韦执宇
摘要 高墩大跨径刚构桥具有整体性好、跨越能力强、线形美观、施工简便等优点，在公路桥梁建设中得到了大规模应用。为有效提升高墩大跨径刚构桥施工质量，保证桥梁建设及使用安全，文章结合刚构桥基本特征，系统分析了高墩大跨径刚构桥施工關键技术，总结了高墩大跨径刚构桥结构存在问题及应对策略，并分别从前期准备阶段和施工阶段提出了高墩大跨径连续刚构桥施工管理措施，具有重要的参考价值。
关键词 公路桥梁项目；
高墩大跨径；
刚构桥；
关键技术
中图分类号 U448.23文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）09-0078-03
0 引言
近年来，随着经济的飞速发展，公路桥梁基础设施建设日益完善，有效推动了交通运输行业的发展。为有效适应复杂地形变化，满足交通运输需求，高墩大跨径刚构桥应运而生。该桥梁具有结构简单、受力均匀、行车平稳、舒适等优点，得到了业界人士的高度认可。但由于其墩高和跨度大，施工技术要求较高，质量控制难度较大，施工过程中极易产生质量和安全隐患，因此，加强施工过程质量控制尤为关键。该文针对高墩大跨径刚构桥施工关键技术展开综合探究，对提高桥梁施工技术水平，保证桥梁建设顺利完成具有重要意义。
1 刚构桥的基本特点
相较于其他形式的桥梁工程，高墩大跨径刚构桥具有如下特征：
（1）刚构桥有效融合了T型刚构与连续梁桥结构特点，上部梁体与桥梁墩台相对固定，显著提高了桥梁整体稳定性，且全桥无伸缩缝和支座，有效提升桥面平整度，保证车辆安全、高效通行，并省去支座安装和养护费用，降低了工程造价。同时，刚构桥施工时无须实施体系转换，降低了施工难度，提高了施工效率[1]。
（2）桥梁墩身采用柔性设计，能有效提升桥梁结构抗变形能力。
（3）桥梁结构体系受力较为均匀，科学确定桥墩刚度，能显著降低主梁弯矩，增强桥梁结构跨越能力。
（4）该桥梁具有较强的抗震能力，当桥梁结构遭受地震荷载作用时，桥梁墩台可有效分担荷载作用，且无需安装抗震设施，显著降低施工成本。
（5）该桥梁结构简单，施工方便，有效降低施工难度，节约人工成本，同时通过设计预应力筋，显著提高桥梁承载性能，减少钢材使用量，降低材料成本。
2 高墩大跨径刚构桥施工关键技术
2.1 0#块和边跨直线段施工技术要点
0#块及边跨直线段施工时，应结合现场实际情况，科学设置托架、预埋件、垫梁和底模支架等构件，确保结构受力均衡，并根据现场设备状况，实现对现有设备的科学应用，在保证安全性能和使用性能满足要求的同时，有效降低施工成本，提高项目建设的综合效益[2]。
（1）严格按照施工标准要求在桥墩四周设置三角形支架，布设间距为1.4 m，数量为5片，当进行墩台施工时，可借助预埋件完成桥墩与托架的可靠连接，从而将施工荷载有效传递至桥墩。
（2）当桥墩结构形式为薄壁墩时，为最大限度地保证预埋件稳定性和可靠性，预埋件设置时应贯穿桥墩。同时，为提高预埋件周围混凝土结构承载性能，可在预埋件下方0.5 m范围内设置附加钢筋网片。
（3）边跨直线段施工可通过挂篮完成，当进行末端构件浇筑及预应力张拉时，可将挂篮向前移动一定距离，待主桁架与原始桁架结构安装完成后，即可进行挂篮移动[3]。
2.2 主桥合龙段
主桥合龙时，可采用挂篮模板进行施工，混凝土浇筑时，应采取必要的温度控制措施，防止混凝土内外温差过大，引发混凝土开裂等质量问题，影响桥梁结构整体性能。此外，为最大限度地确保混凝土施工质量，可采用微膨胀混凝土进行浇筑。混凝土浇筑完成后应及时进行洒水养护，避免混凝土内部水分散失过快，引起干缩裂缝。待混凝土强度满足设计要求后，方可进行预应力张拉作业[4]。
主桥合龙施工主要分为边跨合龙和中跨合龙两部分，具体施工方式如下：
（1）主桥合龙施工，应按照先边跨、后中跨的顺序进行施工，施工时应严格控制桥梁线形，确保满足设计要求。合龙段施工时，可采用挂篮模板，其固定方式与常规方式相同。
