学习单元2.5 悬臂体系与连续体系梁桥施工

将简支梁梁体在支点上连续而成连续梁，连续梁可以做成二跨或三跨一联的，也可以做成多跨一联的。每联跨数太多，联长就要加大，受温度变化及混凝土收缩等影响产生的纵向位移也就较大，使伸缩缝及活动支座的构造复杂化；每联长度太短，则使伸缩缝的数目加多，不利于高速行车。为充分发挥连续梁对高速行车平顺的优点，现代的伸缩缝及支座构造不断改进，最大伸缩缝长度已达660mm，梁体的连续长度已达1000m以上，如杭州钱塘江二桥公路桥为18孔一联预应力混凝土连续梁桥，跨径布置为45+65+14×80+65+45m，连续长度为1340m。一般情况下，连续梁中间墩上只需设置一个支座，而在相邻两联连续梁的桥墩仍需设置两个支座。在跨越山谷的连续梁中，中间高墩也可采用双柱（壁）式墩，每柱（壁）上都没有支座，并可削低连续梁支点的负弯矩尖峰。

钢筋混凝土连续梁跨径一般不超过25～30m，预应力连续梁常用跨径为40～160m，其最大跨径受支座最大吨位限制，目前国内最大跨径尚未超过165m（南京长江二桥北汊桥，其跨径布置为90+3×165+90m），如果采用墩上双支座，消去结构在支座区的弯矩高峰，它的跨径可以达到200m。

2.5.1 体系及受力特点

2.5.1.1 悬臂体系受力特点

悬臂梁利用悬出支点以外的伸臂，使支点产生负弯矩对锚跨跨中正弯矩产生有利的卸载作用。如图2.68所示为简支梁桥和悬臂梁桥在恒载作用下的弯矩图。图中各桥的跨径布置相同，假定其恒载集度也相同，比较图2.68（a）、（b）、（d），显然，简支梁的各跨跨中恒载弯矩最大，无论单悬臂梁或双悬臂梁在锚跨跨中弯矩因支点负弯矩以卸载作用而显著减小，而悬臂跨中因简支挂梁的跨径缩短而跨中正弯矩也同样显著减小。从标志材料用量的弯矩图面积大小（绝对值之和）来看，悬臂梁也比简支梁小。如以图2.68（d）的中跨弯矩图为例，悬臂长度等于中孔跨径的1/4时，正负弯矩图面积的总和仅为同跨径简支梁的1/3.2。

从活载的作用来看，如果在图2.68（b）所示的悬臂梁的锚跨中布满活载，则其跨中最大正弯矩自然与简支梁布满活载时的结果一样，并不因为有悬臂的存在而有所减小，见图2.68（c）。而在具有挂梁的悬臂跨中，活载引起的跨中最大正弯矩只按支承跨径较小（通常只有桥孔跨径的0.4～0.6）的简支挂梁产生的正弯矩计算，因此其设计弯矩也比简支梁小得多。由此可见，与简支梁相比较，悬臂梁可以减小跨内主梁高度和降低材料用量，是比较经济的。

2.5.1.2 连续梁体系受力特点

1.钢筋混凝土连续梁桥的受力特点

钢筋混凝土连续梁桥，虽然在力学性能上优于简支梁和悬臂梁，可适用于更大跨径的桥型方案，但同悬臂梁一样，同时存在正、负弯矩区段，通常采用箱型截面梁，其构造较复杂；跨径较大时，梁体重量过大不易装配化施工，而往往要在工费昂贵的支架上现浇。钢筋混凝土连续梁，还因支点负弯矩区段存在，不可避免地将在梁顶产生裂缝，桥面虽有防护措施，但仍常因雨水侵蚀而降低使用年限。

为克服钢筋混凝土连续梁因支点负弯矩，在梁顶面产生裂缝，影响使用年限，在支点负弯矩区段布置预应力索，以承担荷载产生的负弯矩，在梁的正弯矩区段仍布置普通钢筋，构成局部预应力混凝土连续梁。这种结构具有良好的经济及使用效果，施工较预应力混凝土连续梁方便，目前在城市高架中已基本取代钢筋混凝土连续梁。

2.预应力混凝土连续梁桥的受力特点

预应力混凝土连续梁的应用非常广泛。尤其是悬臂施工法、顶推法、逐跨施工法在连续梁桥中的应用，这种充分应用预应力技术的优点使施工设备机械化，生产工厂化，从而提高了施工质量，降低了施工费用。连续梁的突出优点是：结构刚度大，变形小，动力性能好，主梁变形挠曲线平缓，有利于高速行车。

然而应指出的是，预应力混凝土连续梁设计中的一个特点是：必须以各个截面的最大正、负弯矩的绝对值之和，也即按弯矩变化幅值布置预应力束筋。例如，一个三孔等跨连续梁，其中孔跨中活载正弯矩与活载负弯矩的绝对值之和（即弯矩变化幅值）为0.125ql²，与同跨简支梁弯矩相同，支点上弯矩变化幅值为0.133ql²。在公路桥上，因恒载弯矩占总弯矩的比例较大，实际上支点控制设计的是负弯矩，跨中控制设计是正弯矩（因支点上的活载正弯矩与恒载负弯矩之和为负弯矩；跨中活载负弯矩与恒载正弯矩之和为正弯矩）。在梁体中，弯矩有正、负变号的区段仅在支点到跨中的某一区段。这样，布置预应力束筋并不增加太大的用量，就能满足设计要求。反之，在活载较大的铁路桥上及恒载弯矩占总弯矩比例不大的小跨连续梁桥上，因预应力筋节省有限，施工较简支梁复杂，经济效益差，而较少采用。

