由于车速高、冲击荷载大、无砟轨道系统精度要求高、桥梁设计使用年限长（100年），对大跨度连续刚构桥的施工精度、工后沉降、跨中徐变挠度等提出了很高的要求。广深港铁路客运专线沙湾水道桥设计为（104+168×2+112）m、（112+168×2+104）m预应力混凝土连续刚构桥，混凝土强度等级为C60，梁采用悬浇法。
图1.1 沙湾水道桥横跨紫坭河（104+168×2+112）m
连续刚构桥立面图
1. 方法特点
1、0#块采用墩顶支架法施工，安全可靠。
2. 该方法采用特殊的不平衡自推进吊篮，其结构设计刚性
力度大、力度明确、操作方便、重复使用性好。
3. 该方法优化了钢筋绑扎、混凝土浇筑及预应力施工
该工艺将单个悬臂梁节段的施工时间缩短至平均8-10天（5天
通过使用预应力混凝土梁进行张拉，可以大大提高工作效率，加快施工进度。
4.该方法将加工出高等级、高性能和耐久的混凝土。
标准化。
5.提出了悬臂梁线形及应力的监测方法钢结构连续梁工序，方法先进，效果良好。
6、该方法具有良好的社会效益和经济效益。
二、适用范围
1、适用于高速铁路高墩、大跨度连续刚构、悬浇连续梁。
2、适用于安全风险高、工期紧张的悬臂浇注施工。
3.工艺原理
考虑到海拔高、跨越水道、设计标准高、工期紧的特点，大体积0#节段采用悬吊支架施工，张拉钢绞线预应力。悬吊灌浆篮采用LM-300型非平衡式自走式三角灌浆篮。为保证桥梁成桥质量及施工线形，悬吊灌浆施工工艺对灌浆篮拼装、模板标高、钢筋绑扎、混凝土泵送、浇注养护、预应力张拉、灌浆等环节进行管控。同时采用SAP2000、MIDAS等软件模拟施工过程，计算节段预制值，使桥梁内力、线形满足要求。通过全施工过程各环节的质量跟踪和安全管控，沙湾水道大桥顺利完工，保证了工期。
4.施工工艺及操作要点
1.整体施工工艺
本桥主墩位于水中，从岸边至墩台修建栈桥作为通道钢结构连续梁工序，墩台处安装塔吊作为垂直提升机械，混凝土由输送泵泵送至施工现场。0#块采用墩顶支架法施工，混凝土分两次浇筑。悬浇施工采用三角挂篮，合龙顺序为先中跨、后边跨。合龙段两侧安装水箱配重，利用挂篮主桁组成合龙段井字形吊架。
总体施工工艺流程图
（二）0#块施工工艺及技术
0#块采用墩顶支架法施工，采用一体式三角支架，用型钢在地面焊接，采用塔吊安装，与墩身顶部预埋钢板连接，0#块支架结构验算见图5.2-1。
0#座支架结构计算图
0#砌块施工图
0#支架采用钢绞线张拉法预应力，从支架顶部安装的钢绞线与基座预埋钢绞线连接，在支架顶部采用千斤顶按设计荷载张拉，0#支架预应力荷载为其能承受最大荷载的1.1倍。
0#支架预紧
0#支架预紧荷载
（三）悬臂浇注施工工艺及技术
悬吊灌浆梁施工工艺流程为：挂篮就位→调整底模及外模标高→绑扎底板及腹板钢筋→安装竖向预应力钢筋→内模板体系滑出→安装纵、横向预应力管→绑扎顶板钢筋→浇筑混凝土→养护→穿钢绞线→张拉→灌浆→挂篮前移→施工下一节段。此施工周期平均每节段需8-10天。
1）吊篮设计与施工
本桥连续梁设计为单箱单室，最大悬浇节段重286t，节段长度3m~4m。大吨位梁节段挂篮一般采用菱形或三角形专用挂篮，本桥采用的是LM-300三角形挂篮。
（1）吊篮
挂篮主要由三角形主桁架、前后横向连接系统、顶部横梁、前后下横梁、底部纵梁、模板系统、吊带锚固系统、走滑系统、张拉平台组成。
LM-300三角吊篮设计
后下横梁与吊具采用铰接，有利于调整梁底线形状，保证两接头的紧固性。吊篮采用无对重后锚式自走系统，减轻吊篮自重，每只吊篮重115t。
吊篮主桁架采用前斜吊带设计，可用精轧型钢及千斤顶进行预紧，大大减少了吊篮整体施工挠度，确保了施工安全和质量。吊篮内模系统与内滑梁采用滚轮连接，可方便内模系统的滑移和抽出。
采用SAP2000建模对吊篮进行整体分析校核计算，主桁架结构稳定，刚度大，变形小，满载时吊篮最大挠度为16.7 mm。
