余鸿飞

（重庆巨能建设(集团)有限公司，重庆 401121）

空腹式V型撑连续刚构预应力拱桥施工技术

余鸿飞

（重庆巨能建设(集团)有限公司，重庆 401121）

该文以重庆市长寿区北部新城桃花溪8号桥为例，介绍空腹式V型撑连续刚构桥梁施工的重点和难点，应采取的施工措施，以及因此类桥型受力特点而出现的问题，可为类似工程设计及施工提供参考。

空腹式；V型撑；连续刚构；拱桥施工

0 前言

重庆长寿区北部新城桃花溪8号桥位于长洪路中段，跨越桃花溪河，结构布置为31.5+45+31.5m连续空腹式刚构桥。

为了满足长寿区经济的快速发展需要，建成后的北部新城将和长寿主城连成一片，共同成为长寿的中心。故此，根据桥位处实际地形情况，为满足桥梁跨越桃花溪河的使用功能，综合考虑经济、美观及施工可行性等要求，桥梁纵向设计采用空腹式V型撑设计。

桥梁上部结构箱梁采用单箱六室，箱梁采取多跨连续预应力结构，全桥共一联。下部结构墩身结合外观要求由单个墩身变成双肢设计，两肢沿纵桥向向跨中倾斜形成V型撑，V型撑与跨中箱梁组合成拱桥。V撑底缘分别位于R=62.418m半径圆曲线上，中跨V撑底缘位于R=35.755m圆曲线上，V撑厚度为100cm。箱梁及V型撑均为C50混凝土，如图1所示。

图1 桥梁施工步骤

此类桥梁受力特点：因上部结构箱梁预应力施工形成多跨连续预应力刚构结构，全桥行车荷载及恒载通过箱梁传递给V型撑，在V型撑内形成拱轴向应力，并向下传递至墩台及桥梁基础。

1 施工分段划分

1.1 施工重难点分析

根据该桥梁施工图设计和技术特点，其桥梁施工的重难点就是V型撑的施工。由于桥梁设计中单个V型撑具有不对称性，存在上大下小、头重脚轻的特点，在V型撑及上部结构箱梁施工期间存在施工荷载不平衡，这时是施工过程中的最不利状态，容易失稳。为了抵抗这种不平衡力，在施工中就需要采取一定措施保证结构施工稳定。

1.2 施工顺序

明确桥梁结构特点以后，结合施工设计要求，按照施工的先后顺序将全桥上部结构分为四个步骤。当桥梁的基础及承台完工后，第一步进行V型撑施工，第二步进行V撑上部27.5m的箱梁施工，第三步施工边跨箱梁，第四步施工中跨箱梁，如图1所示。

2 施工方案选择

根据以上重难点分析，空腹式V型撑连续刚构拱桥施工的关键在于V型撑及以上箱梁部分的施工。由于此类桥型设计及其本身的特点，施工中容易产生不均衡的水平荷载，因为这种不均衡水平分力的影响可能导致支架变形，甚至失稳，形成严重的安全隐患。

为了彻底消除这种安全隐患，在工程实施前提出两种施工方案。

方案一：由项目方提出在V型支撑的两肢之间用预应力索加载的方式，克服V型支撑在施工中产生的水平分力。

优点：在V型支撑的两肢之间增加预应力索，通过预应力加载的方式能够抵抗施工中的不均衡水平力。

缺点：由于上部施工荷载是变化的，预应力何时施加？加载多少？加载几次等问题实难把握；再则，增加的预应力在V型支撑的两肢之间形成内力，如果这种内力不准确就会对桥梁结构物本身造成破坏，后果很难预料。

方案二：V型支撑施工以后，在其水平分力的相反方向各增加一个刚性支撑，用于抵消施工中产生的水平分力。

优点：刚性支撑在V型撑施工期间预埋连接容易掌握，且能够随着上部施工荷载的变化分担不同的水平抵抗力。

缺点：需要牢固的基础作为支撑。

以上两种施工方案，在方案评审时一致认为方案二是有效的，并容易把握，不受桥梁上部荷载变化的影响，对施工更为有利。最后确定按方案二进行施工。

3 主要施工操作要点

空腹式V型撑连续刚构拱桥施工[1]主要采用落地式满堂支架与型钢支撑结合的施工方法。其主要施工工艺流程如下。

图2 施工工艺流程

3.1 地基处理

地基基础主要满足上部结构施工荷载，以及V型撑刚性支撑作用反力的要求。

3.2 支架搭设

全桥采用碗扣式钢管满堂支架。V撑下的支架间距为0.6（横桥向）×0.6m（顺桥向）；V撑与主梁的结合部间距为0.6（横桥向）×（0.45×2m）（顺桥向）；全桥横杆步距1.2m。 支架外侧立面与横向间增设剪力撑加固，满足支架结构稳定。

