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一、工程概況

龍潭河特大橋是滬蓉國道主干線湖北宜昌至恩施高速公路上的一座重要橋梁，位于湖北宜昌長陽縣榔坪鎮槐樹村，架立于鳳凰山，跨越龍潭河，緊靠318國道，橋梁東西走向，左右線分離式，橋梁位于山嶺重丘區，地形起伏較大，在施工線路周邊無法找到較大的空曠地帶。龍潭河特大橋左線橋孔跨布置為5*401063*2001064*40m，右線橋孔跨布置為4*401063*2001064*40m，其中主橋上部結構主橋1063×200106m采用變截面預應力混凝土連續剛構箱梁，箱梁根部梁高12m，跨中梁高3.5m，頂板厚28cm，底板厚從跨中至根部由32cm變化為110cm，腹板從跨中至根部分三段采用40cm、55cm、70cm三種厚度，箱梁高度和底板厚度按1.8次拋物線變化。箱梁頂板橫向寬12.5m，箱底寬6.5m，翼緣懸臂長3m。箱梁0號節段長18m(包括墩兩側各外伸1m)，每個懸澆“T”縱向對稱劃分為22個節段，梁段數及梁段長從根部至跨中分別為7×3.5m、4×4.0m、11×4.5m，節段懸澆總長91m。懸澆節段設計最大控制重量2409KN。邊、中跨合攏段長均為2m，邊跨現澆段長5m。兩岸引橋為預應力混凝土T梁，先簡支后剛構。主橋墩采取雙肢變截面矩形空心墩，主墩墩高178米，居世界同類橋梁墩高之首。

二、大橋重難點工程介紹

1)、22.4m×19.4m×4.0m的大體積承臺混凝土施工防裂為本大橋重點工程。

2)、高墩（最高178米）大跨（主橋跨徑200米）為本大橋的難點工程。

3）、預應力施工與真空吸漿是本大橋的主體工程

4）、40米T梁隧道內預制是本大橋的亮點工程

三、工程實施措施

1、承臺大體積混凝土裂縫控制

受工期等各方面因素影響，承臺施工在冬季進行。我們采用了以下一系列措施成功的杜絕承臺大體積砼裂縫的發生。

a、在承臺鋼筋綁扎中調整配筋率，加入防裂鋼筋網片同時布三層φ40冷卻水管。冷卻管采用回形方式，水平鋪設。各層間進出水管均各自獨立。冷卻水管安裝時，要以鋼筋骨架和支撐桁架固定牢靠。水管之間的聯接使用膠管，為防堵管和漏水，灌注混凝土前應做通水試驗，確保管道密封。在砼澆注過程中一直循環通水，使混凝土散發的熱量能夠快速地傳遞到冷卻管內通過循環水散發出來，從而降低混凝土內部的水化熱，以免局部溫差過大，而導致砼產生裂縫。分層澆注，每層澆注厚度不超過30cm，即可縮短澆注一層砼的時間，也同時加快混凝土的散熱。

b、實驗室對砼配合比進行調整，摻入適量的粉煤灰即可代替水泥，減少水泥用量，降低了混凝土的水化熱；又能使配制出的混凝土具有更好的和易性，有利于泵送；在滿足泵送要求的坍落度的前提下，最大限度控制水灰比；摻入高效緩凝劑，增長緩凝時間。并且嚴格控制混凝土入模溫度。

c、混凝土澆注前搭設暖棚，用塑料彩條布將周圍封嚴，內生火爐，火爐上加熱水，使之散發水蒸氣，保持暖棚內溫度，減少混凝土內外溫差，確保混凝土內外溫差≤25℃。

d、大體積混凝土的裂縫特別是表面裂縫，主要是由于內外溫差過大產生。澆筑混凝土后，水化熱使混凝土溫度升高，表面易散熱溫度較低，內部不易散熱溫度較高，相對地表面收縮內部膨脹，表面收縮受內部約束產生拉應力。對大體積混凝土這種拉應力較大，容易超過混凝土抗拉強度而產生裂縫。因此，加強養護是防止混凝土開裂的關鍵之一。在養護中要加強溫度監測和管理，及時調整保溫和養護措施，延緩升降溫速率，保證混疑土不開裂。養護需要7天以上（澆筑完7天內是混凝土水化熱產生的高峰期），具體時間將根據現場的溫度監測結果而定。延緩拆模時間，以免混凝土內外溫差聚變，使外部混凝土隨氣溫降低而冷卻收縮，產生較大的應力變化，而導致混凝土產生裂縫。