3.悬臂梁与连续梁的受力情况比较

如图2.69所示，从图2.69（b）可以看出，连续梁在恒载作用下，由于支点负弯矩的卸载作用，跨中正弯矩显著减小，其弯矩图形与同跨悬臂梁相差不大，如悬臂梁的悬臂长度恰好与连续梁的弯矩零点位置相对应，则图2.69（a）、（b）的弯矩图就完全一样。然而，从图2.69（c）可以看出，连续梁在活载作用下，因主梁连续产生支点负弯矩对跨中正弯矩仍有卸载作用，其弯矩分布要比悬臂梁合理。

4.体系缺点

连续梁是超静定结构，基础不均匀沉降将在结构中产生附加内力，因此，对桥梁基础要求较高，通常宜用于地基较好的场合。此外，箱梁截面局部温差，混凝土收缩、徐变及预加应力均会在结构中产生附加内力，增加了设计计算的复杂程度。

2.5.2 就地浇筑

就地浇筑施工是在支架上安装模板、绑扎及安装钢筋骨架、预留孔道、并在现场浇筑混凝土与施加预应力的施工方法；施工需用大量的模板支架，一般仅在小跨径桥或交通不便的边远地区采用。但当在其他施工方法都比较困难或经过比较施工方便、费用较低时，也有在中、大桥梁中采用就地浇筑的施工方法。

2.5.2.1 支架

支架虽为临时结构，但它要承受桥梁的大部分恒载还有一些施工荷载，因此对支架有一定的要求，并要对支架进行各种计算。

1.支架的形式

支架按其构造分为支柱式、梁式和梁—支柱式支架，详见2.3.1节。支架与模板的施工部分如图2-54所示。

2.对支架的要求

支座有足够的强度、刚度、整体性，在河道中要考虑洪水和漂流物的影响，设置预拱度，设置落架设备。

（1）支架虽为临时结构，但它要承受桥梁的大部分恒重，因此必须有足够的强度、刚度，同时支架的基础应可靠，构件结合要紧密，并要有足够的纵、横、斜向的连接杆件，使支架成为整体。

（2）对河道中的支架要充分考虑洪水和漂流物的影响。

（3）支架在受荷后将有变形和挠度，在安装前要进行计算，设置预拱度，使结构的外形尺寸和标高符合设计要求。

（4）支架上要设置落架设备，落架时要对称、均匀，不应使主梁发生局部受力状态。

3.支架的计算要点

作用荷载有结构重力、施工重力、风力等；支架要进行强度计算、挠度计算、预拱度计算、卸架设备的受力计算。

（1）作用在支架上的荷载有：桥跨结构的重量、浇筑设备的重量（包括振动荷载）、风力及施工人员的重量，连同模板和支架自重均由支架承受。

（2）支架的各构件应按其计算图式进行强度计算，容许应力可按临时结构予以提高。

（3）支架的挠度需要验算，并小于其容许值。

（4）支架的预拱度计算包括梁自重所产生的挠度、支架受载后产生的弹性变形和非弹性变形、支架基础的沉降量等。

（5）支架卸架设备的选用及受力计算。

2.5.2.2 施工方法

就地浇筑在简支梁中使用较少，主要介绍在预应力混凝土连续梁中采用有支架就地浇筑施工方法；一般工序为：混凝土的就地浇筑→拆除模板→预应力筋的张拉→管道压浆工作。

1.施工过程

预应力混凝土连续梁桥需要按一定的施工程序完成混凝土的就地浇筑，待混凝土达到所要求的强度后，拆除模板，进行预应力筋的张拉、管道压浆工作。至于何时可以落架，则应与施工程序和预应力筋的张拉工序相配合。当在张拉后恒载自重已能由梁本身承受时可以落架。多联桥梁，支架拆除后可周转使用。

有时为了减轻支架的负担，节省临时工程材料用量，主梁截面的某些非主要受力部分可在落架后利用主梁自身的支承，继续浇筑第二期结构的混凝土，但由此要增加梁的受力，并使浇筑和张拉的工序有所反复。

2.小跨径预应力混凝土连续梁桥

小跨径预应力混凝土连续梁桥，一般采用从一端向另一端分层、分段的施工程序，施工时，板分两层浇筑，并在墩顶部分留合拢段。当两跨梁的混凝土浇筑完成后，再浇筑中间墩顶的合拢段。照此程序依次完成一联板的混凝土浇筑工作。

3.大跨径预应力混凝土连续梁桥

（1）水平分层方法。先浇筑底板，待达到一定强度后进行腹板施工，或直接先浇筑成槽形梁，然后浇筑顶板。当工程量较大时，各部位可分数次完成浇筑。

（2）分段施工法。根据施工能力，每隔20～45m设置连接缝，该连接缝一般设在梁的弯矩较小的区域，连接缝宽约1m，待各段混凝土浇筑完成后，最后在接缝处施工合拢。为使接缝处结合紧密，通常在梁的腹板上做齿槽或留企口缝。分段施工法，大部分混凝土重量在梁合拢之前已作用，这样可减少支架早期变形和由此原因而引起梁的开裂。