剪刀撑采用扣件式普通脚手管搭设，横桥向间距4.8m，顺桥向共设置4道，剪刀撑与地面的夹角在45°～60°之间。

3.3 型钢支撑

施工中刚性支撑采用型钢组合方式，按照上部结构箱梁恒荷载及施工荷载进行考虑，并要有足够的安全系数。

按照施工顺序，V型撑结构需分两次完成，第一次先施工V型撑的两肢，第二次施工其上预应力箱梁。当V型撑混凝土龄期强度达到80%后，方可搭设上部27.5m箱梁支架。

在进行V型撑上部27.5m箱梁支架施工前须完成型钢支撑的安装。为了达到最佳效果，型钢支撑在V型撑3/4的高度上，其横桥向安装间距为3m。型钢支撑采用2根10#槽钢加工成一组，相向焊接合成方钢，方钢上下通过预埋钢板焊接成整体，满足施工需要，如图3、图4所示。

图3 順桥向支架布置图二

图4 现场应用

施工中通过斜向的型钢支撑抵消上部结构施工中的水平力，保持桥梁上部荷载施工平衡。所以，型钢支撑必须保持足够的强度，并确保压杆稳定，通过计算能够满足施工要求。

3.4 预压

为了检验支架的安全与稳定，消除支架搭设及地基基础的弹性和非弹性变形，按照设计要求对支架进行预压，预压重量为箱梁自重的1.2倍。通过预压检验，支架及型钢支撑完全满足施工要求，并根据预压结果调整施工预拱度值，确定底模立模标高。

3.5 箱梁施工

箱梁施工顺序按照先施工V撑上部27.5m段，再施工边跨箱梁，最后施工中跨箱梁。箱梁混凝土分两次浇筑，第一次浇筑底板、腹板及横梁，浇筑高度至腹板顶；第二次浇筑至箱梁设计顶板。浇筑箱梁混凝土时应对称均衡，两端下料差不得超过5m3。

箱梁钢筋及预应力管道同步预埋，经检查无误后方可浇筑箱梁混凝土。

3.6 预应力施工

当混凝土龄期≥7d且强度达到设计强度的90%时，可按设计要求顺序及步骤进行张拉。钢绞线采用1860MPa级高强度低松弛钢绞线Φ15.24。

张拉控制采用张拉力与伸长值的双控，以张拉力为主。

箱梁预应力钢束张拉施工完成后，孔道内应尽早压浆（48h内）。施工中采用真空压浆工艺，其工作性能指标如表1所示。

表1 预应力压浆工作性能表

3.7 支架拆除

当上部结构合拢完成桥梁受力体系转换，且混凝土龄期及养护满足设计要求后可以进行支架拆除。

支架拆卸的顺序：应从跨中开始，对称向两端墩柱卸荷拆除满堂脚手架。拆下的钢管应按规格分类堆放到指定位置，而且要堆放整齐，保持现场整洁和文明施工。

4 总结

（1）方案选择采用斜向型钢支撑不仅施工操作简单，而且能够抵消上部结构施工荷载产生的水平分力，自动调节内力变化，确实是有效和可靠的。

（2）桥梁施工结束后，发现在V型撑与上部结构箱梁结合处的拱下部产生细小的横桥向裂纹[2]，经检测该裂纹在全桥向左右对称，宽度和深度均较小，不影响桥梁安全。分析其主要原因是桥梁上部结构预应力施工对V型撑（非预应力）结合部位产生拉应力，导致产生裂纹。此现象与该类桥型受力特点有一定关系，以后在类似工程设计及施工中应采取规避措施尽量避免。

[1]交通运输部.JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2011.

[2]刘家兵.大跨度预应力混凝土拱桥拱肋裂纹控制技术[J].铁道建筑技术，2013（4）.

责任编辑：孙苏，李红

本埠

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Construction Technology for Prestressed Arch Bridge of V-shaped Open-web Continuous Rigid Frame

Based on the Taohuaxi No.8 bridge in the northern new district of Changshou district,Chongqing,the key points and difficulties in the construction of the bridge of V-shaped open-web continuous rigid frame are introduced,together with the appropriate construction measures and the problemsbrought out for thebridgecharacteristics,offering somereferencesfor thedesign and construction of similar projects.

open-web model;V-shaped support;continuousrigid frame;arch bridgeconstruction

U445

A

1671-9107（2017）10-0009-03

10.3969 ／j.issn.1671-9107.2017.10.009

2017-03-13

余鸿飞（1975-），男，重庆人，本科，高级工程师，主要从事公路、桥梁及隧道建设工作。