（2）待边跨合龙施工完成后，便可进行中跨合龙施工。为避免混凝土收缩、徐变及外界环境因素影响，应通过科学手段对合龙口间距实施控制，例如可在合龙部位安装劲性骨架实施临时锁定，当外部环境条件发生变化时，劲性骨架可有效控制自由端伸长量，避免合龙部位产生压力，影响混凝土结构性能[5]。
2.3 悬臂施工
悬臂施工时，应对桥梁结构挠度实施科学把控，防止挠度过大，影响结构安全性能。刚构桥施工过程中，挠度变化极为复杂，主要包括挂篮结构造成的变形、T构挠度、施工荷载挠度等。在进行挠度计算时，应结合实际施工情况进行重复计算，并严格校核，以便后续模板高程控制。
（1）确定主梁预拱度时，应充分考虑挂篮预抛高度、预变位及桥梁徐变等各方面因素影响。为实现对主梁变形的科学把控，施工中应实施监测主梁变形情况。通过在距离悬臂端及翼缘板边缘10～20 cm部位设置沉降监测点，完成对主梁变形的监测。
（2）悬臂施工时，应全面控制预应力张拉前后结构标高，并对混凝土浇筑质量进行严格把控，采取必要的温度控制措施，防止混凝土结构产生裂缝。
（3）由于桥梁结构钢筋及预应力管道数量较多，钢筋布设间距过小，为确保混凝土密实度，应加强混凝土材料质量控制，保证具有良好的和易性，全面提高施工效果。桥梁顶板混凝土坍落度以120～140 mm为宜，顶、腹板坍落度则应控制在140～160 mm范围内。实际浇筑时，应结合桥梁力学特征进行科学施工，对于容易产生变形的位置应采取科学合理的浇筑方案，最大限度地确保混凝土浇筑均匀性和对称性，控制结构变形[6]。
（4）混凝土浇筑过程中，应严格按照施工标准要求进行混凝土振捣施工。采用高频低幅方式进行振捣，并严格控制振捣时间，防止出现过振、漏振和欠振现象，通常以15～30 s为宜。混凝土浇筑过程中，中途不得停顿，分层浇筑时，应严格控制分层厚度，确保不超过30 cm；
当采用单次浇筑时，混凝土浇筑完成后应及时进行收面，保证桥面坡度及高程满足设计要求[7]。
2.4 挠度主要影响因素
（1）挂篮变形。悬臂结构施工时，会使桥梁结构挠度产生显著变化，可通过支架预压及具体计算得到，相比而言，预压试验得到的结果较为精确，因此实际施工时应科学做好预压试验，以充分确保试验结果准确性，从而对模板高程实施科学调整。
（2）混凝土弹性模量。混凝土弹性模量对模板高度具有重要影响。根据相关标准要求，在临时荷载作用下，预应力构件应采用085E1，其中E代表混凝土实际变形量，1代表换算界面惯性矩，弹性模量确定直接决定结构计算及分析结果，但实际施工中弹性模量难以保持一致。通常状况下，试验得到的弹性模量相对较大，因此实际施工时应实现试验与规范的有效融合，以得到更加准确的结论。
（3）梁体尺寸及结构重量。测量放样及模板安装过程中，均会产生偏差，导致梁体结构尺寸与设计值存在一定误差，从而造成混凝土重量荷载存在偏差。通常状况下，单独某一个误差并不影响梁体结构挠度，但若不加以管控，导致误差逐渐累积，将会对梁体结构整体挠度造成严重影响。為此，实际施工中应严格按照设计要求对梁体尺寸实施科学把控，最大限度地降低对挠度的影响[8]。
（4）预应力筋位置准确度。悬臂浇筑施工具有独特性，施工中应保持预应力筋与梁体中心位于同一中心线上，因此在进行预应力管线定位时，应确保其位置准确性，以有效降低施工偏差，防止对桥梁结构造成不利影响。
（5）张拉工艺偏差。预应力张拉施工时，通常采用两端同时张拉方式进行施工，而实际施工时由于技术、设备等因素限制，导致两端同步张拉难度较大，因此，张拉过程中预应力筋位置极易产生变化，影响梁体结构挠度变化，必须对张拉工艺实施优化。
3 高墩大跨径刚构桥结构问题及应对措施
3.1 高墩大跨径刚构桥结构失稳分析
高墩大跨径刚构桥极易产生结构失稳问题，主要是由于在外部荷载作用下，桥梁结构稳定性降低，从而引发结构破坏等问题。桥梁结构失稳具体包含分支点问题和极值点问题两种形式。
（1）当外部荷载作用超出特定标准时，此时除采用原始方法维持平衡状态外，还能采用其他方法维持结构平衡，此类状况称为分支点问题。