4.方法特点

就地浇筑施工方法的优缺点：

（1）桥梁的整体性好，施工平稳、可靠，不需大型起重设备。

（2）施工中无体系转换。

（3）预应力混凝土连续梁桥，可以采用强大预应力体系，使结构构造简化，方便施工。

（4）需要使用大量施工支架，跨河桥梁搭设支架影响河道的通航与排洪，施工期间支架可能受到洪水和漂流物的威胁。

（5）施工工期长、费用高，需要有较大的施工场地，施工管理复杂。

2.5.3 悬臂施工

采用悬臂施工法的常用结构体系有刚墩铰支连续梁、柔墩铰支连续梁、柔墩固结连续刚架、铰接悬臂梁、连续杠式悬臂梁、挂孔悬臂梁、带挂孔的T形刚构等。

2.5.3.1 施工要点

要实现悬臂施工，在施工过程中必须保证墩与梁固结，尤其在连续梁桥和悬臂梁桥施工中要采取临时墩梁固结措施。另外采用悬臂施工法，很有可能出现施工期的体系转换问题。如对于三跨预应力混凝土连续梁桥，采用悬臂施工时，结构的受力状态呈T形刚构，边跨合拢就位、更换支座后呈单悬臂梁，跨中合拢后呈连续梁的受力状态。结构上的预应力配置必须与施工受力相一致。悬臂施工法通常分为悬臂浇筑和悬臂拼装两类：

（1）悬臂浇筑。悬臂浇筑是在桥墩两侧对称逐段就地浇筑混凝土，待混凝土达到一定强度后张拉预应力束，移动机具模板（挂篮）继续悬臂施工。

（2）悬臂拼装。悬臂拼装是用吊机将预制块件在桥墩两侧对称起吊、安装就位后，张拉预应力束，使悬臂不断接长，直至合拢。

2.5.3.2 施工过程

1.0号块的施工

在悬臂法施工中，0号块（墩顶梁段）均在墩顶托架上立模现场浇筑，并在施工过程中设置临时梁墩锚固，使0号块梁段能承受两侧悬臂施工时产生的不平衡力矩。

临时固结、临时支承措施有：

（1）将0号块梁段与桥墩钢筋或预应力筋临时固结，待需要解除固结时切断，如图2.70所示。

（2）在桥墩一侧或两侧加临时支承或支墩，如图2.71所示。

（3）将0号块梁段临时支承在扇形或门式托架的两侧。

临时梁墩固结要考虑两侧对称施工时有一个梁段超前的不平衡力矩，应验算其稳定性，稳定性系数不小于1.5。

2.节段悬臂浇筑施工

（1）挂蓝的构造。挂篮的构造型式很多，通常由承重梁、悬吊模板、锚固装置、行走系统和工作平台几部分组成，如图2.72所示。承重梁是挂篮的主要受力构件，可以采用钢板梁，工字钢梁或万能杆件组拼的钢桁梁和贝雷钢梁等，可设置在桥面之上，也可设在桥面以下，它承受施工设备和新浇节段混凝土的全部重量，并通过支点和锚固装置将荷载传到已施工完成的梁体上。

当后支点的锚固能力不够时，可采用尾端压重或利用梁内的竖向预应力钢筋等措施。挂篮的工作平台用于架设模板、安装钢筋和张拉预应力束筋等工作，当该节段全部施工完成后，由行走系统将挂篮向前移动，动力可由电动卷扬机牵引产生，包括向前牵引装置和尾索保护装置，行走系统可用轨道轮或聚四氟乙烯滑板装置。

挂篮的功能是：支承梁段模板、调整位置、吊运材料、机具、浇筑混凝土、拆模和在挂篮上进行张拉工作。挂篮除强度应保证安全可靠外，还要求造价低、节省材料，操作使用方便，变形小，稳定性好，装、拆、移动灵活和施工速度快等。

（2）箱型截面的浇筑。对于箱型截面，如果所浇混凝土数量不大，可采用全截面一次浇筑，其施工工艺流程如图2.73所示。如果混凝土数量较大，每一梁段的混凝土通常分两次浇筑，即先浇底板混凝土，后浇腹板及顶板混凝土。当所浇的箱梁腹板较高时，也可将腹板内模板改用滑动顶升模板，这时可将腹板混凝土与底板混凝土同时浇筑，待腹板浇筑到设计高度后，再安装顶板钢筋及预应力管道并浇筑顶板混凝土。有时还可先将腹板预制之后进行安装，再现浇底板与顶板，减少现场浇筑工作量，并减轻挂篮承受的一部分施工荷载。但需注意由混凝土龄期差而产生的收缩、徐变内力。

（3）方法特点。悬臂浇筑施工的周期一般为6～10d，依节段混凝土的数量和结构的复杂程度而不同，在悬浇施工中，如何提高混凝土的早期强度对有效缩短施工周期关系较大，这也是现场浇筑施工法的共性问题。

悬臂浇筑施工可使用少量机具设备，免去设置支架，方便地跨越深谷、大河和交通量大的道路，施工不受跨径限制，但因施工受力特点，悬臂施工宜在变截面梁中使用。据统计，1972年以后建造的跨度在100m以上预应力混凝土连续梁桥中，采用悬臂浇筑施工的就占80%以上。由于施工的主要作业都是在挂篮中进行，挂篮可设顶棚和外罩以减少外界气候影响，便于养护、重复操作，有利于提高效率和保证质量；同时在悬浇过程中还可以不断调整节段的误差，提高施工精度。但悬臂浇筑施工与其他施工方法比较，施工期要长一些。