通過以上一系列措施，我們成功有效地控制了大體積砼裂縫的產生，有效地控制了工程質量的同時也為如何控制大體積砼裂縫問題提供了寶貴的經驗教訓。

2、高墩大跨施工

1）、高墩翻模施工

龍潭河特大橋主橋墩墩身形式為雙肢變截面矩形薄壁空心墩。墩身沿線路方向（順橋向）為各自單面向心收坡，坡率1/100；橫橋向為雙面對稱向心收坡，坡率按高度不同分別為1/40、1/60、1/100，墩頂尺寸350×850cm，壁厚70cm。墩身除縱向主筋和橫向箍精外，在四角部分還配有75×75mm的勁性鋼骨架組焊而成的桁架結構，通過比對后采取翻模施工工藝。

翻模施工由三節大塊鋼模板、爬架、塔式起重機、電動葫蘆組合而成的施工工藝。施工時第一節模板立于已完成墩身基楚上固定，第二節模板立于第一節模板上，第三節模板立于第二節模板上。第一次澆筑6米高墩柱混凝土，待混凝土澆筑完畢終凝后，綁扎第下一節段層鋼筋。綁扎完畢后，利用塔式起重機和電動葫蘆拆除模板，并將其翻升下一節段上。以后每次按4.5米高施工，形成搭設內模鋼管架工作平臺，鋼筋綁扎，拆模、翻升立模，測量定位，接長輸送泵管，澆筑混凝土，養生，標高復核的循環作業，直到設計高度。

工藝流程：安裝勁性骨架——綁扎鋼筋——拆除模板——安裝模板——澆注砼并養護——提升爬架——綁扎鋼筋——拆除模板——安裝模板——澆注砼并養護——提升爬架

模板設計：外模模板由面板、肋板組成。豎肋采用[8槽鋼，間距500mm;橫肋為∠50×5mm等邊角鋼，間距400mm;邊框和橫豎肋均采用貼角交錯間斷焊與δ5面板焊接。在高度上劃分為1.531.5=4.5m三層組成。內模采用鋼組合模板，采用1.05m×1.5m定型組合鋼模，在高度上分4×1.5m高，最下層1.5m高模板作為支撐模板。圍檁采用2[12.6槽鋼焊制成型，圍檁豎向間距85cm，采用Φ25圓鋼為拉桿，對外模與內模進行對拉，拉桿水平間距按1.2米布置。圍檁在墩身角部相互交錯，采用絲杠拉接固定。如右右圖示。

圍檁連接示意圖

工藝要點：(1)、安裝內外腳手架平臺。考慮鋼筋綁扎與混凝土灌注兩方面因素的影響，內平臺與施工節段的混凝土頂面高度保持平齊。

(2)、立模檢查。每節模板安裝后，用水準儀和全站儀檢查模板頂面標高；中心及平面尺寸。若誤差超標要調整，直至符合標準。測量時用全站儀對三向中心線進行測控復核。

(3)、混凝土灌注。模板安裝并檢查合格后，在內外模板和鋼筋之間安裝L混凝土灌注漏斗，混凝土經混凝土輸送泵送至內施工平臺土，通過漏斗由人工鏟送入模。混凝土采用水平分層灌注，每層厚度不超過30cm，用插入式振搗器振搗，完成混凝土澆注后及時養生。

高墩翻模施工示意圖

翻模施工是墩身施工主體工藝，不僅施工操作簡單，周期短可以保證工程進度，資金投入小，而且在拆除模板之后可以有效的對砼平整度、節儉錯臺進行修復處理，保證工程質量，在施工過程中提供了安全的操作平臺，達到安全文明施工的效果。

2）箱梁0#塊托架施工

龍潭河特大橋主橋墩身高度較高（最高178m），考慮0#塊與墩身橫系梁的共同之處：決定采用在墩頂預埋牛腿，搭設桁架及懸臂端底模托架，利用縱橫梁形成0#塊施工平臺，施工簡潔方便。

由于箱梁0#體積較大，砼方量多，如果一次性完成砼的澆注，托架要承受施工過程中來自砼的自重以及各方面的施工荷載，給施工打來不便，失去托架施工的優點；甚至給托架施工帶來不利隱患。經與設計方協商并得同意，0#塊砼施工按高度方向上分兩次進行：第一次澆注5m，墩頂兩側擋塊與0#塊一起；第二次澆注剩余7m，主要包括腹板和頂板。

