關于連續剛構特大橋合龍施工技術研究

吳　飛

【摘 要】連續剛構的主橋合龍段施工是主橋貫通的最后工序。某特大橋合龍段結構寬度較大且受溫度、自重、預應力張拉等各方面因素影響，施工質量的優劣直接影響到整個結構的受力狀態和使用壽命，故合龍段施工顯得尤其重要。本文以該特大橋為例，對連續剛構橋合龍施工技術作一研究。

【關鍵詞】連續剛構橋梁 合龍 施工技術

一、大橋概況

特大橋，橋梁孔跨布置為128+220+128（米）預應力混凝土連續剛構。橋寬24.5米。橋區地處貴州高原北部邊緣向四川盆地過度的斜坡地帶，為侵蝕中～低山地形、峰叢洼地及峽谷地貌。白岸：橋臺處地形平緩，為旱地；峽谷坡口至主墩間坡面約37度；主墩處較為平緩；主墩以下約40米坡面坡度為45度，以下為河岸陡巖；整個坡面被塊石及粘土覆蓋，植被較發育。茅岸：坡面灌木發育，河谷斜坡坡度55度，局部為陡巖，河谷底高程約595米，河谷岸最高827米相對高差約232米。

主要材料：混凝土，上部箱梁、一號墩身、二號墩身、橫系梁、橋臺臺冒、支座墊石采用C50混凝土，混凝土計算彈性模量Ec=3.45×104MPa；箱梁合龍段采用C50微膨脹混凝土；一號墩、二號墩樁基、橋墩承臺及其封底、防撞護欄采用C30混凝土；橋臺頂面以下1.0米范圍采用C25，臺身其余部分、橋臺基礎采用C25片石混凝土。

二、關于預頂推施工

施工時采用千斤頂在中跨合龍段之前施加水平推力，然后焊接合龍段勁性骨架，再拆除頂推用千斤頂，即可將頂推軸向力存儲于梁內。

在中跨合龍前千斤頂頂推4000KN，頂推力合力作用點在重心位置，實現頂推位移遠離中跨跨中，墩頂墩底截面應力：左半幅橋墩墩頂截面西側邊緣受壓區混凝土壓應力ó_c=7.43MP_a,右側邊緣受拉鋼筋拉應力ó_s=17.95MP_aó,墩底截面東側邊緣受壓區混凝土壓應力ó_c=8.07MP_a,左側邊緣受拉鋼筋拉應力ó_s=19.03 MP_a；右半幅橋橋墩墩頂截面西側邊緣受壓區混凝土壓應力ó_c=6.44MP_a,右側邊緣受拉鋼筋拉應力ó_s=21.49MP_aó,墩底截面東側邊緣受壓區混凝土壓應力ó_c=7.27MP_a,左側邊緣受拉鋼筋拉應力ó_s=23.36MP_a；墩身將得到約8000KN的有利軸力差和11000 KN.M的有利彎矩，對墩身抗彎大有益處。

三、關于施工工藝及方法

1.合龍前的準備。

2.預埋件施工：主橋塊件澆筑以及邊跨現澆段施工時，需在塊件上按圖紙要求預埋相應的合攏勁性骨架鋼板、以及中跨合龍段中性軸上的頂推鋼板預埋件，其預埋件尺寸、位置和規格嚴格按照圖紙要求進行。

3.邊墩支座預偏：為了配合中跨合龍需要，對主橋支座進行預偏。由于實際合龍溫度與設計合龍溫度有偏差，需對預偏量進行修正。具體修正計算如下：

連續5日對氣溫的觀察，白天最高平均氣溫約為15℃，黑夜最低氣溫平均約為5℃，則日平均溫度為10℃，其收縮量為：△L=L*T*α=141*10/105=0.0141m，故對支座設置預偏量為：4-1.41=2.59cm(遠離跨中方向)。支座設置預偏后立即對支座進行鎖定。

4.掛籃拆除：將“T”構兩端梁面上的掛籃，退至0號塊進行拆除，消除外來荷載對箱梁懸臂端標高的影響。

5.中跨頂推：頂推施工時應由頂推力、墩頂位移、墩頂墩底截面應力三項參數同時控制。

6.水平推力：P=400t。注意施工時水平推力作用點在梁體中軸上（梁底向上1,342m）。施加水平推力時采用三只最大頂推力分別為400t千斤頂，同時進行施加頂推力。分別在16號塊兩個外側腹板及中腹板的中性軸下方預埋一個牛腿，以托住用于頂推的縱向承壓鋼管，縱向承壓鋼管就位時兩側中心要保持一致，同時緊貼梁體預埋鋼板，再利用3千斤頂分別固定頂住承壓鋼管。頂推力施加前需對每個千斤頂所施加力進行平均分配，每只千斤頂施加力按照133t控制，施加頂推力時按照0→25%→50%→75%→100%的順序分四級加載。根據油頂標定數據表提前計算各級應力所對應的油表讀數，張拉時分階段觀測墩頂偏移量，達到設計頂推力時與設計要求的位移控制數據對比。做好相關記錄，以便最終確定勁性骨架焊接固定的時間。

