邊跨不平衡懸澆和墩頂托架無配重澆築施工技術
1前言1.1背景
目前，邊跨現澆段施工及邊跨的合攏方式有以下幾種：
圖4-1 導梁上合攏邊跨
1.1.1落地支架方式
在落地支架上澆築邊跨現澆段和合攏段，合攏邊跨，這是在大多數連續剛構橋上採用的方法。在高墩的情況下，落地支架費材費力，如果支架搭在水中或邊跨現澆段處於複雜地質地形條件下，難度更大，需探索不用落地支架的途徑，這是連續剛構橋發展的必然趨勢。
1.1.2導梁方式
在邊跨懸臂端設導梁，支承在邊墩上，在導梁上掛模板澆築邊跨現澆段及合攏段(圖4-1)。
為取消落地支架進行探索，結果發現當邊、主跨跨徑比在0.54～0.56時，邊跨支點在任何荷載工況下，總保留有足夠的壓力，而不出現拉力，因此有可能利用導梁，合攏邊跨，而又不過多增加預應力束。
這個設想，已經在跨徑106 m的太平大橋(邊跨59 m)以及跨徑120 m(邊跨66 m)的金沙大橋中實現，合攏情況良好，取消了落地支架。
1.1.3與引橋懸臂連線合攏
與引橋懸臂連線合攏是取消落地支架的又一種方式。
中國的沅陵沅水大橋，主跨140 m，邊跨85 m。其引橋為跨徑42 m的頂推連續梁橋，按(9×42 m)+(42+13.5 m)設兩聯，其間設有伸縮縫，由預應力束臨時連線，頂推就位後解體，懸臂的13.
5 m與連續剛構懸臂空中固結，形成85 m+140 m+85 m+42 m的連續剛構，縮短了工期，節省了投資。
澳大利亞的門道橋，邊跨的剛構懸臂與引橋的懸臂在距邊墩16 m處，以彈性支承連線。該連線裝置為內設鋼箱，有盆式滑動支座與剛構與引橋相連，可以傳遞剪力及一定的彎矩，但不能傳遞軸向力和不能約束軸向變位。
1.2工程概況
葫蘆河特大橋主橋「t」構為90+3×160+90m預應力混凝土連續剛構箱梁橋，主橋兩幅連續剛構箱梁均採用掛籃懸臂澆築法施工，各單「t」箱梁除0#塊外，分20對梁段，即6×3.0+6×3.5+4×4.
0+4×4.5m進行對稱懸臂澆築，0#塊長12.0m，邊跨現澆段長度為8.
9m，合攏段長2.0m，合攏順序為：邊跨→次邊跨→中跨。
邊跨現澆段樑高為3.5m，分別位於6#、11#墩靠近主橋側，其中6#墩現澆段距地面高度58m，11#墩現澆段距地面高度為36m。此種工況在國內罕見，施工相當困難。
優化施工後採用導樑法進行邊跨現澆段及邊跨合攏段的施工。
1.3工程難度分析
原設計的邊跨現澆段的長度為8.9m，合攏段長度為2m，該部分混凝土體積為108.35 m3（含8.
9m長現澆段和1m長的合攏段）；而連續剛構箱梁在6#墩蓋梁上占用的長度為2.1m， 在11#墩蓋梁上的長度為1.9m；而該懸挑段的砼方量約為80m3，砼重量約為200t。
邊跨長度為90m，主跨長度為160m，邊跨與主跨比為0.5625。
⑴落地支架方案分析
邊跨現澆段採用落地支架方案時，支架的重量根據計算約為40t，底模、底橫樑、側模、內模、內頂模支架及施工臨時荷載的重量估算約為60t，總重量約為300t±，6#墩邊跨現澆段的支架高度為58m，支架的強度、穩定性難以保證，支架的非彈性變形難以控制，施工風險較大，工程質量不易控制。由於分隔墩位於濕陷性黃土區段，黃土層厚約12m，支架基礎需採用孔樁處理；支架高度較高，其支架所需工程數量巨大，搭設支架的難度很大，施工週期較長，勞動強度高，不利於縮短工期及加快合攏施工進度。
⑵墩身預埋托架方案分析
若採用墩身預埋托架方案，則可免於搭設支架，大大降低勞動強度，縮短施工週期，節約大量的支架工程數量，且避免了支架基礎所需的工程投入。但原設計現澆段的長度為8.9m，6#、11#墩懸挑長度分別為6.