通過對托架進行驗算，來選擇桁架布置位置。考慮第一次澆注0#塊結構自重分布和托架受力情況，采用如下結構形式（托架安裝示意圖）：

托架安裝示意圖

在考慮0#塊分層澆注情況下，第一次澆注5m高，其荷載主要通過分配梁傳遞給桁架。在第一次澆注的混凝土強度達到設計強度的80%后，第二次澆注的混凝土荷載是通過搭設鋼管支架均勻分布到底層已成型混凝土上，從而減輕了托架壓力。因此，根據計算的結果，按照托架受力荷載情況，采用千斤頂加載集中荷載的預壓的方式對托架進行預壓試驗。預壓的重量按照第一次澆注5m高0#塊的重量（包括混凝土、鋼筋、預應力筋、內外模板、人員機具等所有外界因素的重量）進行，取1.3的安全系數。

加載按分級進行，第一次加載60%，第二次加載100%，第三次加載至130%，加載持續一定時間后，按如上荷載進行分級卸載，檢驗桁架及托架的安全性。預埋件及牛腿通過高強螺栓連接，在安裝牛腿時，牛腿須與預埋件面板密貼；采用扭矩扳手使高強螺栓達到規定的扭矩值。牛腿安裝好后，對每個牛腿非別千斤頂進行加載預壓，檢驗牛腿的安全性、穩定性。如下圖示

牛

腿預壓示意圖

高墩大跨箱梁0#塊具有混凝土方量大、鋼筋與預應力管道密集，結構復雜，施工工藝要求精，技術含量高，施工難度大等特點。采用托架施工，不僅大大縮短了施工工期，間接節省資金投入，取得了良好的經濟效益，同時還總結出了一個適合高墩大跨大體積砼的施工方案，成功解決了高墩大跨大體積砼施工難度高這一難題。

3）、大跨掛藍施工

工藝流程：行走錨固掛籃——模板初調——綁扎鋼筋——模板精調——模板加固——澆注砼——預應力待強張拉——預應力張拉壓漿

掛籃結構介紹：掛籃由三角形承重桁架、底模平臺、吊帶和后錨系統、行走系統、模板組成。

承重桁架：承重桁架是掛籃的主要受力結構。

底模平臺：底模平臺直接承受梁段混凝土重量，并為立模，鋼筋綁扎，混凝土澆筑等工序提供操作場地。吊帶：用于懸吊底模平臺、外模和內模。并將底模平臺、外模、內模的自重、梁段混凝土重及其它施工荷載通過到主構架轉遞到已完成砼澆注的梁段上的主要受力結構。包括底模平臺前后吊桿、外模走行梁前后吊桿、內外模走行梁前后吊桿。前后后吊桿全部采用Φ32精軋螺紋鋼，將底模平臺前端懸吊在掛籃前上橫梁上，由墊梁、扁擔梁和螺旋千斤頂組成的調節裝置，可適當調整底模。底模平臺后吊桿采用4組3Φ32精軋螺紋鋼，內外模走行梁后吊桿均采用單根Φ32精軋螺紋鋼

掛籃結構形式示意圖掛籃預壓示意圖

c、掛籃預壓

掛籃涉及到的結構構件較多，完成掛籃拼裝后，對整個系統在各種工況下的受力情況進行檢測，確保系統在施工過程中絕對安全，因此必須對掛籃進行預壓試驗，觀各個控制點的撓度變化情況，同時通過預壓試驗統計各種技術參數以指導以后的施工，為懸澆施工高程控制提供依據。

為檢驗掛籃的安全性和實際變形量，以便能夠準確預留掛籃懸澆的預拱值。由于墩身較高（最高178米）。采用集中荷載預壓時間短，操作簡單，掛籃彈性變形測量結果準確。預壓通過采用千斤頂加載等效加載的方式進行。

千斤頂加載是將兩只牛腿固結在0#段端頭兩側腹板中心上，在牛腿上焊接三角架，將千斤頂安置在掛籃底模平臺上對三角架施力，反力即形成對掛的預壓。三角架下斜桿為3I20a工字鋼，上斜桿為2[22a槽鋼I20a工字鋼。千斤頂安放位置：千斤頂中心在順橋向上距離0#塊節段線398.4cm，橫橋向與掛籃的4根I45a工字鋼縱梁對應。千斤頂下墊I20a工字鋼對荷載進行分配，I20a工字鋼應并排放置，總寬度應大于千斤頂的直徑，并應保證底模平臺受力中心位置距0#塊節段線398.4cm。

