哈大客運專線DK212+691懸灌連續梁合龍施工

鄧旭剛

1 工程概況

哈爾濱—大連高速鐵路客運專線西海特大橋(32 m+48 m+32 m)懸澆連續梁梁體設計為單箱單室、斜腹板、變高度、變截面結構。箱梁頂寬12 m，箱梁底寬5 m～5.5 m。頂板厚度除梁端為60 cm外其余均為40 cm，底板厚度40 cm～80 cm，其中端支點60 cm，按二次拋物線變化，腹板厚48 cm～60 cm～80 cm，按折線變化，中支點處局部加厚到145 cm，端支點處腹板厚60cm。全聯在端支點、中跨中及中支點處共設5個橫隔板，橫隔板設有孔洞，供檢查人員通過。

橋面寬度:防撞墻內側凈寬8.8 m，橋上人行道欄桿內側凈寬11.8 m，橋面板寬12 m，橋梁建筑總寬12.28 m。

橋面排水為三列排水，即防護墻與承軌臺間采用1.7%，兩線承軌臺間采用1%，軌道底座板下2.6 m范圍為平坡，橋上保護層的橫向排水坡為2%。

箱梁全長為113.7 m，計算跨度為(32+48+32)m。截面高度為:截面中心處中支點處梁高4.05 m，跨中8.4 m直線段及邊跨12.95 m直線段梁高為3.05 m。

全聯處于直線段，豎曲線變坡點里程DK212+700(c=185.997 6，R=30 000，E=0.144 1，T=185.998 2)，小里程端為平坡，大里程端縱坡6.2‰。

中支點梁體斷面、端支點梁體斷面依次見圖1，圖2，連續梁的梁段設計見表1。

梁體采用縱、橫、豎三向預應力體系。縱向預應力鋼束采用標準強度 fpk=1 860 MPa的鋼絞線，鋼束類型為:7-7φ 5，15-7φ 5，16-7φ 5，錨固體系采用自錨式拉絲體系，管道形成采用金屬波紋管成孔。橫向預應力筋采用4-7φ 5預應力鋼絞線，錨固體系采用BM15-4張拉端及BM15P-4錨固端;張拉體系采用YDC240Q型千斤頂，扁形金屬波紋管成孔。豎向預應力筋采用Φ 25 mm高強精軋螺紋鋼筋，抗拉極限強度 980 MPa，錨下張拉控制應力為735 MPa，錨固體系采用JLM-25型錨具，張拉體系采用YC60A型千斤頂，管道形成采用內徑35 mm鐵皮管成孔。

表1 連續梁梁段設計情況表 m

2 懸澆梁的臨時錨固

墩梁臨時固結支撐體系:在橋墩墩頂設置鋼管混凝土柱和墩梁間的連接鋼筋組成臨時固結體系。

鋼管混凝土柱鋼管采用φ 426 cm δ 10 mm，鋼管材質為 Q235，鋼管內混凝土標號C40，每 T構設置8個，大小里程各4個，位于腹板正下方，鋼管混凝土柱與墩梁連接通過預埋在墩、梁連接面的鋼板連接，每鋼管混凝土柱上下各一塊，規格為430 mm×430 mm×10 mm，預埋鋼板通過幾字形鋼筋與墩、梁內主筋焊接牢固，幾字形鋼筋為直徑20 mm的圓鋼;連接鋼筋采用直徑為25 mm的二級鋼筋進行拉結，每 T構設置32根，大小里程側各16根，連接鋼筋與墩梁內主筋焊接，作為抗傾覆的拉筋。

3 確定設計合龍溫度

連續梁設計合龍溫度取橋位處最低和最高月平均溫度平均值，哈大客專線路縱貫東北三省，需要施工單位到當地氣象部門調查橋位處全年氣象溫度資料，確定設計合龍溫度，制定合龍段施工組織方案，在合龍時通過調整各支座的縱向偏移量來修正體系溫差引起的影響。

4 合龍段的施工

4.1 合龍段需解決的問題

合龍段施工主要需解決3個問題:1)吊架的安裝問題;2)合龍段的臨時鎖定問題;3)合龍段混凝土澆筑問題。

合龍段因混凝土澆筑后，氣溫的變化會引起梁體的伸縮變形，同時梁體左右日照溫度不同還會引起梁的扭曲變形，需對合龍段進行臨時鎖定保持合龍段無相對變形。合龍段臨時鎖定要抵抗溫度應力、T構兩端不平衡彎矩等多種外力，保證懸臂T構施工安全和合龍段不出現裂紋。

4.2 合龍段施工順序

邊跨現澆段及中間節6號塊施工完成后，安裝邊跨合龍段吊架，進行邊跨合龍段鎖定，澆筑邊跨合龍段混凝土，張拉邊跨T8，B1～B4及邊跨橫豎向預應力筋，拆除邊跨合龍段吊架。

邊跨張拉完成T8，B1～B4后，拆除主墩頂臨時固結使主墩永久支座受力，拆除邊跨現澆段支架，安裝中跨吊架及模板，進行中跨合龍段鎖定，綁扎鋼筋并澆筑中跨合龍段混凝土，張拉T9，D1，D5，BT1～ BT2，D2～ D4及橫豎向預應力筋，拆除中跨合龍段吊架，拆除鎖定，合龍施工結束。

4.3 合龍段施工方法

4.3.1 合龍段吊架及模板

利用掛籃底模、外側模、內模作為合龍段模板，不僅可以減少搭設支架的投入，還可使澆筑后的混凝土變形與兩端已澆段保持同步，但要利用掛籃作為吊架，需解決一個掛籃后退和一個掛籃前移的問題。由于690號主墩的施工速度較691號主墩要快，故施工中決定690號墩中跨掛籃向后退，691號墩中跨掛籃向前移作為中跨合龍段吊架。邊跨合龍段吊架僅存在前移問題，與中跨掛籃前移做吊架方法相同。