8 m和7 m，上部荷載對分隔墩（6#、11#墩）墩身的偏心距e值偏大，使分隔墩身產生較大的傾覆力矩，而6#、11#墩均為薄壁空心墩，為了抵抗其傾覆力矩，需要利用相反一側的托架和預設的張拉索預加荷載平衡其傾覆力矩，以使分隔墩本身保持其穩定狀態。
⑶導樑法方案分析
採用導梁進行施工時，導梁長度至少應為13m(8.9m長邊跨現澆段，2m長合攏段，兩端外加至少1m的支撐長度)；而且，該導梁需承受包括混凝土重量及底模、側模、內模等施工臨時荷載重量約為280t，故必須保證導梁有足夠的強度和剛度。導梁拼裝完成後，由於邊墩高度較高，吊裝困難，不宜實施；或者在「t」構上進行拼裝，然後前移至邊墩上，此時，前移導梁需在導梁尾部配重，施工風險較大。
在實際操作中，長大導梁的變形非常難以控制，彈性與非彈性變形對結構的影響較大。施工中，由於先進行邊跨現澆段的澆築，最後進行合攏段的施工，因此，後澆築的合攏段重量（約為60t）將對導梁及懸臂端部產生較大的集中荷載，導梁本身及懸臂端部變形的相互疊加有可能導致已澆築的邊跨現澆段產生裂縫。
此外，一般推薦採用導樑法澆築邊跨合攏段的施工方案，邊主跨跨徑比一般為0.54～0.56，此時，邊跨支點受力較為合理。本專案中的邊主跨跨徑比為0.5625，略微超過該比值。
因此，綜合上述各項因素，導樑法在本專案中並不適用，施工控制難度難度大，施工風險突出。
⑷與引橋懸臂連線合攏方案分析
由於引橋部分為多跨一聯的先簡支後連續的50mt梁，且引橋長度較長，因此，頂推施工難度較大，該方案的實際操作性較差。
故按照目前設計的邊跨現澆段長度，無論是托架方案、落地支架方案、導樑法或是與引橋懸臂連線合攏方案，均有較大的施工難度，而造成該難度的主要因素為：
①邊墩高度較高；
②邊跨現澆段長度太長；
③邊墩支架處地基地質、地形複雜，處理難度較大。
1.4施工方案的確定
考慮到上述因素，經查詢國內相似施工方案，我單位提出並經與設計、監控單位協商後，決定採取縮短邊跨現澆段長度，調集成攏順序予以解決。合攏順序調整為：中跨→次邊跨→邊跨，並在7#、10#墩靠近邊跨側用掛籃懸臂澆注一塊4.
5m長的不平衡梁段（21#段），為平衡該不平衡段在「t」構上產生的彎矩及撓度影響，保證「t」構施工的穩定性，同時在7#、10#墩近次邊跨側20#段上實施平衡配重，從而達到縮短邊跨現澆段長度的目的。變更後的邊跨現澆段為5.2m，合攏段長度為1.
2m。邊跨現澆段長度縮短，則墩身預埋托架方案具有相當優越性，施工難度也有很大程度的降低。邊墩懸挑長度為：
6#墩3.1m，11#墩3.3m；懸挑段的混凝土方量僅為38.