3.节段悬臂拼装施工

悬臂拼装是从桥墩顶开始，将预制梁段对称吊装，就位后施加预应力，并逐渐接长的一种施工方法。

（1）施工过程。悬臂拼装是从桥墩顶开始，将预制梁段对称吊装，就位后施加预应力，并逐渐接长的一种施工方法。悬臂拼装的基本施工工序是：梁段预制、移位、堆放和运输，梁段起吊拼装和施加预应力。在悬臂拼装施工中，沿梁纵轴按起重能力划分适当长度的梁段，在工厂或桥位附近的预制场进行预制。

（2）施工机具。用于悬臂拼装的机具种类很多，有移动式吊车、桁式吊、缆索起重机、汽车吊、浮吊等。移动式吊车外形似挂篮，由承重梁、横梁、锚固装置、起吊装置、行走系统和张拉平台等几个部分组成如图2.74所示。和用挂篮悬臂浇筑施工一样，在墩顶开始吊装第一（或第一、二）段时，可以使用一根承重梁对称同时吊装，在允许布置两台移动式吊车后，开始独立对称吊装。移动式吊车的起重能力目前国内约1000kN。节段的运输可从桥下或水上运至桥位，由移动式吊车吊装就位。移动桁式吊在悬臂拼装施工中使用较多，依桁梁的长度分两类。第一类桁梁长度大于最大跨径，桁梁支承在已拼装完成的梁段上和待悬臂拼装的墩顶上，由吊车在桁梁上移运节段进行悬臂拼装；第二类桁式吊梁的长度大于两倍桥梁跨径，桁梁的支点均支承在桥墩上，而不增加梁段的施工荷重，同时前方墩0号块的施工可与悬臂拼装同时进行。采用移动桁式吊悬拼施工，其节段重量一般可取1000～1300kN。

（3）方法特点。悬臂拼装施工将大跨桥梁化整为零，预制和拼装方便，可以上、下部结构平行施工，拼装周期短，施工速度快。同时预制节段施工质量易控制，减小了结构附加内力。但预制节段需要较大的场地，要求有一定的起重能力，拼装精度对大跨桥梁要求很高。因此，悬臂拼装施工一般用于跨径小于100m的桥梁。如荷兰的东希尔德桥，跨径95m，总长5m，节段间采用湿接缝，三个星期拼装两跨桥梁。

4.合拢段的施工

（1）合拢的施工顺序。结构的合拢施工顺序取决于设计方所拟定的施工方案，通常采用的合拢顺序有：边跨至中跨的顺序合拢、中跨至边跨的顺序合拢、先形成双悬臂刚构再顺序合拢、全桥一次性合拢。

例如，上海奉浦大桥主桥为五跨预应力混凝土连续梁，采用悬臂施工，其施工顺序为：悬臂施工中间墩上梁段形成单T结构，在支架上现浇边跨梁段并合拢，按边跨至中跨顺序依此合拢完成整个结构体系如图2.75所示。

山东省东明黄河公路大桥为预应力混凝土刚构-连续组合梁桥，九跨一联，总长990m，悬臂施工，所确定的施工方案为如图2.76所示：在完成下部结构的施工后，首先进行两边跨的合拢形成单悬臂体系，将施工挂篮移至四个中墩进行悬臂施工，全桥一次性合拢并进行结构体系转换。

杭州市钱塘江二桥，预应力混凝土连续梁桥，全桥的施工顺序为：进行单T结构的悬臂施工、河中相邻两单T结构合拢形成双悬臂体系、边跨合拢、全桥依此双悬臂体系间的合拢并体系转换、桥面铺装。

（2）合拢的方法。合拢段的施工常取用现浇和拼装两种方法。采用拼装合拢，对预制和拼装精度的要求较高，但工序简单，施工速度快。采用现浇合拢，因在施工过程中，受到昼夜温差影响，现浇混凝土的早期收缩、水化热影响，已完成梁段混凝土的收缩、徐变影响，结构体系的转换及施工荷载等因素影响，需采取必要措施以保证合拢段的质量。

1）合拢段长度选择。合拢段长度在满足施工操作要求的前提下，应尽量缩短，一般采用1.5～2.0m。

2）合拢温度选择。一般宜在低温合拢，遇夏季应在晚上合拢，并用草袋等覆盖，以加强接头混凝土养护，使混凝土早期结硬过程中处于升温受压状态。

3）合拢段混凝土选择。混凝土中宜加入减水剂、早强剂，以便及早达到设计要求强度，及时张拉预应力束筋，防止合拢段混凝土出现裂缝。

4）合拢段采用临时锁定措施，采用劲性型钢或预制的混凝土柱安装在合拢段上下部作支撑，然后张拉部分预应力钢束，待合拢段混凝土达到要求强度后，张拉其余预应力束筋，最后再拆除临时锁定装置。

为方便施工，也可将劲性骨架作预应力束筋的预留管道打入合拢混凝土内。将劲性钢管安装在截面顶板和底板管道位置，钢管长度可用螺纹套管调节，两端支承在梁段混凝土端面上，并在部分管道内张拉预应力筋，待合拢段混凝土达强度要求后，再张拉其余预应力束筋。也可在合拢段配置加强钢筋或劲性骨架。

5）为保证合拢段施工时混凝土始终处于稳定状态，在浇筑之前各悬臂端应附加与混凝土质量相等的配重（或称压重），配重需依桥轴线对称施加，按浇筑重量分级卸载。如采用多跨一次合拢的施工方案，也应先在边跨合拢，同时需通过计算，进行工艺设计和设备系统的优化组合。