吊篮的三维模型及其受力后的变形
（2）篮筐预压
吊篮预压在地面进行，先将三根顶部横梁平放在平整地面上作为调平架，用水平仪调平。再将主桁架组装在调平架上。两根主桁架相对，在支点O处安装前支撑，后端节点A处锚固三根肩梁，采用六根φ32精轧螺纹钢筋。前端节点B处放置两根肩梁，用四根φ32精轧螺纹钢筋穿过肩梁连接。采用两台YCW80B-200千斤顶分级张拉，最大荷载为吊篮主桁架最不利状态下受力的1.20倍。预压为分级加载，级差为10%、25%、50%、75%、100%、120%。 加载完成后，每隔6小时观察一次，待应力、挠度值稳定后，分50%、10%、0%三个等级卸载。加载前在主桁的OB、AC、OC杆件及BC两根吊索上安装应变计，在分级加卸载时读取应力值。在A、O、B点安装位移计，在分级加卸载时测量主桁架各点的挠度值。
挂篮预压示意图
挂篮主梁预压
（3）吊篮组装
T型结构0#梁段施工完成后，先清理梁段顶面，用1：2水泥砂浆将枕木铺放区域找平，用塔吊将杆件吊至0#块顶面，再按下列程序对称拼装挂篮：铺放钢枕木→安装轨道→安装前后支撑→吊装主桁架→吊装前上横梁→安装后吊带→吊装底模板及底板模板→吊装内模板跑梁→安装外模板→调整垂直模板标高。
（4）篮筐运动
①吊篮移动过程：
箱梁张拉→松开边模、底模→安装轨道→吊篮就位→安装后锚→调整模板→验收合格→进入下道工序。
吊篮迁移
首先将梁节顶面找平并测量轨道位置，铺放枕木及轨道，然后脱模，用吊链滑轮将底模挂在外模跑梁上，松开主架后锚，用吊链拉动前支撑将吊篮、底模架、外模前移至下一节预定位置重新锚固在轨道上。安装后吊带，吊起底模架。其次将外模跑梁后吊架安装在本节梁上，再将上一节梁上的后吊架拆除，移至本节梁预留槽道内安装好，再拆除另一节。跑梁就位后，调整外模、底模标高。绑扎好底板及腹杆钢筋后将内模拖出，最后封好端模。
②吊篮前移注意事项
A、下降、前进、提升等作业应有专人指挥，每个控制点应有专人负责监控。
B、松开底篮前应检查模板所有拉紧螺丝是否已卸下，防止放下或移动机器时卡住；移动吊篮前应安装一组安全钢丝绳抱住吊篮后部，防止突然滑落。
C、下降底篮时，操作千斤顶应同步、平衡下降；操作千斤顶正下方严禁人员停留，防止手柄掉落伤人；升降杆必须有标识。
D.轨道必须铺设牢固、平整、笔直、无偏差。
E、在轨道上画尺刻度，控制前进速度；篮筐移动时要缓慢移动，速度控制在每分钟250px左右，左右两边必须同步前进。
FT结构两侧吊篮应同步对称移动，前移距离之差不应大于梁段长度的一半。G.前移时应注意吊篮各杆件的变形情况，加强各受力部位（如吊带、安全绳等）的牢固性。如发现隐患，应及时处理。
H、将机器移到位，调整标高，锚固牢固，经验收合格后，方可进行下一步施工。
（5）吊篮拆除
拆除顺序为：全桥合龙后，将挂篮外模、底模用钢绞线下放到江心运输船上，再由运输船接收并移至码头拆除。将挂篮主桁、轨道钢枕等构件拉至塔吊上拆除；合龙段未使用的内模、内走梁在合龙段施工前拆除。
吊篮模板拆除
2）钢筋、混凝土及预应力施工技术与工艺
主要包括以下内容：钢筋施工、混凝土施工、预应力施工、通道灌浆及锚固封堵。
（1）钢筋施工
A.钢筋加工生产
①加工前将钢筋调直、清理干净，不得有油污、漆污、水泥浆等。
②下料时，要根据梁身钢筋编号、进料长度尺寸统筹安排，采用连续配料方式，减少钢筋的损耗。
③钢筋弯曲时应从中间开始，逐渐向两端弯曲，弯钩应一次性弯曲完成。
④钢筋接头采用闪光对焊、电弧焊等焊接，正式焊接前应进行试焊，掌握各项技术参数，试焊合格后方可进行批量生产。
B.钢筋绑扎
①绑扎顺序为：底板钢筋→腹板钢筋→顶板钢筋。绑扎钢筋时，在相应部位安装波纹管。
②钢筋在车间加工成半成品，运至现场捆扎成型。
③钢筋绑扎过程中，应合理安排不同钢筋的绑扎顺序。