4.3.2 臨時鎖定

1)邊跨合龍段鎖定。邊跨現澆段及6號塊端部腹板兩側頂板、底板上各預埋4塊40 cm高，50 cm寬，2 cm厚的鋼板，鋼板后方加焊鋼板肋進行加強，梁體內埋設加強鋼筋與混凝土連接增加抗拔力。支撐型鋼用雙工20b焊接而成，在混凝土澆筑前幾天凌晨最低溫度時，將支撐型鋼焊于兩側梁內預埋的鋼板上，起到支頂作用并起部分抗拉作用，焊接時注意同一根工鋼骨架一端焊完后再焊接另一端。邊跨合龍段采用剛性骨架措施鎖定后，在溫度變化作用下，由于中墩臨時支撐尚未拆除，梁體變化引起的微小滑動，通過邊跨合龍段臨時固結骨架，其力主要由邊跨現澆段混凝土與模板的摩擦力抵消，邊跨現澆段施工完成后，邊支座處支頂方木要拆除，使支座能夠活動。由于總共僅有365 kN的力，故邊跨不再進行臨時預應力束張拉，僅用勁性骨架焊接來抵消溫度降低時兩端梁體對合龍段新澆混凝土的張應力。4個骨架所承受的平均力為:365/4=91 kN，單個骨架在鋼板上焊縫長度90 cm，為保證焊縫牢固，每個骨架與預埋鋼板的焊縫均采用四周滿焊，焊縫厚度6 mm。2)中跨合龍段鎖定。在兩6′號塊內預埋相同的鋼板箱。中跨合龍時溫度應力與邊跨合龍時相同，只是抵消溫度變形的力主要由691號墩頂活動支座(690號墩頂為固定支座)與梁體摩擦力承擔，取摩擦系數0.05，承重為全橋除去中跨合龍段梁體重量的1/2。按照臨時張拉平直縱向預應力束以減少梁體撓度變形、張拉較短長度的預應力束以起到對合龍段更好的約束作用的鋼絞線，選擇臨時張拉T9，D1縱向預應力束，以抵消溫度降低時兩端梁體對合龍段新澆混凝土的張應力。待混凝土強度達到100%后，張拉完其他預應力束后，將T9預應力放張。

4.4 合龍段配重

1)邊跨合龍時。邊跨合龍時考慮兩種工況，計算分別如下，其中不論哪種工況不進行配重產生的不平衡彎矩，主墩頂的臨時固結都可以滿足。根據標高測量結果，如果合龍段兩端標高偏差在15 mm以內，則不用配重找平;如果標高差在15 mm以上，則在T構兩側壓配重將邊跨6號塊端部與現澆段8號塊端部標高找平。為減少混凝土澆筑過程中因T構兩側重量變化產生的撓度變形對新澆混凝土的影響，建議加快澆筑速度，使變形在混凝土初凝前完成，或在T構兩側加相同配重，隨混凝土澆筑同步取消邊跨側配重。在一個T構兩側各放置一個水箱進行配重，配重重量為20 t，隨邊跨合龍段混凝土澆筑重量同步減去邊跨側水箱內水的重量，保持T構兩側力矩平衡。2)中跨合龍時。如果中跨合龍段兩側標高差在15 mm以內，中跨將不采用壓重;如果偏差大于15 mm，則在中跨合龍段一側用水箱壓重，使中跨合龍段兩端標高一致，待混凝土強度達到50 MPa后，方可取消配重。

4.5 合龍段混凝土的澆筑

選擇在一天凌晨3:00左右氣溫最低時澆筑合龍段混凝土，澆筑時間在4 h內完成，混凝土澆筑前一天用水將全梁表面、箱內灑水保濕進行降溫。收聽天氣預報，3 d內有大風降溫時，不進行合龍段混凝土澆筑。兩端的混凝土連接面要充分鑿毛、濕潤，并沖洗干凈。采用新出的合龍段微膨脹混凝土，現場技術負責人確認，利用汽車泵送，入模混凝土坍落度不大于20 cm。

4.6 合龍段張拉

合龍段混凝土強度達到設計要求后，放松吊架外側模及內側模。然后按順序進行其他預應力束張拉，張拉完成后方可脫底模。合龍段混凝土灌注前，要將所有的預應力鋼絞線全部穿入波紋管內，為防止混凝土澆筑時波紋管道堵塞，除接口處用膠帶纏繞密封外，還要注意逐根檢查有沒有受電火花影響打開的孔洞。同時混凝土澆筑時混凝土口要盡量避開波紋管位置，并在合龍段每根縱向波紋管頂埋設三通排氣孔，以防合龍段發生堵管，影響壓漿質量。預應力束的張拉順序要按照設計要求進行。

5 結語

DK212+691連續梁懸澆梁在合龍過程中，臨時鎖定既撐又拉，預應力束進行兩次張拉、補拉，梁體克服了溫度、混凝土本身收縮徐變等各因素的影響，確保了結構受力合理，較好的控制了梁體內力和線形，保證了工程施工的安全進行，合龍段梁體表面混凝土未產生任何裂紋，證明了合龍方案正確。

[1] 焦建民.懸澆連續梁合攏段施工[J].山西建筑，2007，33(17):150-151.

[2] 肖繼明，張廣明，林啟悅，等.大跨徑懸澆連續箱梁橋施工的體會[J].廣東公路交通，2000(sup):142-143.

[3] 馬韶華，田曉東.淺議大跨度連續梁懸臂澆注的施工[J].科技情報開發與經濟，2004，14(6):282-283.