（3）结构体系转换。结构体系转换是指在施工过程中，当某一施工程序完成后，桥梁结构的受力体系发生了变化，如简支体系变化为悬臂体系或连续体系等，这种变化过程简称为“体系转换”。

对采用悬臂法施工的悬臂梁桥和连续梁桥，为保证施工阶段的稳定，在结构体系转换的施工中应注意以下几点：

1）结构由双悬臂状态转换成单悬臂受力状态时，梁体某些部位的弯矩方向发生转换。所以在拆除梁墩锚固前，应按设计要求，张拉部分或全部布置在梁体下缘的正弯矩预应力束，对活动支座还需保证解除临时固结后的结构稳定，如控制和采取措施限制单悬臂梁发生过大纵向水平位移。

2）梁墩临时锚固的放松，应均衡对称进行，确保逐渐均匀地释放。在放松前应测量各梁段高程，在放松过程中，注意各梁段的高程变化，如有异常情况，应立即停止作业，找出原因，以确保施工安全。

3）对转换为超静定结构，需考虑钢束张拉、支座变形、温度变化等因素引起结构的次内力。若按设计要求，需进行内力调整时，应以标高、反力等多因素控制，相互校核，如出入较大时，应分析原因。

4）在结构体系转换中，临时固结解除后，将梁落于正式支座上，并按标高调整支座高度及反力。支座反力的调整，应以标高控制为主，反力作为校核。

2.5.3.3 方法特点

采用悬臂施工的主要特点为：

（1）从桥墩处开始向两侧对称分节段悬臂施工，桥梁在施工过程中承受负弯矩，桥墩也要承担不平衡弯矩。

（2）非墩梁固结的预应力混凝土梁桥，采用悬臂施工时应采取措施，使墩、梁临时固结，因而在施工过程中应进行结构体系转换。对于带挂梁的T形刚构桥，主梁在施工中的受力状态与在运营荷载作用下的受力状态基本一致，结构的体系没有改变。

（3）采用悬臂施工法的机具设备较多，就挂篮而言，也有桁架式、斜拉式等多种型式，可根据实际情况合理选用。

（4）悬臂浇筑法施工简便、结构整体性好，施工中可不断调整标高，常用于跨径大于100m的桥梁。悬臂拼装法施工速度快，桥梁上、下部结构可平行作业，但施工精度要求较高，可在跨径100m以下的大桥中选用。

（5）悬臂施工法可不用或少用支架，施工不影响通航或桥下交通，适合于跨越深水、山谷、海洋等处，并适用于变截面预应力混凝土梁桥。

2.5.4 顶推施工

顶推施工是在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地，分节段预制梁，并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体联成整体。然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前顶推出预制场地，再继续在预制场进行下一节段梁的预制，直至施工完成；可使用简单的设备建造大桥，费用低，施工平稳，无噪声。

2.5.4.1 施工要点

（1）采用顶推法施工，要在沿桥的纵向台后设置一个固定的预制场地。顶推由水平千斤顶完成。

（2）要想用有限的顶推力将庞大的梁体顶推就位，必须采用摩擦系数很小的滑移装置。目前顶推施工常采用不锈钢板滑道与聚四氟乙烯滑块形成滑移，它们的摩擦系数在0.015～0.065之间，常用0.04～0.06。根据顶推施工法的测定表明：在顶推过程中，滑道的摩擦系数始终在不断变化，静摩擦系数要大于动摩擦系数。

（3）分段预制、逐段顶推施工方法，宜在等截面的预应力混凝土连续梁桥中使用，也可在结合梁斜拉桥的主梁上使用。采用顶推法施工，设备简单，施工平稳，无噪声，施工质量好，适用于深谷、宽深河道上的桥梁、高架桥以及等曲率的曲线桥、带竖曲线桥和坡桥。

（4）在顶推施工过程中，每个截面都要经历最大正弯矩和最大负弯矩，为了兼顾运营与施工阶段的受力要求，采用顶推法比其他施工方法在配筋上要多些。如果要减小施工期弯矩，可在施工中采用一些辅助措施，如使用临时支墩，可以减小梁在顶推过程中的跨径，若在梁的前端设置钢导梁，可以减小梁的悬臂长度，或采用斜拉梁体系避免悬臂端产生过大的弯矩。

2.5.4.2 施工程序

预应力混凝土连续梁桥上部结构，采用顶推施工的程序见图2.77所示，这一框图主要反映我国采用顶推施工的主要过程。

主要过程为预制场准备工作→制作底座→预制节段→张拉预应力筋→顶推预制节段→顶推就位→张拉后期预应力筋→更换支座。

2.5.4.3 施工方法分类

按水平力的施加位置和施加方法分：单点顶推，多点顶推；按支承系统分：设置临时滑动支承顶推，使用与永久支座合一的滑动支承顶推。

1.按水平力的施加位置和施加方法分类

（1）单点顶推。全桥纵向只设一个或一组顶推装置的施工方法；顶推装置通常集中设置在梁段预制场附近的桥台或桥墩上，而在前方各墩上设置滑移支承；顶推装置的构造可分水平-竖向千斤顶法、拉杆千斤顶法。单点顶推力可达3000～4000kN。