④保护层采用强度≧60MPa的细石混凝土垫块，呈梅花形排列，每平方米不少于4块。
（2）混凝土施工
A.悬臂施工两个对称节段及其横截面的对称平衡浇注。
B、混凝土浇筑方法为分段分层浇筑，分层厚度以750px为宜。浇筑顺序：先倒角底腹板，再倒底板中部，再浇筑腹板，最后浇筑顶板。
C、浇筑混凝土的自由落体高度不得大于2m，若超过2m，应采用溜槽、串管、漏斗等设备。
d.混凝土浇筑应连续进行，上下层浇筑间隔时间不能超过初凝时间。
E、混凝土浇筑过程中，防止与模板、钢筋、预埋件、预应力钢束管等发生碰撞。
F、混凝土振捣以插入式振捣器为主，不得漏振、过振，施工时应派专人振捣，并对模板、锚垫等重点部位进行检查。
（3）预应力施工
A.预应力管道
①预应力管道采用塑料波纹管，波纹管接头处应采用比需延长波纹管大一号管径的波纹管旋入连接。
②为保证预留通道的通畅，应在纵向波纹管内插入比波纹管内径小3～6mm的厚壁橡胶管或塑料管，在混凝土浇注过程中直至初凝为止，应经常来回泵送或旋转，待混凝土初凝后及时拔出。
③为保证波纹管与混凝土、水泥浆体有良好的粘结性，波纹管外侧不得有油污、污物等。
波纹管与锚垫应保持同心，支撑板面应垂直于管道轴线。
预应力管道安装
B.预应力钢绞线切割及穿线
①将切断的钢绞线梳理捆扎好，每隔2～3米用铁丝捆扎，钢绞线缝隙中应放入铁丝扣，捆扎后分类存放。
②穿管前应用压缩空气清除管道内的积水及污物。
③根据钢捆的长度，可采用人工或绞车穿捆。
C.预应力筋（筋）张拉。
为保证预应力筋应力控制的准确性，预应力筋张拉前需进行孔道摩擦试验。制作装有预应力管道、锚垫、钢筋的试件2个，选用梁设计图中两种钢绞线进行试验。管道布置与连续梁设计图一致，要求平直、加强定位（详见图5.3.2-2）。混凝土强度等级与梁体设计强度一致，试验前要求混凝土强度达到100%。试验前必须将孔道清理干净，试验人员到位、试件安装完毕后，方可安装锚栓、卡子。若试件强度不足、管道不直或锚栓、喇叭口位置不符合试验条件，须重新制作试件。 加载顺序分为4级，每级载荷分别为设计张拉控制应力的10%、30%、50%、70%，加载至最大值（设计张拉力的70%）后，张拉千斤顶回油卸载至设计张拉力的10%，并记录全部伸长量。
试验过程中如发现试验数据异常或其他意外情况，应立即停止加载，待情况查明后方可恢复加载。预应力孔道摩阻损失根据预应力钢绞线与管道壁之间的摩阻系数u和管道每米局部偏差对摩阻的影响系数k确定，一般按下式计算：
ση=σσcon[1-e-(uθ+kx)]
在哪里：
σσcon——预应力钢筋锚固处张拉控制应力（MPa）；
θ——计算断面曲线的张紧端与管段切线之间的夹角之和（rad）；
x——管道从张紧端至计算断面的长度，可近似为管道在构件纵轴上的投影长度（m）；
u——预应力钢筋与管壁之间的摩擦系数；
k——管道每米局部偏差对摩阻的影响系数。
摩擦试块安装示意图（mm）
预应力筋张拉时主要应注意以下几点：
①千斤顶、油压表使用前必须按照有关规范进行校准，并配合使用。
②张拉顺序：按设计的张拉顺序进行。
③ 锚夹安装前应逐一检查是否有裂纹或变形，锚下混凝土是否密实，清除支撑面上的杂物。
④张拉以应力为主，伸长量采用双控，实际伸长量与计算伸长量之差不得超过±6%。纵梁张拉在两端同时进行。
⑤ 张拉程序：0→0.1σk→0.5σk→1.0σk→保载5分钟→向锚缓慢回油→计算伸长量→回油卸载至0。
D. 钻孔灌注
1）预应力渠道灌浆采用真空辅助灌浆技术，其工艺流程为：在渠道口安装阀门→将真空泵接至非灌浆口→将灌浆泵接至灌浆口→将负压容器、三通阀、锚板灌浆孔串联起来，用透明塑料管连接锚板灌浆孔与阀门。
2）灌浆前，关闭所有排气阀门（除连接真空泵的阀门外），启动真空泵抽真空，使压力达到-0.08MPa。在真空泵运转的同时，启动灌浆泵开始灌浆，直至灌浆端透明塑料管内出现水泥浆体时，打开灌浆三通阀，待阀口流出浓稠浆体时关闭阀门，继续灌浆并保持压力在0.7MPa，维持2分钟。