預壓試驗原理

1、掛籃前節點A彈性變形

2、掛籃預壓試驗中，各節點在加載工況1和卸載工況2時產生的位移記為（k為各節點編號A、B、C；i為工況編號1、2），易知前節點A彈性變形為：

2、精軋螺紋鋼吊桿彈性變形

精軋螺紋鋼吊桿在預壓過程中的加載工況1和卸載工況2的變形情況如上圖所示，易知，吊桿的彈性變形為：，

其中為吊桿加載總變形，為塑性變形。測量前吊桿精軋螺紋鋼變形時，上部測量每組吊桿處千斤頂上方的前吊桿扁擔梁頂面。通過驗算掛籃主構架及底模平臺前吊桿總變形：△=f△L<20mm

符合施工要求

掛藍施工過程中尤其要注意的是在行走過程中前后吊桿的變化，保持主構架與底模、內外側模行走的一致性（具體體現在前后吊桿是否是垂直）。若發現異常停止行走掛籃，進行檢查，解決異常后方可繼續行走掛籃。

3、預應力張拉真空吸漿應用

預應力工程是本大橋主體，預應力工程的好壞直接影響大橋使用壽命，使用安全。因此預應力張拉壓降的好壞至關重要。

本工程設計采用的是標準抗拉強度1860Mpa，公稱直徑φj15.24mm，公稱截面積Ag=1.4×10-4m2，彈性模量Ey=1.95×105Mpa的高強度低松馳預應力鋼絞線。施工應力按鋼絞線標準抗拉強度的75%計算。

理論張拉應力：δk=1860Mpa×75%=1395Mpa

理論張拉力（單股）：P=δk×Ag=195.3KN

平均理論張拉力（單股）P均=P×（1-e-（kxμθ））/（kxμθ）

式中：P——預應力鋼材張拉端的張拉力（N）；

x——從張拉端至計算截面的孔道長度（m）

θ——從張拉端至計算截面曲線孔道部分切線的夾角之和（rad）

k——孔道每m局部偏差對摩擦的影響系數，圖紙取值為0.0015

μ——預應力鋼筋與孔道壁的摩擦系數，圖紙取值為0.25

理論伸長值計算：

△L=P均×L/（Ag×Ey）=P均×L/（Ag×Ey）

式中：L——鋼絞線有效計算長度（cm）；

張拉順序：按照設計要求本大橋采用雙端。先腹板后頂板，先下后上，左右對稱。

張拉要點：1、張拉過程中，要用千斤頂對鋼絞線兩端同步施力，因此兩端伸長量應基本相等。若兩端的伸長量相差較大時，應查找原因后糾正。2、張拉或退頂時，沿鋼絞線方向不得站人，以防預應力筋拉斷或夾片飛出傷人；油泵運轉有異常情況時，要立即停機檢查。在測量伸長量時，要停止運行油泵。3、張拉時的混凝土強度不得低于圖紙規定的80%R設計和4天齡期。4、張拉完畢卸下工具錨及千斤頂后，要檢查是否有斷絲、滑絲現象出現，按照具體問題采取相應的解決措施后，才能進行下一道工序。

真空吸漿工藝：在孔道的較高端采用真空泵對孔道進行抽空，使孔道達到真空狀態，使之產生-0.lMPa的真空度，然后用灌漿泵將優化后的水泥漿從孔道的另一端灌入，直至充滿整條孔道，并加以≤0.7MPa的壓力，以提高預應力孔道灌漿的飽滿度和密實度。

工藝流程：真空泵安裝在孔道較高的一側，打開閥門進行抽真空，當真空泵油壓表讀數不變保持恒壓（一般為-0.07MPa）時表明孔道中空氣已抽凈,可以進行壓漿。將水泥漿加到灌漿泵中打出一部分漿體，待這些漿體的濃度與灌漿泵中的濃度一致時，將輸漿管接到孔道的灌漿管上，扎牢。打開閥1，啟動灌漿泵，開始灌漿，保持真空泵的開啟狀態，當觀察到吸氣管道有水泥漿流出時，撤除吸氣管道，關閉真空泵。繼續壓漿，當流出水泥漿稠度和灌入之前稠度一致時，關閉出漿孔處閥門。保持管道內有0.5Mpa～0.7Mpa的壓力1～2分鐘，再關閉壓漿泵，完成壓漿。