1）水平-竖向千斤顶法。水平-竖向千斤顶法的施工程序为顶梁、推移、落下竖直千斤顶和收回水平千斤顶的活塞杆，如图2.78所示。顶推时，升起竖直顶活塞，使临时支承卸载，开动水平千斤顶去顶推竖直顶，由于竖直顶下面设有滑道，顶的上端装有一块橡胶板，即竖直千斤顶在前进过程中带动梁体向前移动。当水平千斤顶达到最大行程时，降下竖直顶活塞，使梁体落在临时支承上，收回水平顶活塞，带动竖直顶后移，回到原来位置，如此反复不断地将梁顶推到设计位置，如图2.78所示。

2）拉杆千斤顶法。拉杆千斤顶法是将水平液压千斤顶布置在桥台前端，底座紧靠桥台，由楔形夹具固定在梁底板或侧壁锚固设备的拉杆与千斤顶连接，通过千斤顶的牵引作用，带动梁体向前运动。千斤顶回程时，固定在油缸上的刚性拉杆便从楔形夹具上松开，在锚头中滑动，随后重复下一循环。

3）滑移支承与导向装置。滑移支承设在桥墩顶的混凝土垫块上，垫块上放置光滑的不锈钢板或镀铬钢板形成滑道，组合的聚四氟乙烯滑块由氟板表层和带有钢板夹层的橡胶块组成，外形尺寸有420mm×420mm、200mm×400mm、500mm×200mm等数种，厚度也有21mm、31mm、40mm等多种。顶推施工时，滑块在前方滑出，通过在滑道后方不断喂入滑块，使梁身前移时始终支承在滑块上。

为了防止梁体在顶推时偏移，通常在梁体两旁隔一定距离设置导向装置。也可在导向装置上设水平千斤顶，在梁体顶推的过程中进行纠偏。

（2）多点顶推。在每个墩台上均设置一对小吨位的水平千斤顶，将集中顶推力分散到各墩上，并在各墩上及临时墩上设置滑移支承。所有顶推千斤顶通过控制室统一控制其出力等级，同步前进。

由于利用了水平千斤顶，传给墩顶的反力平衡了梁体滑移时在桥墩上产生的摩阻力，从而使桥墩在顶推过程中承受着很小的水平力，因此在柔性墩上可以采用多点顶推施工。多点顶推通常采用拉杆式顶推装置。它在每个墩位上设置一对液压穿心式水平千斤顶，千斤顶中穿过的拉杆采用高强螺纹钢筋，拉杆的前端通过锥形楔块固定在活塞插头部，后端有特制的拉锚器，锚锭板等连接器与箱梁连接，水平千斤顶固定在墩顶的台座上。当用水平千斤顶施顶时，将拉杆拉出一个顶程，即带动箱梁前进，收回千斤顶活塞后，锥形楔块又在新的位置上将拉杆固定在活塞杆的头部，如图2.79所示。

多点顶推法也称SSY顶推法，除采用拉杆式顶推系统之外也可用水平千斤顶与竖向千斤顶联用作业。对于柔性墩，为尽量减小对其作用的水平推力，千斤顶的出力按摩阻力的变化幅度分为几个级别，通过计算机确定各千斤顶的施力等级，在控制室随时调整顶力的级数，控制千斤顶的出力大小。

（3）方法比较。多点顶推与单点顶推比较，可以免用大规模的顶推设备，并能有效地控制顶推梁的偏移，顶推时对桥墩的水平推力可以减小，便于结构采用柔性墩。在顶推弯桥时，由于各墩均匀施加顶力，能顺利施工。在顶推时如遇桥墩发生不均匀沉陷，只要局部调整滑板高度即可正常施工。采用拉杆式顶推系统，免去在每一循环顶推中用竖向千斤顶将梁顶起和使水平千斤顶的复位操作，简化了工艺流程，加快了顶梁速度。但多点顶推所需顶推设备较多，操作要求比较高。

2.按支承系统分

采用施工临时滑动支承与竣工后永久支座组合兼用的支承构造进行顶推；它将竣工后的永久支座安置在墩顶的设计位置上，施工时通过改造作为顶推滑道，主梁就位后，恢复为永久支座状态。

（1）临时滑动支承顶推。顶推施工的滑道是在墩上临时设置的，由光滑的不锈钢板与组合的聚四氟乙烯滑块组成，用于滑移梁体和起支承作用，待主梁顶推就位后，更换正式支座。我国采用顶推施工的几座预应力混凝土连续梁桥一般采用这种施工方法。在主梁就位后，拆除顶推设备，同时进行张拉后期预应力束和管道压浆工作，待管道水泥浆达到设计强度后，用数只大吨位竖向千斤顶同步将一联主梁顶起，拆除滑道及滑道底座混凝土垫块，安放正式支座。

（2）与永久支座合一的滑动支承顶推。采用施工临时滑动支承与竣工后永久支座组合兼用的支承构造进行顶推的方法。它将竣工后的永久支座安置在墩顶的设计位置上，施工时通过改造作为顶推滑道，主梁就位后，恢复为永久支座状态，它不需拆除临时滑动支承，也不需要采用大吨千斤顶进行顶梁的作业。

上述兼用支承的顶推方法在国外称RS施工法，它的滑动装置由RS支承、滑动带卷绕装置等组成。RS支承的下支座安放在桥墩上的支座设计位置上，其上设滚动板起铰的作用，滚动板上装有上支座板形成一个在运营状态下的支座雏形。施工时，在上支座上临时安装支承板，支承板的表面是聚四氟乙烯材料的滑动板，它与衬有橡胶板的不锈钢板形成滑动装置，调换连接板，并与主梁的上支座板联结则形成正式支座。