7.墩頂位移：頂推施加力時派專人負責觀察墩頂位移量。墩頂位移量是關鍵控制點。墩頂位移量的觀測，考慮到頂推時單獨T構整體位移的同步性以及兩側T構同時受力時位移對稱性。因此，在中跨合龍段兩側對稱的16號塊件外側腹板頂面沿橫斷面方向布設預埋兩個鋼筋點并做相關標識，直接用鋼尺量測控制。為確保墩頂頂推后位移量控制的準確性，分別設置觀測點，通過在另外半幅墩頂位置架設全站儀，觀測兩設置觀測點的位移作為參照對比。

四、墩頂墩底截面應力控制

1.邊跨合龍段施工

邊跨合龍段的支架搭設根據邊跨直線段現澆支架向前延伸，在懸澆筑16號塊件節段預留孔，用吊桿連接兩根雙拼工字鋼支撐縱梁，再鋪設完底模及側模，擰緊吊桿螺栓使模板與16號塊結合緊密。支架搭設完畢經檢查合格后，開始綁扎底腹板鋼筋，布設底板預應力管道，安裝內模，綁扎頂板鋼筋及預埋頂縱、橫向預應力束，并固定豎向預應力鋼筋。

在一天中，最低氣溫時且梁體溫度均勻時，開始邊跨合龍段混凝土澆注；在邊跨合龍段砼強度達到設計的100%后，可以進行邊跨底板鋼束、頂板鋼束張拉。邊跨底、頂板鋼束全部張拉完畢即可進行此部分鋼束的壓漿。張拉順序為：7a、7b、8a、8b、9a、9b、10a、10b、11a、11b、12、13、14即先長束后短束，以減少預應力張拉時的應力損失。然后張拉錨固邊跨合龍段的豎向預應力鋼筋和頂板橫向鋼束，并封錨壓漿。

2.中跨合龍段施工

中跨合龍段支架采用2根雙拼45號工字鋼做下橫梁，通過在16號、16號塊懸澆段底板及腹板相應的位置預留孔中吊桿連接，作為中跨合龍段底、側模支撐，底模系統用25號工字鋼順橋向布置，安裝于下橫梁的45號工字鋼上，再鋪上方木加12號槽鋼及竹膠板，側模通過外滑梁懸吊于16號塊頂板上。

中跨合龍段支架搭設完畢后，開始綁扎底腹板鋼筋，同時預埋預應力束管道，然后制立內模，綁扎頂板鋼筋，并預埋頂板縱向預應力束管道。

砼澆筑前必須對模板加固情況及總體安全性、預埋件位置進行仔細的檢查，確保施工安全。在一天中最低氣溫時且梁體溫度均勻時并且在兩小時之內澆筑完成。

中跨合龍段澆注條件與混凝土配比、強度要求與邊跨合攏段相同，即達到混凝土強度的100%后，可以進行頂、底板鋼束的張拉。跨中鋼束張拉時為避免張拉時應力過于集中，對合龍段結構造成不利影響，宜采用分批張拉。

五.合龍施工的技術要求及相關注意事項

1.合龍段鎖定前，需對懸臂斷面進行一晝夜分時段連續觀測，觀測氣溫與懸臂端的標高變化，氣溫與合龍段長度的變化，氣溫與梁體溫度的關系等，以確定合龍時間。

2.掌握合龍期間的氣溫預報情況，選擇日溫較低、溫度變化幅度較小時鎖定合龍口并澆注合龍段砼。

3.合龍段施工中涉及到的鋼構件較多，按照設計要求及現場施工的實際需要，在邊跨現澆段及16號塊件施工時就開始注意相關構件的預埋，確保無遺漏并控制位置的準確性。

4.合龍勁性骨架的焊接鎖定，要求迅速地對稱進行，同時一定要保證焊縫質量。

5.合龍段砼可選擇適當的外摻劑以達到早強和減少收縮徐變的目的。

6.合龍段砼應覆蓋，保溫養護。

7.全橋合攏后請監控單位對主墩進行應力監測。

六、結束語

某大橋合龍前采用千斤頂對主梁預先施加了一個水平頂推力，對改善連續剛構橋梁墩身受力狀態，使結構受力趨于更合理，該施工技術獲得成功。

參考文獻：

[1]特大橋設計說明.

[2]交通部第一公路工程總公司主編.公路施工手冊·橋涵.

[3]公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTJ023-85）.

[4]公路橋涵施工技術規范（JTJ041-2000）.

(作者單位：貴州省橋梁工程總公司)