2024年3月25日发(作者：范易云)
J
YAN JIU
IAN SHE
技术应用
Chong zuo da qiao chao da 0 hao kuai xian jiao zhi jia
she ji yu shi gong ji shu
崇左大桥超大0号块现浇支架
102
设计与施工技术
屈振学
以广西自治区重点工程崇左大桥为研究对象，针对该
桥主梁0号块结构尺寸大、构造复杂等施工特点，在总结
类似工程的基础上，采用空间有限元程序对0号块实体浇
筑各种工况进行全过程模拟分析，合理使用了落地钢管柱
加三角托架的钢结构组合式支架，并研发了0号块混凝土
分层分块现浇施工新技术，圆满的解决了墩塔梁固结型宽
幅0号块现浇混凝土易开裂、耐久性不足等施工技术难题，
保证了工程质量和施工安全，具有广泛的推广应用价值。
一、工程概述
崇左大桥位于广西壮族自治区崇左市龙峡山路西段
延长线北侧，为城市独立特大桥项目，全桥长533m。主
桥为105m+190m+105m塔墩梁固结体系的矮塔斜拉桥，
塔墩采用钢箱和混凝土组合结构，正立面外观呈敞开式圆
曲线，下部为临江双肢柔性薄壁墩。桥型结构和造型设计
立意新颖，施工技术复杂。上部结构为纵向连续刚构体系，
主桥箱梁为三向预应力结构，采用单箱四室截面。0号块
梁段长8m、高8m、顶宽39m，箱底板宽从0号段截面
的28.57m变化到跨中的33.07m，外腹板斜率为2：1，
外翼板悬臂长1.5m，箱梁C60混凝土数量为1778.5m
3
，
重量为4446t。如何保证超大体积钢筋混凝土0号块在
28m高支架上现浇安全且梁体不产生有害裂缝，是该桥
施工中的一大技术难题。
二、施工技术难点
（1）主梁0号块箱梁与墩身和钢索塔通过刚性联结
形成固结体系，本桥0号块既是主梁悬浇的起始梁段，又
是承担单塔双柱索塔的下部横梁功能，具有结构体积大、
构造新颖、受力复杂等特征。0号块结构尺寸大、吨位
重，在浇筑施工中的受力状态难以控制，局部结构会因混
凝土收缩产生有害裂缝导致耐久性不满足使用寿命要求等
难题。
（2）主墩采用双肢柔性薄壁桥墩，江中墩高28m，
0号块施工支架防撞、防洪设施施工安全风险高。
三、组合支架设计
1.设计内容
针对崇左大桥的施工技术特点，目前该结构形式的0
号块还没有现成的施工方案可借鉴，我们在总结类似索塔
下横梁混凝土施工经验的基础上，设计使用了落地钢管柱
+三角托架的钢结构组合式支架现浇方案，根据施工方案
及桥梁相关技术规范，对0号块组合支架进行设计和刚度、
强度及稳定性验算。
2.组合支架设计
崇左大桥主梁0号块及1号块长14m，底宽
28.57m～28.95m，顶宽39.0m，梁高7.63m～8.00m。
设计托架由上到下依次是：楔形架、分配梁、托架、钢管
柱，分配梁为I36a工字钢，三角托架由32#槽钢双拼为
矩形钢组焊而成，托架墩身预埋件采用厚20mm钢板和
45#圆钢焊结而成，每个主墩双侧共设24组三角形托架，
分配梁上调梁体纵坡用的为楔形架。主梁0号块组合支架
结构如图1所示。
3.设计工况验算
（1）计算模型
根据崇左大桥主梁0号块组合支架的特点，采用桥梁
专业有限元软件建立了包括分配梁、托架、钢管柱（以梁
单元形式体现）和楔形架（以板单元形式体现）在内的有
限元模型，共1669个单元，其中梁单元共1105个，板
单元564个。0号块托架装配采用共节点、弹性连接和刚
性连接等方式模拟。各锚固点约束X、Y、Z三个方向的
自由度。0号块组合支架有限元计算模型如图2所示。
（2）模型简化
在主梁0号块组合支架建模过程中，作了部分假设与
简化。一是工作平台、模板等局部结构以均布载荷施加到
有限元模型中；二是0号块组合支架各构件的焊缝及螺栓
连接以共节点的形式模拟，销轴连接采用释放梁端约束模拟。
（3）计算参数
①材料特性
主梁0号块组合支架均采用Q235钢材，参考《铁路
技术应用
图1 0号块组合支架结构图
表2 主梁3#墩0#、1#块现浇支架主要构件规格一览表
杆件名称规格（mm）
钢管桩Φ529×10
钢管桩联接系Φ200×8
托架联接系14b槽钢2* C140×60×8/9.5
