預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋引橋合龍施工技術(shù)

孫宏軍

（河北路橋集團(tuán)有限公司，河北 石家莊050011）

1 工程概況

某大橋主橋?yàn)檎O(shè)計(jì)，上部結(jié)構(gòu)為178m+380m+178m 預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋引橋，主橋平面位于直線上，縱坡為±0.6%，中心樁號(hào)為K98+180.000，橋面寬27.1m。橋梁的主梁基本斷面形式是邊主梁，主梁斷面頂全寬27.1m，梁高2.6m，主梁頂板厚0.32m，設(shè)雙向2%橫坡。標(biāo)準(zhǔn)梁段為中跨1#段～跨中、邊跨1～12#段均為邊主梁底板帶翼緣的截面，寬度3m，13～19#梁段邊主梁為不帶翼緣的實(shí)體截面，底板截面寬度為3.0m；20～25#梁段邊主梁為不帶翼緣的實(shí)體截面，底板寬為4.5m。其中邊主梁截面過渡段設(shè)置1#、1′#、13′#和20′#段一個(gè)梁段內(nèi)過渡。主塔與主梁連接處在主梁懸澆過程中臨時(shí)固結(jié)，全橋合龍后解除。合龍段及合龍順序：本橋178m邊跨、380m中跨跨徑內(nèi)設(shè)有合龍段，合龍段長度分別為2.0m、3.0m。根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，本橋合龍段順序?yàn)椋合群淆?78m邊跨，再合龍380m中跨。標(biāo)準(zhǔn)梁段截面如圖1所示。

2 主梁施工方案

本橋梁主梁施工采用塔梁同步施工，即塔柱下橫梁施工完成后，立即進(jìn)行主梁施工。主梁0#節(jié)段采用三角托架現(xiàn)澆；1#節(jié)段采用掛籃的前半部分施工，即在墩底施工平臺(tái)上拼裝掛籃的前半部分，再整體提升至主梁，利用掛籃的前半部分施工1#節(jié)段；1#段施工完成后，掛籃前移至2#段位置，再吊裝掛籃后半段，完成掛籃前半部分和后段的拼裝，再進(jìn)行主梁節(jié)段的正常牽索掛籃懸澆施工。13#、18#過渡墩處邊跨實(shí)心梁段采用墩旁托架現(xiàn)澆。合龍段采用先合龍邊跨，再合龍中跨的順序施工，邊跨合龍段及中跨合龍段均采用吊架支模施工。待邊跨及中跨主梁合龍后，采用梁頂?shù)跫墁F(xiàn)澆14#、18#輔助墩墩頂壓重塊。

3 主梁合龍段（25′#、25#節(jié)段）施工技術(shù)

橋梁主梁的合龍，即體系轉(zhuǎn)換，是控制全橋受力狀況和線形的關(guān)鍵工序，因此主梁的勁性骨架安裝、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力鋼束張拉及斜拉索索力調(diào)整等必須按設(shè)計(jì)要求的順序進(jìn)行，以使結(jié)構(gòu)受力符合設(shè)計(jì)計(jì)算。合龍溫度為12～17℃，同時(shí)要求在一天中溫度較低、比較穩(wěn)定時(shí)段進(jìn)行合龍。主梁合龍施工時(shí)先合龍邊跨，最后合龍中跨。合龍段施工工藝流程如圖2所示。

圖2 合龍段施工工藝框圖

3.1 邊跨合龍段施工

（1）對(duì)邊跨合攏段進(jìn)行施工前首先澆筑懸臂梁段混凝土，然后拆除懸臂掛籃；清除懸臂端的施工材料、機(jī)具，材料和設(shè)備在墩頂范圍有序堆放；在兩懸臂端預(yù)備配重水箱。

（2）邊跨合龍段支架及模板。本工程邊跨合龍段采用吊架支模施工，當(dāng)澆筑完成懸臂梁段混凝土后則可以拆除掛籃，然后安裝施工合龍段吊架，外模及底模可采用掛籃模板，內(nèi)模采用木模。本工程采用在懸臂端的水箱中加水的方法設(shè)平衡重，所加平衡重噸位由施工設(shè)計(jì)確定。

（3）普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝。普通鋼筋在地面集中加工成型，運(yùn)至合龍段綁扎安裝，綁扎時(shí)將勁性骨架安裝位置預(yù)留，等勁性骨架鎖定后補(bǔ)充綁扎。底板束管道安裝前，應(yīng)試穿所有底板束，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。合龍段底板束管道內(nèi)穿入鋼絞線芯棒，以保證合龍段混凝土澆筑后底板束管道的暢通。其余預(yù)應(yīng)力束及管道安裝同主梁懸灌梁段。

（4）合龍鎖定。合龍前首先對(duì)懸臂端與邊跨等高度現(xiàn)澆段采取臨時(shí)連接，而且應(yīng)當(dāng)保持相對(duì)固定，以防止合龍段混凝土在澆筑及早期硬化過程中發(fā)生明顯的體積改變，鎖定時(shí)間按合龍段鎖定設(shè)計(jì)執(zhí)行，臨時(shí)“鎖定”是合龍的關(guān)鍵。支撐勁性骨架采用“預(yù)埋鋼板（槽鋼）+連接型鋼+預(yù)埋鋼板（槽鋼）”三段式結(jié)構(gòu)，分體內(nèi)和體外剛性支撐。合龍時(shí)，在兩預(yù)埋鋼板（槽鋼）之間設(shè)置連接型鋼，體內(nèi)剛性支撐的長度可根據(jù)合龍段的實(shí)際長度進(jìn)行調(diào)整，待合龍段混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，張拉合龍段預(yù)應(yīng)力鋼束，拆除橋面上的體外剛性支撐。結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)梁體鎖定時(shí)必須在一個(gè)晚上完成勁性骨架的焊接成型作業(yè)。測量組至少需對(duì)合龍段兩端進(jìn)行一晝夜以上溫度變形觀測，確認(rèn)鎖梁效果達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求后，即可進(jìn)行模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力等的安裝作業(yè)。