55m3（含0.6m長的合攏段混凝土方量），則其托架方案非常簡單，而且由於懸挑長度及重量均較小，故對墩身的傾覆力矩也較小。因此，無須在墩身上相反方向設定平衡托架來平衡由於邊跨現澆段造成的傾覆力矩。
2邊跨不平衡懸澆和墩頂托架無配重澆築施工技術
2.1改變合攏順序
將原設計的邊跨→次邊跨→中跨的合攏順序改為中跨→次邊跨→邊跨；
2.2不平衡梁段懸澆
在7#及10#「t」構澆築完成1-20#節段後，前移7#墩起點方向掛籃，10#墩終點方向掛籃，在7#及10#「t」構次邊跨處配重6t，並採用儀器進行兩對稱懸臂端的撓度觀測，確保變形一致；澆築7#墩、11#墩「t」構不平衡段21#塊段，在此邊跨處逐級配重至113.5t，並應嚴格控制配重與砼澆築同步進行。而且，在澆築混凝土的過程中，應加強兩懸臂端的撓度觀測，確保兩端變形一致，保證結構穩定及線型控制的需要；
2.3不平衡梁段預應力施加方案
啟用7#、10#墩「t」構的頂板縱向預應力預備束ty1、ty2，ty1管道位置不變，將ty2管道位置延伸至21#段頂板相應位置；21#段混凝土強度達到設計要求時，張拉ty1、ty2預備鋼束；
2.4線型控制調整
由於合攏順序及21#段的施工，線型控制計算撓度值變化較大，須對全橋的線型控制進行調整，詳見分報告三中所述；
2.5縮短後的變跨現澆段施工方案
縮短後的邊跨現澆段的長度為5.2m，採用墩身預埋托架進行施工，具體施工方案見本文中3節所述。
2.6邊跨合攏段施工方案
縮短後的邊跨現澆段採用在邊墩預埋托架上澆注的施工方法進行，邊跨合攏段採用前移掛籃，在掛籃上澆注合攏段的施工方法進行施工。
3邊跨現澆段托架施工方案
3.1施工荷載計算
3.1.1邊跨現澆段混凝土方量計算
圖4-2 現澆段主面圖 （單位:cm）
圖4-3 ⅰ-ⅰ斷面圖
分隔墩頂2m範圍內
剩餘3.2m
合攏段重量
參照第20塊段重量按比例計算
3.1.2模板荷載
底模採用竹膠板木板0.20/㎡
外模採用大塊剛模板1.20/(12.7×5.4)=82.3
內模採用竹模板木模0.20/㎡×（18×5.2）=18.72
端模採用木模板0.20/㎡×(7.3×2) =3
模板總荷載110.78
3.1.3底模分配梁
底橫樑：採用5根i20b工字鋼，長度為12m
分配縱樑：採用[槽鋼間距30cm,但在腹板下部間距為15cm若用26根長度為5.2m
橫樑：0.3105/m×(5×12)=18.6
縱樑：0.10/m×(26×5.2)=13.5
3.1.4施工荷載
50kn
3.1.5風載
支架總荷載乘以0.2為（856.4++13.5+18.6+50）×0.2=201.33
3.1.6支架上荷載總計
/m3.1.7合攏段荷載
模板按吊架總重200kn計算，但模板重量可以直接作用於墩頂，因此支架上受到合攏段集中荷載為
3.2支架荷載受力簡圖
圖4-4 支架荷載受力簡圖
3.3抗傾覆驗算
3.3.1邊跨現澆對分隔墩總體傾覆力矩（對於墩身形心對稱軸）
11＃墩：
圖4-5 邊跨現澆對分隔墩11＃墩總體傾覆力矩圖
作用在墩頂的力：
作用在支架上的力：
合攏時對墩的作用力：
總力矩：
3.3.2 50mt梁架設對分隔墩的傾覆力矩
因為我標段有相同截面的墩，在設計時考慮利用架橋機架設50mt梁的情況，對此進行分析：
1 作用在分隔墩頂的梁的重力
2 對墩最不利荷載狀況為架橋橋機已過孔並架設下一孔第一片梁對後面的墩的傾覆力矩最不利
架橋機自重及梁重
3 傾覆力矩為
3.3.3邊跨現澆與50mt梁架設對墩的傾覆力矩基本相當，因此無需在施工中採取措施。
3.3.4支架受力驗算
3.3.4.1 11#墩受力驗算
設四榀托架
圖4-6 11墩剪力圖
經計算支架托樑最大彎矩為：。彎矩圖如圖4-7所示。
圖4-7 彎矩圖
斜桿軸力：
3.3.4.2 6＃墩受力驗算
採用6組作為托架預埋主梁
每根：斜桿採用
每根：查表時，
驗算通過。
剪力值每根200
3.5具體托架布置
6#墩及11#墩邊跨現澆段托架方案詳見圖4-8、圖4-9。
所需材料數量及規格詳見表4-1、表4-2。
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