托架（双拼32b槽钢）/2* C 320×90×10/14
（纵梁双拼36c槽钢）2* C 360×100×13/16
分配梁（I36b@500）I 360×138×12/15.8
根据《铁路桥梁钢结构设计规范》，其基本容许弯
曲应力为[σw]＝140MPa，[τ]＝80MPa。临时结构
容许应力提高系数为1.3，则[σw]＝182MPa，[τ]＝
104MPa；根据《铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂
浇筑施工技术指南》，组合支架构件应力安全系数不小于
1.3，得出[σw]＝182MPa。因此，按[σw]＝182MPa
图2 0号块组合支架有限元分析模型图
控制。
②荷载系数
桥梁钢结构设计规范》TB10002.2-2005，钢材力学特性
有关荷载系数根据交通部颁发的公路桥涵设计与施工
见表1，主要构件规格见表2。
规范选取，荷载系数取值如下：
1）浇筑0号块时组合支架允许最大变形：
表1 钢材力学特性（N/mm
2
）
L/300=3500/300=11.6mm，浇筑1号块时组合支架允许
钢材容许弯曲应力[σ]*1.3容许剪应力[τ]]*1.3
最大变形： L/300=6000/300=20.0mm；
Q235182104
2）考虑箱梁砼浇筑时胀模、动力等因素的超荷载系
103
J
YAN JIU
IAN SHE
技术应用
104
数取1.05；
3）混凝土浇筑时的动力系数取1.2。
③计算荷载
根据《公路桥涵设计通用规范》，计算中考虑的各种
荷载如下：
1）自重：①钢材自重：钢材自重按78.5kN/m
3
计算，
按每个截面的实际尺寸计算，模型中各构件重量程序会
自行考虑。②混凝土自重：混凝土自重按26kN/m
3
计算，
以压力荷载施加到楔形架上。
2）模板荷载：模板自重载荷1486kN，以压力荷载
施加到楔形架上。
3）人群及施工荷载：根据《建筑结构载荷规范》
GB50009-2001，施工及人群荷载取3.5kN/m
2
，以压力
荷载施加到楔形架上。
4）风荷载：根据《建筑结构载荷规范》GB50009-
2001，得工作状态（风速13.6m/s）风荷载标准值为
0.247kN/m
2
。
④荷载组合
根据设计规范，采用不同的荷载组合进行验算（见
表3）。
表3 主梁0#块托架荷载组合
荷载工况钢材自重
人群施工
荷载
砼自重风荷载
1刚度1.01.01.0-
2
强度和稳
定性
浇筑1.01.01.2*1.05=1.261.0
（4）刚度、强度和稳定性计算结果
1）刚度计算结果
由计算可以看出，工况1下最大变形为
5.24mm<11.6mm，最大变形发生在0号块悬臂端部楔
形架上，满足规范要求。
2）强度计算结果
经计算工况2下各构件正应力结果可知，工况2下托
架最大正应力为180.9Mpa，出现在中心钢管柱顶水平托
架上，满足规范要求。分配梁最大正应力为164.4Mpa，
出现在0号块中心钢管柱顶靠塔壁两端，满足规范要求。
3）稳定性计算结果
从工况2下钢管柱轴力计算可以看出，最大压力产生
于柱底，为1272.3kN。
对于钢管柱，A=163.0cm
2
，其组合截面
Ix=54919.0cm
4
，λx=L/ix=21.57，查表得出
稳定性系数
φ
=0.965
，故钢管柱允许的最大压
力：
N
max
=A×
φ
×
[
σ
]
=2862.7kN>1272.3kN
因此，工况2下钢管柱受压构件稳定性满足规范要求。
四、施工注意事项
1.测量放样
根据桥梁控制点坐标，采用全站仪进行测设施工。首
先在桥梁承台顶放出落地钢管立柱位置，计算并复核支架
安装后底模平台四角标高；其次测设塔墩梁的定位钢桁架
轴线位置和高程；最后测设支架平台上底模轴线位置。
2.组合支架施工
根据支架设计要求，0号块采用三角托架和钢管柱支
架的组合支架法进行施工，桥梁墩空心部分采用两排双侧
5组529mm钢管柱支架，墩两侧采用双侧12组三角
形托架。托架采用32#槽钢制作，安装间距为2.1m，在
