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高墩大跨剛構橋O#塊托架設計與施工技術

文檔作者：陳偉文檔來源：中交四航局第四工程有限公司		更新日期： 2026年08月24日	點擊數：
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2021 207 年第12期 工程設計
陳 偉
中交四航局第四工程有限公司，四川 成都 618000
摘　要：大跨度高墩連續剛構橋建造工程的技術要求比較嚴格，標準比較高，因此在工程中常會使用懸臂灌注建造方法。
其中，0#塊為關鍵的基礎結構，其不僅是全橋結構體系中不可或缺的一部分，還是后續結構得以高效施工的參照基準，
因此切實提高 0#塊的施工質量至關重要。基于此，文章對0#塊托架設計與施工技術展開了探討，梳理了設計思路及關
鍵的設計要點，并簡要敘述了工程相關技術，借此為后續工作者提供參考。
關鍵詞：0# 塊；托架設計；施工技術；托架預壓；高墩大跨剛構橋
中圖分類號：U448.23；U445.4 文獻標志碼：A 文章編號：2096-2789（2021）12-0207-02
1 工程概況
某高速公路特大橋全長 1099.12m，為雙幅橋，主橋跨
徑布置為 116m+220m+116m，為典型的山區高墩大跨連續剛
構橋，其中6#墩墩身高達100.2m。上部結構為單箱單室
箱形截面，箱梁梁高、底板厚度均按1.8次拋物線變化，
箱梁根部梁高為 13.4m，跨中梁高為4m，箱梁頂板全寬為
12m，底板寬6.5m。主橋下部結構橋墩采用空心墩，為群樁
基礎。該橋設計荷載為公路一I級，設計速度為80km/h。
在大跨度連續剛構橋施工中，0#塊是基礎結構，起到參照
作用，對后期整體結構的線形控制效果具有明顯的影響。
為提高 0#塊托架設計與施工水平，有必要對具體的工作要
點展開探討。
2 # 塊托架設計
臨時托架是高墩大跨剛構橋施工中的關鍵裝置，具有
如下幾項作用：作為0#塊的施工平臺，亦可支撐受力，以
保證施工的安全性和結構的穩定性；在懸臂澆灌施工中，臨
時托架可以用于承受部分不平衡彎矩，改善受力條件。墩
頂 0#塊的臨時托架形式較多，從技術可行性的角度來看，
三角式托架在實際應用中具有便捷高效、穩定可靠的特點，
可以將其作為承重裝置使用。
2.1 0# 塊托架的形式
從受力的角度來看，托架含兩種形式，即落地式托架
（在低墩施工中具有可行性）和懸臂式托架（在高墩施工中
具有可行性）。托架桿件的形式也較多，如萬能桿件和貝雷
架等。托架結構的選型是一項系統性的工作，需兼顧橋梁
結構特點、橋墩高度、施工現場的河床條件等多方面因素，
從而確定能夠兼顧安全、質量、效率多重要求的方案。在
該工程中橋墩的最高度可達 60m，因此采用了三角形牛腿支
架的型鋼托架。
2.2 0# 塊托架設計的基本思路
結構上，托架包含牛腿支架、橫縱向分配梁等關鍵的
部分，通過各類裝置的聯合應用，可以在保證結構穩定性
的同時精簡尺寸，并形成一條較為明確的受力路徑。0#塊
托架的縱斷面組成主要有如下幾部分。
（1）縱向分配梁。采用雙槽鋼截面形式，此結構與底
模接觸，腹板段荷載集度偏大，為保證結構受力時的穩定性，
應適當加密縱向分配梁。
（2）橫向分配梁。托架的受力條件特殊，其需要承受
源于翼板以及部分腹板的外伸荷載，在該受力關系的影響
下，部分橫向分配梁所受彎矩較大（指的是與橋墩外側牛
腿支架交接的部位），考慮到結構的穩定性要求，一定要把
截面高度較大的工字鋼這種建材安置穩妥 [1]。
（3）牛腿支架。在整個托架受力關系中，牛腿支架是
不可缺少的受力裝置，其可以將0#塊荷載高效傳遞至橋
墩，確保結構受力的合理性。若箱梁腹板的荷載相對較大，
將導致橋梁橫斷面兩側最外邊的牛腿支架所受荷載作用也
偏大，因此在工程作業時會將預埋件和橋墩互相連接，從
而增加局部受力，而超出結構可承受的荷載上限后會出現
開裂。
針對結構受力過大而開裂的問題，解決方法是將牛腿
支架的上拉縱梁拉通，如圖1所示。就牛腿支架的內側而言，
此局部的受力不大，不用過分擔心，只要做好預埋件和橋
墩連接就行；而對于靠內的牛腿支架，該部分的受力較小，
無特殊的要求，因此利用預埋件將其與橋墩穩定連接即可。
圖 1 內、外托架及牛腿支架的布置
（4）連接方式。①螺栓連接。螺栓連接的特點在于拆
卸便捷，效率較高，但需要增設節點板、高強螺栓等用于
加強連接的材料，因此原材料及施工成本相對較高。②電
焊連接。此方法的優勢在于可減小結構的非彈性變形量，
但不足之處是拆卸過程中容易損傷桿件，導致桿件的可重
復利用次數少，并且焊接要求較高，容易因為焊接方法不
高墩大跨剛構橋 0#塊托架設計與施工技術
工程技術研究 2021 年第12期 208
合理或質量控制不到位而出現焊縫不達標的情況。
綜上所述，確定合適的作業方法，即使用螺栓來銜接