RS施工法的顶推装置，可采用水平千斤顶与竖直千斤顶联用，可以用单点顶推或多点顶推。它的施工特点是操作工艺简单、省工、省时，但支承本身构造复杂。

为减小顶推过程中梁的受力大小，一般可采取的方法有：顶推前端使用导梁；在架设孔跨中设置临时墩；导梁和临时墩并用；两端同时顶推至跨中合拢；在梁上设拉索加劲体系。

2.5.4.4 顶推施工方法的特点

综上所述，顶推法的施工特点为：

（1）顶推法可以使用简单的设备建造长、大桥梁，施工费用较低，施工平稳、无噪声，可在深水、山谷和高桥墩上采用，也可在曲率相同的弯桥和坡桥上使用。

（2）主梁分段预制，连续作业，结构整体性好；由于不需大型起重设备，所以施工节段的长度可根据预制场条件及分段的合理位置选用，一般可取用10～20m。

（3）梁段固定在同一个场地预制，便于施工管理改善施工条件，避免高空作业。同时，模板与设备可多次周转使用，在正常情况下梁段预制的周期7～10d。

（4）顶推施工时梁的受力状态变化较大，施工应力状态与运营应力状态相差也较多，因此在截面设计和预应力束布置时要同时满足施工与运营荷载的要求；在施工时也可采取加设临时墩、设置导梁和其他措施，减少施工应力。

（5）顶推法宜在等截面梁上使用，当桥梁跨径过大时，选用等截面梁造成材料的不经济，也增加了施工难度，因此以中等跨径的连续梁为宜，推荐的顶推跨径为40～45m，桥梁的总长也以500～600m为宜。

2.5.5 逐孔施工法

逐孔施工法是从桥梁一端开始，采用一套施工设备或一、二孔施工支架逐孔施工，周期循环，直到全部完成；它使施工单一标准化、工作周期化，并最大程度地减小了工费比例，降低了工程造价。

2.5.5.1 整孔吊装或分段吊装逐孔施工

1.施工过程

整孔吊装和分段吊装的施工过程一般为：在工厂或现场预制整孔梁或分段梁；预制梁段的起吊、运输；采用吊装设备逐孔架设施工；根据需要进行结构体系转换。预制梁段采用后张法预应力混凝土梁。由于施工过程中结构受力的变化，布设在梁体内的预应力钢束往往采用分阶段张拉方式，即在预制时先张拉部分预应力索，拼装就位后进行二次张拉。当然，在有些桥梁结构中，梁段预制时即将全部预应力钢束一次张拉到位，如何的张拉顺序取决于根据施工方法确定的设计要求。

在施工中可选用的吊装机具有多种，可根据起吊重量、桥梁所在的位置以及现有设备和掌握机具的熟练程度等因素决定。梁段的预制、安装类同于装配式简支梁桥。

例如，广东容奇大桥为大型预制构件拼装连续梁桥，跨径组合为73.5+3×90+73.5m，桥面宽14.5m。主梁为双箱单室的斜腹板箱型断面，预应力体系为245高强钢丝及25精轧螺纹钢筋。主梁沿纵向分成三大块，即边部梁、根部梁和中部梁；两箱间现浇行车道板和箱外横隔板连成整体预制梁的安装顺序为：从两边跨向桥中央依次安装根部梁、边部梁、合拢边跨、安装中部梁及次边跨合拢、安装中部梁及中跨合拢、拆除临时墩、形成五跨连续梁、横向整体化、桥面系施工。

2.施工要点

采用逐孔吊装施工应注意以下几个问题：

（1）采用分段组装逐孔施工的接头位置可以设在桥墩处也可设在梁的L/5（L为梁的跨径）附近，前者多为由逐孔施工的简支梁连成连续梁桥；后者多为悬臂梁转换为连续梁。在接头位置处可设有0.5～0.6m现浇混凝土接缝，当混凝土达到设计强度后张拉连接预应力筋，完成连续。

（2）桥的横向是否分隔主要根据起重能力和截面形式。当桥梁较宽，起重能力有限的情况下，可以采用T梁或工字梁截面，分片架设之后再进行横向及纵向的整体化、连续化。横向连接采用类似简支梁的构造型式，也可在主梁的翼缘板间设0.5m宽的现浇接头以增加横向刚度。

（3）对于先简支后连续的施工方法，通常在简支梁架设时使用临时支座，待连接和张拉后期钢束完成连续后拆除临时支座，转由永久支座支承整体结构，为使临时支座便于卸落，可在橡胶支座与混凝土垫块之间设置一层硫黄砂浆。

（4）在梁的反弯点附近设置接头，在有可能的情况下，可在临时支架上进行接头。

2.5.5.2 用临时支承组拼预制节段逐孔施工

1.施工过程

对于多跨长桥，在缺乏较大能力的起重设备时，可将每跨梁分成若干段，在预制场生产；架设时采用一套支承梁临时承担组拼节段的自重，并在支承梁上张拉预应力筋，并将安装跨的梁与施工完成的桥梁结构按照设计的要求连接，完成安装跨的架梁工作；随后，移动临时支承梁至下一桥跨。或者采用递增拼装法，从梁的一端开始安装到另一端结束。