注意事項

①由低處往高處壓漿，確保孔道注漿飽滿；

②在灌漿之前如發現管道內殘留有水份或贓物，使用空壓機先將殘留在管道中的水份或贓物排走，確保真空壓漿工作能夠順利進行；

③注意真空泵壓力表，當真空泵油壓表讀數不變保持恒壓（一般為-0.07MPa）時表明孔道中空氣已抽凈,可以進行壓漿；

④壓漿泵壓力不得高于0.7MPa;

⑤管道較長，應在壓漿后進行二次壓漿；

⑥水泥漿稠度控制在14-18S；

4、40米T梁隧道內預制

方案選定：方案一：在宜昌側路基上預制，主橋箱梁合攏后，從箱梁上運輸至恩施架設，該方案受箱梁施工進度影響，工期無法保證。方案二：在恩施側預制。恩施側地形地起伏大切割強烈，高差達200m，最大墩高為73m，現有的施工環境，難在恩施岸橋端頭找到適合40米T梁預制、存放和架設的場地；采用支架現澆，成本高，安全風險大。與接壤的榔坪隧道已完成施工，在隧道內預制T梁成為唯一的選擇，可以有效利用空間場地，與箱梁施工同步進行，縮短工期。

工藝要點：在隧道內受空間場地限制，對已預制T梁如何存放。在隧道內龍門吊合理擺放，反拱的控制，T梁橫移控制。

T梁模板選定：T梁模板采用定制的鋼模板，中、邊梁各一套，兩橫隔梁之間為一整體，橫縱肋間距30cm，采用簡易門架安裝及拆除。T梁模板斷面圖如下：

T梁模板斷面圖

T梁隧道內預制：左右幅隧道各使用500米，加工3個活動底座，鋼筋加工場、小型材料及機具放在隧道內，混凝土采用拌合站集中拌合，通過罐車運送至施工現場。受隧道斷面限制，寬8.5m，，龍門吊高度不超過5m，采用龍門自制，同一斷面存放兩片梁，一片預制張拉后橫移一側，活動底座不動，預制另一片，受前一片存梁的影響，后一片梁澆注時混凝土運輸困難，罐車無法到達，在前一片梁靠橫隔板附近鋪一條小軌道，自制料庫，5t卷揚機拉至澆注地。在預制T梁之前要嚴格控制軌道尺寸位置。隧道斷面、龍門吊及軌道布置見圖：

龍門吊軌道布置圖

隧道內橫向寬度有限，考慮到施工進度和質量要求，預制場按照T梁尺寸要求，布置3條活動底座。臺座按照設計圖紙要求，40m跨T梁中梁設置2cm、邊梁2.5cm的反拱，反拱在跨長范圍內采用二次拋物線設置。

T梁隧道內橫移：受隧道場地空間限制，隧道斷面范圍之內只能夠存放兩片T梁，因此T梁的預制次序要配合架梁的次序進行預制。T梁預制次序按照T梁預制平面布置圖進行。

T梁預制平面布置圖

T梁在預制過程中模板安裝需要使用龍門吊，受隧道斷面尺寸限制龍門吊只能縱向移動，因此在完成T梁預制并達到一定強度張拉之后要將T梁橫移存放。先拆卸掉吊點過橋底座，用四個千斤頂，每個吊點位置放置兩個頂升T梁，然后拆卸其余部分底座。底座拆卸完畢后，回縮千斤頂，T梁下靠近端頭位置各設置一個由兩根20I橫移軌道，軌道上設一個1cm厚鋼板制成的滑板，滑板與軌道間涂黃油，滑板上制一個承力架，將T梁擱置于橫移軌道上，軌道上設一個反力架，再使用油壓千斤頂頂推至預定存放T梁位置。拆除的底座進行下一片T梁施工，如此循環至T梁預制完畢。

根據理論聯系實際，盡可能節約成本的情況下順利完成T梁預制，縮短了工期，降低施工成本，達到良好的經濟效益。

T梁橫移示意圖

四、結束語

伴隨著國家高速公路網規劃"東部加密、中部成網、西部連通"的布局思路，在全國范圍內形成"首都連接省會、省會彼此相通、連接主要地市、服務全國城鄉"的高速公路網絡實施，山嶺重丘區高速公路必將迅速發展。對如何選擇合理的工藝，提高工程質量，降低施工成本的需求越來越大。龍潭河特大橋正是其中的典型，為山嶺重丘區橋梁建設提供了寶貴的經驗，總結出諸多可行性施工方案，為山嶺重丘區高速的公路發展作出了巨大貢獻。