托架和钢管柱纵梁上横桥向铺设10根36#工字钢承重梁
形成组合支架施工平台。
组合支架的安装由具备钢结构资质的专业施工队进行
现场加工制作安装,安装过程中及时进行探伤检测，保证
施工质量。支架预压采用三级加载并利用张拉钢绞线反拉
支架进行加载预压，在确保满足设计要求的情况，方可进
行下道工序施工。
3.混凝土施工
悬浇箱梁0号块常用施工方案是支架上整体一次性浇
筑方案或支架上水平分两层浇筑方案。我们总结类似索塔
下横梁混凝土采用整体或水平分层浇筑时发现存在易开裂
的质量通病，针对大体积特殊结构的墩塔梁固结型宽幅箱
梁0号块施工，通过模拟分析，采用水平分层竖向预留后
浇湿接缝的施工方案，解决了墩塔梁固结型宽幅箱梁大体
积0号块易收缩开裂的技术难题。
五、质量控制
（1）施工及验收质量必须符合设计图纸及规范要求。
（2）所有进场材料必须经检测合格后方可投入生产
使用。
（3）0号块组合支架必须按审批通过的预压方案进
行加载预压。在安装底模时要依据监测的支架弹性变形数
据调整底模标高。
（4）混凝土浇筑要连续，箱梁内部采取降温措施，
夏天要选在夜间低温时段组织混凝土浇筑。施工时要严格
按照水平分两层竖向预留后浇带的施工工艺。
（5）现场焊接前必须彻底清除施焊区域的铁锈、氧
化铁皮等有害物，以保证焊接质量。焊接完成后要及时对
各施焊部位进行无损探伤检测，确保工程质量满足规范和
设计要求。
六、结语
崇左大桥主梁超大体积0号块与墩塔联结形成固结体
系，建造难度极高，通过研究总结类似工程经验的基础上，
科学设计墩塔梁固结型宽幅箱梁0号块落地钢管柱加三角
形托架组合式钢结构现浇支架，降低了采用支架现浇的安
全风险；通过对0号块各浇筑工况的受力分析，研发了“水
平分层、竖向预留后浇湿接缝”的现浇新工艺，形成了“墩
塔梁固结型宽幅钢筋混凝土箱梁0号块现浇”防裂施工新
技术，大幅降低混凝土横向收缩带来的不利影响，成功的
解决了墩塔梁固结型宽幅箱梁0号块施工中的技术难题，
确保了工程质量，具有较好的推广应用价值。
（作者单位：中铁十九局集团有限公司）
2024年3月25日发(作者：范易云)
J
YAN JIU
IAN SHE
技术应用
Chong zuo da qiao chao da 0 hao kuai xian jiao zhi jia
she ji yu shi gong ji shu
崇左大桥超大0号块现浇支架
102
设计与施工技术
屈振学
以广西自治区重点工程崇左大桥为研究对象，针对该
桥主梁0号块结构尺寸大、构造复杂等施工特点，在总结
类似工程的基础上，采用空间有限元程序对0号块实体浇
筑各种工况进行全过程模拟分析，合理使用了落地钢管柱
加三角托架的钢结构组合式支架，并研发了0号块混凝土
分层分块现浇施工新技术，圆满的解决了墩塔梁固结型宽
幅0号块现浇混凝土易开裂、耐久性不足等施工技术难题，
保证了工程质量和施工安全，具有广泛的推广应用价值。
一、工程概述
崇左大桥位于广西壮族自治区崇左市龙峡山路西段
延长线北侧，为城市独立特大桥项目，全桥长533m。主
桥为105m+190m+105m塔墩梁固结体系的矮塔斜拉桥，
塔墩采用钢箱和混凝土组合结构，正立面外观呈敞开式圆
曲线，下部为临江双肢柔性薄壁墩。桥型结构和造型设计
立意新颖，施工技术复杂。上部结构为纵向连续刚构体系，
主桥箱梁为三向预应力结构，采用单箱四室截面。0号块
梁段长8m、高8m、顶宽39m，箱底板宽从0号段截面
的28.57m变化到跨中的33.07m，外腹板斜率为2：1，
外翼板悬臂长1.5m，箱梁C60混凝土数量为1778.5m
3
，
重量为4446t。如何保证超大体积钢筋混凝土0号块在
28m高支架上现浇安全且梁体不产生有害裂缝，是该桥
施工中的一大技术难题。
二、施工技术难点
（1）主梁0号块箱梁与墩身和钢索塔通过刚性联结
形成固结体系，本桥0号块既是主梁悬浇的起始梁段，又
是承担单塔双柱索塔的下部横梁功能，具有结构体积大、
构造新颖、受力复杂等特征。0号块结构尺寸大、吨位
重，在浇筑施工中的受力状态难以控制，局部结构会因混
凝土收缩产生有害裂缝导致耐久性不满足使用寿命要求等