2.节段的类型

按节段组拼进行逐孔施工，一般的组拼长度为桥梁的跨径；主梁节段长度根据起重能力划分，一般取4～6m；已成梁体与待连接的梁节段的接头设在桥墩处；结合连续梁桥结构的受力特点，并满足预应力钢束的连接、张拉及简化施工，每跨内的节段通常分为桥墩顶节段和标准节段。节段的腹板设有齿键，顶板和底板设有企口缝，使接缝剪应力传递均匀，并便于拼装就位。前一跨墩顶节段与安装跨第一节段间可以设置就地浇筑混凝土封闭接缝，用以调整安装跨第一节段的准确程度，但也可不设。封闭接缝宽15～20cm，拼装时由混凝土垫块调整。在施加初预应力后用混凝土封填，这样可调整节段拼装和节段预制的误差，但施工周期要长些。采用节段拼合可加快拼装速度，但对预制和组拼施工精度要求较高。

3.拼装架设

（1）钢桁架导梁法架设施工。按桥墩间跨长选用的钢桁架导梁支承在设置在桥墩上的横梁或横撑上，钢桁架导梁的支承处设有液压千斤顶用于调整标高，导梁上可设置不锈钢轨，配合置于节段下的聚四氟乙烯板，便于节段在导梁上移动。对钢导梁，要求便于装拆和移运以适应多次转移逐孔拼装，同时，钢梁需设预拱度以满足桥梁纵面标高要求。当节段组拼就位，封闭接缝混凝土达到一定强度后，张拉预应力筋与前一跨桥组拼成整体。图2.80为韩国江边都市高速公路上的一桥梁结构的施工顺序图，标准跨径50m，体外预应力体系，采用履带吊配合导梁进行的吊装组拼。

（2）下挂式高架钢桁梁。用下挂高架钢桁梁逐孔组拼施工顺序如图2.81所示。施工时，预制节段可由平板车沿已安装的桥孔运至桥位后，借助架桥机上吊装设备起吊，并将第一跨梁的各节段分别悬吊在架桥机的吊杆上，当各节段位置调整准确后，完成该跨预应力张拉工艺，并使梁体落在支座上。

（3）递增装配法。递增装配法的施工程序大致为：块件经过桥面完成部分运到正在拼装的悬臂跨前端，靠旋转吊车逐一将块件安放在设计位置，1/3跨长部分可依靠自由悬臂长从桥墩一侧悬伸挑出，块件靠外部拉杆和预应力钢束张紧就位。为了平衡桥跨，每段箱梁可由两根拉杆从一个可移动的塔架上伸出的拉索在适当的位置定位拉紧。塔架一般位于前方桥墩上，使两根缆索连续通过塔并锚固在已完成的桥面上，拉索锚固在梁体节段顶缘，靠轻型千斤顶调整其中的预应力钢束。如图2.82所示。

2.5.5.3 使用移动支架逐孔现浇施工

移动支架逐孔现浇施工也称移动模架法，它是在可移动的支架、模板上完成一孔桥梁的全部工序，待混凝土有足够强度后，张拉预应力筋，移动支架、模板，进行下一孔梁的施工。

1.移动悬吊模架施工

如图2.83所示，移动悬吊模架的型式也很多，构造各异，就其基本构造包括三个部分，承重梁、肋骨状横梁和移动支承。承重梁通常采用钢箱梁，长度大于两倍桥梁跨径，是承担施工设备自重、模板系统重量和现浇湿混凝土重量的主要承重构件。承重梁的后端通过移动式支架落在已完成的梁段上，承重梁的前方支承在桥墩上，工作状态呈单悬臂梁。承重梁除起承重作用外，在一跨梁施工完成后，作为导梁将悬吊模架纵移到前方施工跨。承重梁的移位及内部运输由数组千斤顶或起重机完成，并通过控制室操作。

在承重梁的两侧悬臂出许多横梁覆盖全桥宽，并由承重梁向两侧各用2～3组钢索拉住横梁，以增加其刚度。横梁的两端各用竖杆和水平杆形成下端开口的框架并将主梁包在其中。当模板支架处于浇筑混凝土状态时，模板依靠下端的悬臂梁和锚固在横梁上的吊杆定位，并用千斤顶固定模板；当模架需要纵向移位时，放松千斤顶及吊杆，模板安放在下端悬臂梁上，并转动该梁的前端有一段可转动部分，使模架在纵移状态时顺利通过桥墩。2.支承式活动模架施工

支承式活动模架的基本结构由承重梁、导梁、台车和桥墩托架等组成，它采用两根承重梁，分别设置在箱型梁的两侧，承重梁用来支承模板和承受施工荷载，承重梁的长度要大于桥梁的跨径，浇筑混凝土时承重梁支承在桥墩托架上。导梁主要用于移动承重梁和活动模架，因此需要有大于两倍桥梁跨径的长度。当一跨桥梁施工完成进行脱模卸架后，由前方台车（在导梁上移动）和后方台车（在已完成的梁上移动），沿纵向将承重梁的活动模架运送到下一跨，承重梁就位后，导梁再向前移动并支承在前方墩上。

2.5.5.4 方法特点

综上所述，移动模架法的施工特点为：

（1）移动模架法不需要设置地面支架，不影响通航或桥下交通，施工安全、可靠。

（2）有良好的施工环境，保证施工质量，一套模架可多次周转使用，具有在类似预制场生产的优点。

（3）机械化、自动化程度高，节省劳力，降低劳动强度，上下部结构可平行作业，可缩短工期。

（4）通常每一施工梁段的长度取用一跨的跨长，接头的位置一般选在桥梁受力较小的地方，即离支点1/5附近。

（5）移动模架设备投资大，施工准备和操作都比较复杂。

（6）此法宜在桥梁跨径小于50m的桥上使用。