牛腿支架的桿件，縱、橫分配梁兩部分則直接采用焊接方
式進行作業連接。
2.3 0# 塊托架的設計方案
外托架和內托架通常由 4組牛腿支架以及置放的分配
梁和方木等系列配料組成。從受力條件的角度來看，橋梁
橫向內、外部的受力存在較為明顯的差異。并且，內、外
兩側的兩榀牛腿支架的工料也不一樣，分別為[36a槽鋼和
[28a槽鋼。內、外托架靠外邊的牛腿支架上拉縱梁有穿越
墩身的可能，鋼盒用到的工料是厚達2cm的鋼板，并通過
焊接的方式將其與墩身鋼筋穩定連接于一體 [2]。如上拉縱
梁穿過該盒的位置基本準確，就可以使用焊接的方式連接
鋼板與上拉縱梁，然后注入高標號砂漿。待牛腿支架成型
后，橫橋向鋪設I40a工字鋼，形成橫梁結構，再縱橋向鋪
設 2[10槽鋼，于上方鋪設方木和底模模板。由0#塊的結
構特點可知，其地面存在斜度，因此應當利用楔塊加以調整，
除能滿足結構的姿態要求外，還可提高拆模的便捷性。
2.4 反力架的設計
錨固點為 φ32mm的高強精軋螺紋鋼筋，隨著墩身混
凝土澆筑施工進程的推進，澆筑至最后一段時，將該鋼筋
預埋到位，埋設深度按150cm控制。單肢薄壁墩反力架主
要由 3片梯形桁架組成，單個反力架的關鍵構件含水平桿、
斜桿及立桿，各自所用材料均為雙肢40C槽鋼。將該材料
以背靠背的方式焊接于一體，對于各桿件間的連接，則利
用鋼板貼角焊。
3 托架驗算
通常用托架驗算的方式了解實際使用情況，以MIDAS/
CIVIL軟件為支撐，利用掌握的信息建造托架的空間桿系模
型。型鋼用梁單元模擬，模板用板單元模擬，牛腿支架型
鋼交接點采用半鉸接的形式，橫梁與牛腿支架為剛性節點
連接，托架與橋墩為固接。
待 0#塊預壓工作完成后，對托架標高進行計算測量，
算出值后進行彈性變形和非彈性變形量的分析，再以此為
基準，針對立模標高做靈活的調整，若無誤則澆筑0#塊混
凝土。從實測結果來看，托架彈性變形量、非彈性變形量
的最大值分別為1mm、2mm，通過與理論計算結果進行對比
分析，認為實際值得到了有效的控制，未出現明顯偏差 [3]。
4 托架預壓
托架預壓所用設備為千斤頂，由專員操作，施加集中
荷載。在承臺上預埋鋼構架，將其作為支點使用，在滑輪組、
鋼絲繩的輔助下，完成對托架的加載預壓作業。根據預壓
要求，在托架沿橫橋向外側牛腿支架上安裝千斤頂，并采
取張拉錨固措施。預壓荷載的控制參照的是箱梁施工荷載，
取該值的 110%。
加載遵循的是對稱、同步的原則，由專員操作，精準
控制每次加載量以及加載速率，待實際加載量達到滿載狀
態后，持荷24h，此時間內要特別注意各節點的高程，并且
做好相關數據的記載。千斤頂回油卸載后還要記錄好節點
高程以及當時的狀況，最后將這兩次的記錄進行對比，最
終計算分析出差值，得出的值相當于托架的彈性變形量。
經專員試驗后發現，該值為 3mm。
5 # 塊立模標高的計算與確定
0#塊施工中，立模標高的控制至關重要，其控制結果
會對后續各部分的施工精度產生直接影響。立模標高可按
照如下公式計算：
Hlm=Hsj+Hypg+ftj （1）
式中：Hlm 為立模標高；Hsj 為設計高程；Hypg 為預拋高
值，m ；ftj 為托架的變形值，mm。
其中，對于預拋高值的取值，可以在空間模型分析工
作中獲得，即利用MADIS軟件能夠確定主梁的具體預拋高
值。根據實際情況，總的預拋高值是22.5mm。托架的變形
量要根據理論計算值和預壓實測值來進行考量計算，從各
方面核實計算后得出的計算值為 2.2mm、實測值為3mm，最
終將該值取為 2.6mm。
工程在進行中受到的人為因素影響也不能忽略，因此
豎向預拱度取 5mm。箱梁尺寸方面，設計高程為928.502m。
結合前述的各項數據，可以確定立模高程，即 928.53m。
6 結論
（1）托架的布置情況和結構形式非常重要，在施工設
計時要謹慎考量，在滿足荷載分布要求的同時做到布置的
最優化。
（2）借助MADIS/CIVIL軟件可以對包含托架在內的各
類臨時結構展開檢算，具有操作便捷、結果準確的特點。
（3）為了保證非彈性的穩定性，在進行0#塊混凝土澆
筑作業時，要提前把托架預壓的作業做到位，這樣也有利
于及時檢測彈性變形，為日后的立模標高相關工作提供可
靠的參考。預壓采用的是千斤頂同步操作的方法，精度較高，
預壓效果較好。
參考文獻：
[1] 鹿昌輝.高墩大跨連續剛構橋0#、1#塊托架設計與施工技術
[J].工程技術研究,2020,5(11):221-222.
[2] 付軍喜.高墩大跨連續剛構橋施工控制和監控數據的挖掘利
用[J].廣東公路交通,2020,46(2):50-55.
[3] 杜永超.高墩大跨連續剛構橋主墩設計方案探討[J].北方交
通,2020(11):21-23+27.
作者簡介：陳偉，男，本科，工程師，研究方向為路橋施工。

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