难题。
（2）主墩采用双肢柔性薄壁桥墩，江中墩高28m，
0号块施工支架防撞、防洪设施施工安全风险高。
三、组合支架设计
1.设计内容
针对崇左大桥的施工技术特点，目前该结构形式的0
号块还没有现成的施工方案可借鉴，我们在总结类似索塔
下横梁混凝土施工经验的基础上，设计使用了落地钢管柱
+三角托架的钢结构组合式支架现浇方案，根据施工方案
及桥梁相关技术规范，对0号块组合支架进行设计和刚度、
强度及稳定性验算。
2.组合支架设计
崇左大桥主梁0号块及1号块长14m，底宽
28.57m～28.95m，顶宽39.0m，梁高7.63m～8.00m。
设计托架由上到下依次是：楔形架、分配梁、托架、钢管
柱，分配梁为I36a工字钢，三角托架由32#槽钢双拼为
矩形钢组焊而成，托架墩身预埋件采用厚20mm钢板和
45#圆钢焊结而成，每个主墩双侧共设24组三角形托架，
分配梁上调梁体纵坡用的为楔形架。主梁0号块组合支架
结构如图1所示。
3.设计工况验算
（1）计算模型
根据崇左大桥主梁0号块组合支架的特点，采用桥梁
专业有限元软件建立了包括分配梁、托架、钢管柱（以梁
单元形式体现）和楔形架（以板单元形式体现）在内的有
限元模型，共1669个单元，其中梁单元共1105个，板
单元564个。0号块托架装配采用共节点、弹性连接和刚
性连接等方式模拟。各锚固点约束X、Y、Z三个方向的
自由度。0号块组合支架有限元计算模型如图2所示。
（2）模型简化
在主梁0号块组合支架建模过程中，作了部分假设与
简化。一是工作平台、模板等局部结构以均布载荷施加到
有限元模型中；二是0号块组合支架各构件的焊缝及螺栓
连接以共节点的形式模拟，销轴连接采用释放梁端约束模拟。
（3）计算参数
①材料特性
主梁0号块组合支架均采用Q235钢材，参考《铁路
技术应用
图1 0号块组合支架结构图
表2 主梁3#墩0#、1#块现浇支架主要构件规格一览表
杆件名称规格（mm）
钢管桩Φ529×10
钢管桩联接系Φ200×8
托架联接系14b槽钢2* C140×60×8/9.5
托架（双拼32b槽钢）/2* C 320×90×10/14
（纵梁双拼36c槽钢）2* C 360×100×13/16
分配梁（I36b@500）I 360×138×12/15.8
根据《铁路桥梁钢结构设计规范》，其基本容许弯
曲应力为[σw]＝140MPa，[τ]＝80MPa。临时结构
容许应力提高系数为1.3，则[σw]＝182MPa，[τ]＝
104MPa；根据《铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂
浇筑施工技术指南》，组合支架构件应力安全系数不小于
1.3，得出[σw]＝182MPa。因此，按[σw]＝182MPa
图2 0号块组合支架有限元分析模型图
控制。
②荷载系数
桥梁钢结构设计规范》TB10002.2-2005，钢材力学特性
有关荷载系数根据交通部颁发的公路桥涵设计与施工
见表1，主要构件规格见表2。
规范选取，荷载系数取值如下：
1）浇筑0号块时组合支架允许最大变形：
表1 钢材力学特性（N/mm
2
）
L/300=3500/300=11.6mm，浇筑1号块时组合支架允许
钢材容许弯曲应力[σ]*1.3容许剪应力[τ]]*1.3
最大变形： L/300=6000/300=20.0mm；
Q235182104
2）考虑箱梁砼浇筑时胀模、动力等因素的超荷载系
103
J
YAN JIU
IAN SHE
技术应用
104
数取1.05；
3）混凝土浇筑时的动力系数取1.2。
③计算荷载
根据《公路桥涵设计通用规范》，计算中考虑的各种
荷载如下：
1）自重：①钢材自重：钢材自重按78.5kN/m
3
计算，
按每个截面的实际尺寸计算，模型中各构件重量程序会
自行考虑。②混凝土自重：混凝土自重按26kN/m
3
计算，
以压力荷载施加到楔形架上。
2）模板荷载：模板自重载荷1486kN，以压力荷载
施加到楔形架上。
3）人群及施工荷载：根据《建筑结构载荷规范》
GB50009-2001，施工及人群荷载取3.5kN/m
