大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋中跨合攏施工技術(shù)研究

摘要：本文結(jié)合理論與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，從合攏段施工流程、吊架及模板安裝、合攏段相應(yīng)位置荷載配重、合攏段鎖定、混凝土施工等方面闡述大跨徑連續(xù)剛構(gòu)合攏段施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：大跨徑連續(xù)剛構(gòu)合攏段勁性骨架

1 工程概況

平潭海峽大橋起點(diǎn)位于福建省福清市東瀚鎮(zhèn)小山東，跨越海壇海峽，經(jīng)北青嶼，終至平潭縣娘宮。通航主橋跨徑布置為100m+2×180m+100m，為預(yù)應(yīng)力變截面連續(xù)剛構(gòu)橋。

由左右分離的兩個(gè)單箱單室截面組成，每個(gè)T形剛構(gòu)由21個(gè)對(duì)稱(chēng)懸灌塊段組成，梁段高度從11m～3.5m逐漸變化。

橋墩采用雙柱式矩形薄壁柔性墩，橋墩截面形式為雙肢單箱單室截面，43#墩～45#墩墩高依次為32.024m、33.224m、32.024m。

合攏原則是低溫澆筑合攏段混凝土。合攏前使兩懸臂端臨時(shí)連接，保持相對(duì)固定，以防止合攏混凝土在早期因?yàn)榱后w混凝土的熱脹冷縮開(kāi)裂。同時(shí)選擇在一天中的低溫、變化較小時(shí)進(jìn)行混凝土施工，保證混凝土處于溫升、在受壓的情況下達(dá)到終凝，避免受拉開(kāi)裂。

所有中邊跨合攏段均長(zhǎng)2m，混凝土方量約26.9m3（一個(gè)合攏段），重約70.7t。

2 中跨合攏段施工流程

主橋中跨合攏段施工流程見(jiàn)圖1

圖1 中跨施工工藝流程圖

3 中跨合攏段施工

3.1 施工前的準(zhǔn)備

1）懸臂梁段澆筑完畢，拆除懸臂掛籃；

2）清除箱頂、箱內(nèi)的施工材料、機(jī)具，用于合攏段施工的材料、設(shè)備放至墩頂；

3）在“T構(gòu)”兩懸臂端預(yù)備配重荷載；

4）記錄近期氣溫變化規(guī)律。

3.2 吊架及模板安裝

中跨合攏梁段采用合攏吊架施工，合攏吊架和模板采用施工掛籃的底籃及模板系統(tǒng)，施工吊架見(jiàn)下圖2所示。

圖2 合攏段施工吊架圖

圖3 合攏段錨固桿

安裝步驟為：

a、將掛籃的底籃整體前移至合攏段另一懸臂端；

b、在懸臂端預(yù)留孔內(nèi)穿入鋼絲繩，用滑車(chē)組吊起底籃前橫梁及內(nèi)外滑梁的前橫梁；

c、拆除掛籃前吊桿；

d、用卷?yè)P(yáng)機(jī)調(diào)整所有鋼絲繩，使底籃及內(nèi)外滑梁移到相應(yīng)位置，安裝錨桿、吊桿和聯(lián)接器將吊架及模板系統(tǒng)錨固穩(wěn)定；

e、將主桁系統(tǒng)退至0#梁段作壓重用。

3.3 合攏段相應(yīng)位置荷載配重

根據(jù)T形剛構(gòu)兩端杠桿平衡原則進(jìn)行荷載配重，配重平衡荷載為合攏段混凝土重量和吊架重量。

圖4 合攏段勁性骨架

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，綜合采用了掛藍(lán)桿件配重和鋼絞線配重。44#墩在東西兩頭20#梁段至21#梁段封頭處各放置10捆鋼絞線，總重約為33t，即每捆的平均重量約為3.3t。43#墩和45#墩分別在合攏段口的20#梁段至21#梁段封頭處各放置10捆鋼絞線。

3.4 合攏段鎖定

合攏段鎖定的施工內(nèi)容包括勁性骨架（圖4）焊接、雙拼H588型鋼和墊梁的安裝、合攏頂推。

兩跨合攏鎖定之前，還要進(jìn)行預(yù)頂推。預(yù)頂推時(shí)兩中跨應(yīng)同步頂推并分級(jí)加載。施工時(shí)采用水平推力250t和43#墩墩頂水平位移5.1cm、45#墩墩頂水平位移4.6cm雙控。

