用纵向预应力的设置方法，尽量减少了钢筋的弯曲，甚至取消了预应力的下弯，减少预应力施工时的损耗。但是，这种做法却引起另一个病害。预应力的下弯减少，使得钢筋的竖向预应力效果并不明显，底板的拉力过大，造成桥梁的底板出现裂缝。

三、加强高墩大跨连续刚构桥的施工技术与过程控制的探究

面对预应力混凝土连续刚构桥施工中容易受到多种因素影响，而出现质量问题的情况，应当对工程的施工技术及整个过程加以控制，尽可能的避免工程施工作业受到不良因素的影响。对此，笔者以漭街渡大桥为例，就大桥的施工技术与过程控制进行研究。

1.漭街渡大桥概述

漭街渡大桥位于云南省南部凤庆县境内，鲁史镇金马村公所与小湾镇正义村公所之间的澜沧江河谷上。大桥全长825.4m，主桥为116+220+116m预应力混凝土连续钢构。

2.漭街渡大桥施工技术分析

（1）高墩施工技术

漭街渡大桥是高墩大跨连续刚构桥，主6#墩高168m，居亚洲第二，因此在对其进行施工的过程中需要规范、合理的运用高墩施工技术来进行施工作业。对于高墩施工技术的应用，需要重点强化的是以下几方面。

其一，高墩采用先进的液压爬模施工。模板是高墩施工技术应用的第一步，也是影响施工效果的关键一步。因此，在设置高墩施工模板时，施工人员需要根据桥梁高墩建设要求，规划设计模板的结构、制作质量、拆装速度、周转使用次数，进而规范合理的设置模板，以保证其有效应用。

其二，采用滑模技术来设置内模。因为桥梁高墩的墩身内部地方比较狭窄，利用大型施工设备无法高质量的完成内模的设置，因此，在内模设置中需要采用滑模技术。

（2）主梁混凝土施工技术

因漭街渡大桥主梁建设，要求应用的混凝土强度等级为C60。因此，在利用主梁混凝土施工技术进行刚构桥主梁施工，需要注意加强控制以下几点。

其一，加强混凝土控制。也就是依据主梁施工的混凝土强度等级，选择适合的混凝土原材料，进而按照混凝土制作工艺，合理进行混凝土制作。

其二，规范进行悬臂施工。因为悬臂浇筑容易受到多种因素的影响，因此在悬臂施工中需要制定适合的且有效的施工工艺流程，进而有序的展开悬臂浇筑施工，提高悬臂应用性。

3.漭街渡大桥施工过程控制

因漭街渡大桥施工复杂、繁琐、难度大，这使得其在施工中容易出现质量问题，影响大桥的应用性。因此，在大桥施工中需要加强各个环节控制。在漭街渡大桥施工过程控制中，需要重点控制的环节为：

（1）悬臂施工。因在分段进行悬臂浇筑施工中，如若存在差错将会降低混凝土强度，相应的桥梁的坚固性、稳定性就会受到影响。所以，加强悬臂施工控制尤为必要。

（2）桥梁结构施工。桥梁结构施工质量也在一定程度上影响桥梁的应用效果。因此，在桥梁结构施工中应根据钢构结构施工要求及高墩施工要求，严格控制桥梁结构施工的每个环节，保证其符合施工要求，提高桥梁结构施工质量。

结语

对于桥梁结构的比较和分析，在我国大型的桥梁在墩形式方面比较复杂，大多采用超高墩大跨连续钢结构主墩形式，在保证其安全性的同时，保证其经济性和合理性，保证横向和纵向的桥体结构本身，在稳定性和安全性方面比传统结构形式更合理。

参考文献

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[2]余玲玲，王解军.高墩大跨连续刚构桥的动力性能及地震反应分析[J].公路工程，2008，33（1）：36-38，58.

[3]张磊，王春生，任更峰等.高墩大跨连续刚构桥施工期安全评价[J].中国安全科学学报，2008，18（1）：139-145