3）水泥浆体性能要求：水灰比0.3～0.35；渗水率2％，水应在24小时内被浆体吸收；流动度14～18s；膨胀率<3％；初凝时间≥4小时，终凝时间≤10小时；注浆时大气温度为5℃～30℃。
4）灌浆人员应详细记录灌浆过程，包括灌浆日期、水灰比及外加剂、灌浆压力、试块强度、障碍物事故细节以及每条管道需做的工作。
5） 张拉完毕后，应在24小时内进行灌浆。
E. 锚
箱梁内部纵向预应力筋、横向预应力筋及两侧跨端纵向预应力筋张拉，灌浆完毕后即可加钢筋网，并灌注C60混凝土，灌注混凝土前应将接缝面打毛并用水冲洗干净。
（四）边跨现浇段施工工艺
边跨直浇段应采用脚手架法施工，当墩高较大时，可采用墩顶脚手架法。脚手架搭设后应进行预压，预压荷载为最大荷载的1.1倍。边跨直浇段应在主墩边跨悬浇完成前完成。
边跨现浇段施工
（五）接头段施工工艺与技术
接头段采用井字形吊挂法施工，吊挂浇筑至接头段后，接头口一侧吊挂后退，另一侧吊挂向前移动，形成接头吊挂。接头按照“低温浇筑，兼顾拉、支、剪”的原则进行施工，混凝土浇筑选择在白天气温较低、温度变化较小的时段进行，保证接头段新浇筑的混凝土处于温度变化较小的环境中，在压力下达到终凝，避免混凝土在拉力作用下开裂。
中跨合龙段施工
中跨闭合后
全桥封闭后
（六）夏季长距离泵送高性能混凝土施工工艺及方法
长距离混凝土泵送施工
表2 主桥箱梁混凝土配合比
混凝土泵送技术与工艺
混凝土交货图
（七）悬灌施工监测技术
1.悬臂施工线监测
由于高速铁路采用无砟轨道，精度要求极高，对大跨连续刚构的桥梁高程、跨中徐变挠度等要求也较高，因此悬浇施工的线形及应力监测十分重要，监测主体为施工单位，可与科研院校等单位配合。
（1）线性监测内容
1）施工过程模拟计算；
2）现场测量高程、挠度、中心线位置；
3）施工过程参数识别；
4）施工过程中高程及中心线位置的预报与调整。
（2）线性监测计算
连续刚构有限元计算模型
各悬吊现浇段施工高程计算公式：
H施=H置+Σf1+Σf2+f3+f4+Σf5 (5.7.1-1)
式中，H为箱梁施工设计高程。
H： 桥成后箱梁设计高程。
∑f1：当前施工梁段与后续施工梁段自重引起的挠度之和。
∑f2：当前施工梁段与后续施工梁段预应力引起的挠度之和。
f3：吊篮自重及其弹性变形引起的挠度。
f4：混凝土徐变、收缩、温度、预应力张拉、结构体系转换等引起的挠度。
∑f5：桥面铺装层第二阶段恒载和长期使用荷载引起的挠度。
（3）线性监测方法
1）挠度监测点布置及监测
测量点布局
2）模板标高调整
模板标高调整以保证主梁各节段绝对标高准确、主梁线形圆滑为原则。当梁节段正面标高在完成后出现偏差时，若偏差值在±10mm以内，则下一节段正面标高无需调整，仍作为施工设计标高；若偏差值超过±10mm，则应在后两节梁节段予以消除。处理方法是：将梁节段正面标高偏差值分成等份，符号相反，均匀分配到后两节梁节段模板标高上。
3）施工过程中中心线位置的控制
在0#块中心处设一基点，作为左后方控制各节段位置的后视点。用全站仪调整各节段的模板位置，准确定位后对模板进行加固。再用全站仪在各模板端头放出节段的关键点。每节段布设6个控制点（见图5.7-3），根据控制点位置准确定位主梁中心线。每节浇筑完毕后与上一节的中心线进行连接，消除误差，保证主梁中心线位置的准确性。
箱梁中心线断面位置控制点布置
2.悬灌施工应力监测
为确保结构及施工安全，按设计要求对桥墩、箱梁关键截面的应力变化进行监测，了解结构的受力状态。箱梁主要测量部位有：
(1) 靠近箱梁根部剖面；
(2) 1/4L 处的箱梁剖面；
(3) 接头段箱梁剖面。
主梁应力试验断面布置图
箱梁应力测点布置图