（2）当外部荷载作用超出特定标准时，桥梁结构破坏极为严重，已无法保持原有平衡状态，此种状况称为极值点问题。实际施工中造成结构失稳的因素众多，如墩台高度、截面尺寸等。
3.2 结构失稳的控制措施
（1）高墩大跨径刚构桥设计时，应采用数值模型对结构力学性能实施模拟分析，特殊状况下应对局部位置实施分析，确保结构受力合理，从而结合模拟分析结果开展桥梁整体结构设计工作。
（2）由于梁体跨中部位受力最大，因此必须采取必要的补强措施，如增设附加钢筋等。
（3）在梁体跨中部位设置横隔板，以有效增强梁体强度、刚度和稳定性。
（4）当轴向力较大时，应在梁体底板位置增设预应力钢筋，以有效控制轴向力局部传递。
（5）预应力管道布设时，应保证管道位置合理性，防止出现轴向力集中现象[9]。
4 高墩大跨径连续刚构桥施工管理措施
施工管理是提高工程建设质量的重要手段，对保证工程建设整体质量具有重要意义。高墩大跨径连续刚构桥施工中应采用先进的管理方法、理念和技术，对施工过程的各个环节实施科学组织、规划与监督，确保实现全过程质量管理，全面提升高墩大跨径连续刚构桥施工质量。该文着重针对高墩大跨径刚构桥施工准备阶段及施工阶段施工管控要点进行如下阐述。
4.1 前期准备工作
高墩大跨径刚构桥施工环境复杂、工序繁多，施工难度较大，技术要求高，施工前应科学做好施工准备工作，确保工程建设顺利进行。
（1）编制施工组织设计。高墩大跨径刚构桥施工前，项目经理应结合桥梁基本概况及现场实际施工环境状况，科学编制施工组织设计方案，并报监理单位审批。
（2）施工材料和机械准备。工程施工前，应结合项目实际情况，科学组织材料和机械进场，并严格控制施工材料和机械的质量，进场前对材料进行全面检查，确保质量、型号、数量及相关性能满足设计要求，同时对施工机械进行全面检查，确保运行状况良好，以有效防止施工中产生故障，对工程施工造成不良影响。
（3）为有效提升施工组织设计的科学性和合理性，全面发挥其指导作用，应科学做好以下工作：①施工组织设计编制时应结合项目实际情况进行细化分解，根据子项目特征进行科学编制；
②结合项目特征及施工难易程度，对施工组织设计实施优化；
③施工组织设计编制完成并经批准后，应组织管理人员进行全面学习，以提高施工质量管控水平[10]。
4.2 施工环节管理
高墩大跨径刚构桥施工阶段是工程建设具体实施阶段，其施工质量管控水平对项目建设质量具有重要影响。因此，施工阶段管理时应科学做好以下4方面的工作。
（1）科学做好项目总平面布局。结合现场实际地形、地质等环境条件，合理进行项目布置，最大限度地增强布局紧凑性，减少土地浪费。
（2）做好技术管理工作。项目施工前，应组织相关人员进行图纸会审工作，全面了解图纸内容，掌握设计意图，确保施工准确性和高效性。同时，应严格按照规范要求进行技术交底，确保施工人员充分掌握施工方法，明确施工标准，规范施工行为，防止产生失误，避免质量事故。
（3）科学选择施工班组。施工人员综合素质是决定工程建设质量的重要因素，因此，为保证高墩大跨径刚构桥施工质量，应科学选择施工班组，并加强技术培训，全面增强责任意识和质量意识，从根本上保证施工质量。
（4）加强材料和机械管理。施工材料是保证工程建设质量的最关键因素，材料进场前，应全面检查合格证、检验报告等文件，并进行抽样检查，检查合格后方可予以进场。同时，还应建立科学完善的材料领用制度，严格规范材料领用流程，防止产生多领现象，避免材料浪费。
5 结语
综上所述，大跨径连续刚构桥作为公路桥梁建设的重要组成部分，对促进经济发展和方便人们交通出行具有重要作用。实际工程建设时，应结合工程基本特征及现场实际情况，制定切实可行的施工方案，采用科学有效的关键技术，以有效提升连续刚构桥施工质量与效率。同时，应科学做好前期准备工作，并加强施工过程的质量管控，从根本上保证工程建设质量。
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