圖5 頂推力施加結(jié)構(gòu)圖

頂推力的施加選擇在合攏段設(shè)置頂推平臺(tái)，然后用預(yù)應(yīng)力張拉用的千斤頂施加頂推力的方法，由于合攏段寬度為2.0m，大于千斤頂工作長(zhǎng)度，所以操作時(shí)在合攏段兩側(cè)各墊置懸臂HM588*300型鋼一根，型鋼錨固在兩側(cè)21#梁段頂面，低于箱梁頂面90cm，并保證不與鎖定勁性骨架錨固桿沖突。在兩根型鋼中間約82cm的空間內(nèi)搭設(shè)約1.0m寬的工作平臺(tái)，然后施加頂推力，頂推應(yīng)在兩個(gè)合攏段同時(shí)進(jìn)行，頂推力和位移均符合設(shè)計(jì)要求后，用型鋼進(jìn)行臨時(shí)固結(jié)，然后將合攏鎖定勁性骨架進(jìn)行焊接固定，最后解除千斤頂。見(jiàn)圖3和圖4

主梁合攏采用勁性骨架先進(jìn)行臨時(shí)鎖定，是為了克服日照、溫差及混凝土收縮、徐變等多種因素的影響，因此，是合攏段施工的關(guān)鍵。

4 混凝土施工

中跨合攏段海工混凝土約26.9 m3。合攏段混凝土澆筑過(guò)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。在澆筑混凝土的同時(shí)，務(wù)必要進(jìn)行合攏口配重卸載。在澆筑混凝土?xí)r，每澆筑3方左右混凝土，可卸載1捆鋼絞線，直至混凝土澆筑完成，配重卸載亦隨之完成。

合攏段兩端的混凝土鑿毛要徹底，混凝土澆筑前澆水濕潤(rùn)充分。以增加接茬面混凝土的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。

合攏段混凝土養(yǎng)護(hù)，指派專(zhuān)人負(fù)責(zé)，覆蓋、灑水保溫養(yǎng)護(hù)，使混凝土盡快達(dá)到張拉條件，使合攏段兩端在預(yù)應(yīng)力作用下，整體受力。摻入U(xiǎn)EA微膨脹劑的混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14天。

5 預(yù)應(yīng)力施工

待混凝土齡期達(dá)到14天且達(dá)到90%以上的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和85%以上C55砼的彈性模量后，張拉底板預(yù)應(yīng)力鋼束。張拉順序：先張拉底板預(yù)應(yīng)力束，再?gòu)埨敯孱A(yù)應(yīng)力束，最后張拉橫向預(yù)應(yīng)力束和豎向預(yù)應(yīng)力束。

合攏段永久鋼束張拉前，應(yīng)采取有效措施盡量減小箱梁挑臂上下側(cè)的日照溫差。

6 施工測(cè)量

合攏段測(cè)量工作要能夠提供T形剛構(gòu)梁端在溫度作用下的高程和變化規(guī)律，從而確定合適的合攏溫度和梁部高程控制的準(zhǔn)確程度。

合攏前，完成全橋測(cè)量控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)核測(cè)量，同時(shí)在不同溫度條件下觀測(cè)合攏梁段高程，進(jìn)行全天侯高程觀測(cè)，每2小時(shí)測(cè)量一次，溫度較低時(shí)，改為每3小時(shí)測(cè)量一次。確保測(cè)量結(jié)果滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，保證正常合攏施工。

7 施工體會(huì)

合攏段施工荷載及配重荷載平衡、頂推力施加、勁性骨架焊接、合攏溫度選定、施工測(cè)量等是合攏段施工控制的關(guān)鍵技術(shù)。大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋合攏段施工需要精心組織，科學(xué)施工，下面談幾點(diǎn)施工體會(huì)：

1）合攏前需對(duì)主梁的溫度與撓度變化實(shí)施5天跟蹤觀測(cè)，以便選擇合理的合攏時(shí)間。一般合攏時(shí)間宜定在凌晨2時(shí)左右。

2）勁性骨架連接桿下料時(shí)應(yīng)考慮其兩端各需要1cm的焊縫，下料的實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定。

3）在合攏段兩側(cè)高程誤差較大時(shí)，往往需要在T形剛構(gòu)兩端采用不平衡配重荷載的施工措施，減小合攏段兩側(cè)相對(duì)高差，避免合攏段混凝土錯(cuò)臺(tái)出現(xiàn)，保證成橋線型直順。

4）通過(guò)配重，使T形結(jié)構(gòu)兩端在混凝土澆筑前處于對(duì)稱(chēng)平衡狀態(tài)；在混凝土澆筑過(guò)程中，根據(jù)混凝土澆筑重量的大小，按照平衡荷載原則拆除配重，使合攏段的高程在混凝土澆筑過(guò)程中處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，消除合攏段兩端相對(duì)變形對(duì)混凝土的擾動(dòng)。