（5）澆筑合龍段混凝土。本工程對(duì)合攏段的混凝土采取微膨脹混凝土澆筑，同時(shí)添加適量的膨脹劑，可以有效地防止溫度變形造成合龍段梁體出現(xiàn)裂紋。同時(shí)在澆筑合龍段混凝土過程中，按新澆筑混凝土的重量分級(jí)卸去平衡重（即分級(jí)放水），保證平衡施工。選擇在一天中氣溫較低時(shí)澆筑合龍段混凝土，可保證合龍段新澆筑混凝土處于氣溫上升的環(huán)境中，在受壓狀態(tài)下達(dá)到終凝，以防混凝土開裂。混凝土澆筑完成后至混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%期間，中、邊跨荷載不得隨意增減，應(yīng)保持原工況不變，避免因荷載變化產(chǎn)生主梁內(nèi)力變化而出現(xiàn)裂紋。混凝土澆筑完成后，應(yīng)覆蓋土工布，并澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。

（6）預(yù)應(yīng)力施工。合龍段永久束張拉前，采取覆蓋主梁懸臂并灑水降溫以減小主梁懸臂的日照溫差。底板預(yù)應(yīng)力束管道安裝時(shí)要保證管道暢通，待合龍段混凝土達(dá)到90%設(shè)計(jì)強(qiáng)度且齡期不小于7d 后，解除勁性骨架鎖定，張拉預(yù)應(yīng)力。本工程預(yù)應(yīng)力張拉順序?yàn)椋喉敯咫A段預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉→底板階段預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉→頂板通長預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉→底板通長預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉，按照設(shè)計(jì)要求的張拉噸位及順序雙向?qū)ΨQ張拉。橫向及頂板縱向預(yù)應(yīng)力施工同主梁懸灌梁段施工，合龍段施工完畢后，拆除臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束并對(duì)其管道壓漿。

3.2 中跨合龍段施工

中跨合龍前應(yīng)預(yù)先在跨中處梁段向橋塔兩側(cè)各施加一定的水平推力，以部分抵消混凝土收縮徐變及部分降溫引起的收縮量，改善主塔和下部結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。待頂推施工的千斤頂油壓穩(wěn)定后，勁性骨架的型鋼和預(yù)埋鋼板方可進(jìn)行可靠的連接，千斤頂卸載后結(jié)構(gòu)內(nèi)力由骨架承受。

3.3 施工技術(shù)要點(diǎn)

結(jié)合工程實(shí)施效果來看，對(duì)于橋梁合龍段施工，關(guān)鍵在于鎖梁時(shí)間和溫度的合理選定。本工程合龍段模板懸掛固定在相鄰梁段及加強(qiáng)鎖定型鋼，可以有效地確保合龍段模板隨主梁一同變形，避免因支架、分配梁、模板不能隨同主梁變形或變形不一致造成合龍段模板與未達(dá)要求強(qiáng)度的混凝土脫開（相當(dāng)于提前脫模），使失去模板支護(hù)的混凝土出現(xiàn)裂紋、錯(cuò)臺(tái)、拉裂等現(xiàn)象。對(duì)于勁性骨架焊接鎖定必須盡快完成，應(yīng)利用加強(qiáng)鎖定型鋼。力求使骨架先形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，以承受一部分變形，再補(bǔ)焊加強(qiáng)完成骨架鎖定作業(yè)。勁性骨架應(yīng)焊接牢固，焊縫必須符合設(shè)計(jì)要求。替換重量的水箱存放位置應(yīng)與設(shè)計(jì)人員或監(jiān)控共同商議確定。替換重量是為了維持鎖定工況，避免因重量變化打破鎖定平衡狀態(tài)，影響合龍和混凝土澆筑質(zhì)量。

另外，為了確保施工質(zhì)量和施工安全，本工程在主梁鎖定前后必須至少進(jìn)行一天3 次（凌晨、中午、晚上）的線形測量，觀測其水平和豎向變位情況。勁性骨架下料時(shí)需比設(shè)計(jì)長，現(xiàn)場根據(jù)實(shí)際合龍段長度進(jìn)行調(diào)整。此外，還必須注意，高空作業(yè)應(yīng)保證具有牢靠的作業(yè)平臺(tái)；各工種的技術(shù)要求嚴(yán)格遵循關(guān)施工安全規(guī)則；進(jìn)入現(xiàn)場必須戴安全帽，高空作業(yè)必須帶安全帶，并有良好牢固的腳手板通道等。

4 結(jié)語

工程實(shí)施效果表明，橋梁主梁的合龍是控制全橋受力狀況和線形的關(guān)鍵工序，因此對(duì)主梁的合龍施工應(yīng)當(dāng)從勁性骨架安裝、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力鋼束張拉及斜拉索索力調(diào)整等施工環(huán)節(jié)來控制施工質(zhì)量，從而使結(jié)構(gòu)受力符合設(shè)計(jì)要求。

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