2
，以压力
荷载施加到楔形架上。
4）风荷载：根据《建筑结构载荷规范》GB50009-
2001，得工作状态（风速13.6m/s）风荷载标准值为
0.247kN/m
2
。
④荷载组合
根据设计规范，采用不同的荷载组合进行验算（见
表3）。
表3 主梁0#块托架荷载组合
荷载工况钢材自重
人群施工
荷载
砼自重风荷载
1刚度1.01.01.0-
2
强度和稳
定性
浇筑1.01.01.2*1.05=1.261.0
（4）刚度、强度和稳定性计算结果
1）刚度计算结果
由计算可以看出，工况1下最大变形为
5.24mm<11.6mm，最大变形发生在0号块悬臂端部楔
形架上，满足规范要求。
2）强度计算结果
经计算工况2下各构件正应力结果可知，工况2下托
架最大正应力为180.9Mpa，出现在中心钢管柱顶水平托
架上，满足规范要求。分配梁最大正应力为164.4Mpa，
出现在0号块中心钢管柱顶靠塔壁两端，满足规范要求。
3）稳定性计算结果
从工况2下钢管柱轴力计算可以看出，最大压力产生
于柱底，为1272.3kN。
对于钢管柱，A=163.0cm
2
，其组合截面
Ix=54919.0cm
4
，λx=L/ix=21.57，查表得出
稳定性系数
φ
=0.965
，故钢管柱允许的最大压
力：
N
max
=A×
φ
×
[
σ
]
=2862.7kN>1272.3kN
因此，工况2下钢管柱受压构件稳定性满足规范要求。
四、施工注意事项
1.测量放样
根据桥梁控制点坐标，采用全站仪进行测设施工。首
先在桥梁承台顶放出落地钢管立柱位置，计算并复核支架
安装后底模平台四角标高；其次测设塔墩梁的定位钢桁架
轴线位置和高程；最后测设支架平台上底模轴线位置。
2.组合支架施工
根据支架设计要求，0号块采用三角托架和钢管柱支
架的组合支架法进行施工，桥梁墩空心部分采用两排双侧
5组529mm钢管柱支架，墩两侧采用双侧12组三角
形托架。托架采用32#槽钢制作，安装间距为2.1m，在
托架和钢管柱纵梁上横桥向铺设10根36#工字钢承重梁
形成组合支架施工平台。
组合支架的安装由具备钢结构资质的专业施工队进行
现场加工制作安装,安装过程中及时进行探伤检测，保证
施工质量。支架预压采用三级加载并利用张拉钢绞线反拉
支架进行加载预压，在确保满足设计要求的情况，方可进
行下道工序施工。
3.混凝土施工
悬浇箱梁0号块常用施工方案是支架上整体一次性浇
筑方案或支架上水平分两层浇筑方案。我们总结类似索塔
下横梁混凝土采用整体或水平分层浇筑时发现存在易开裂
的质量通病，针对大体积特殊结构的墩塔梁固结型宽幅箱
梁0号块施工，通过模拟分析，采用水平分层竖向预留后
浇湿接缝的施工方案，解决了墩塔梁固结型宽幅箱梁大体
积0号块易收缩开裂的技术难题。
五、质量控制
（1）施工及验收质量必须符合设计图纸及规范要求。
（2）所有进场材料必须经检测合格后方可投入生产
使用。
（3）0号块组合支架必须按审批通过的预压方案进
行加载预压。在安装底模时要依据监测的支架弹性变形数
据调整底模标高。
（4）混凝土浇筑要连续，箱梁内部采取降温措施，
夏天要选在夜间低温时段组织混凝土浇筑。施工时要严格
按照水平分两层竖向预留后浇带的施工工艺。
（5）现场焊接前必须彻底清除施焊区域的铁锈、氧
化铁皮等有害物，以保证焊接质量。焊接完成后要及时对
各施焊部位进行无损探伤检测，确保工程质量满足规范和
设计要求。
六、结语
崇左大桥主梁超大体积0号块与墩塔联结形成固结体
系，建造难度极高，通过研究总结类似工程经验的基础上，
科学设计墩塔梁固结型宽幅箱梁0号块落地钢管柱加三角
形托架组合式钢结构现浇支架，降低了采用支架现浇的安
全风险；通过对0号块各浇筑工况的受力分析，研发了“水
平分层、竖向预留后浇湿接缝”的现浇新工艺，形成了“墩
塔梁固结型宽幅钢筋混凝土箱梁0号块现浇”防裂施工新
技术，大幅降低混凝土横向收缩带来的不利影响，成功的
解决了墩塔梁固结型宽幅箱梁0号块施工中的技术难题，
确保了工程质量，具有较好的推广应用价值。
（作者单位：中铁十九局集团有限公司）