大跨預應力混凝土連續梁橋合龍技術探討

（西南交通大學土木工程系，上海 200436）

摘 要：合龍段施工是預應力鋼筋混凝土連續梁橋施工的關鍵工序，通過對某主跨135m的4跨連續梁橋合龍方案研究，提出了合龍結構的受力分析方法，擬定了輔助合龍的勁性骨架和臨時預應力結構，指出合龍施工的質量控制要點，對大跨連續梁橋的合龍施工有一定指導意義。

關鍵詞：橋梁施工;預應力混凝土橋;連續梁;合龍

1 工程概況

黃浦江上游的某預應力鋼筋混凝土連續梁橋（圖1）為5墩4跨，跨徑布置為（75+135+135+75）m。

20#、21#、22#墩為主墩，上部結構為單箱單室預應力鋼筋混凝土連續梁，梁頂寬12m，底寬7m，0#塊與邊跨直線段均采用支架現澆，主墩每側各11個節段采用貝雷桁架掛籃懸澆。邊跨、中跨各設2個合龍段，長度均為2m，梁高5.83m。

2 合龍方案

合龍順序擬定為對稱先邊跨合龍，后中跨合龍。合龍段內設置鋼結構勁性骨架，張拉部分預應力索鎖定合龍段，在一天中氣溫較低時段澆筑合龍段砼。

3 合龍施工設計

3.1 邊跨合龍

以20#墩側邊跨為例，邊跨合龍時鎖定20#墩支座，解除19#墩的支座鎖定，解除直線段梁與支架的鎖定，使邊跨和半個中跨形成簡支靜定的結構。

（1）邊跨現澆梁滑移機構設置。邊跨直線段現澆梁采用的鋼管支架法施工，貝雷桁架作為承載梁，為使合龍時直線段梁能縱橋向水平微量滑移，在鋼管柱頂與分配梁間設置了不銹鋼板-四氟板滑動機構（圖2）。

（2）邊跨合龍受力分析。以19#墩側邊跨（圖3）為例，計算假設邊跨合龍段兩側墩的支座與梁體均固結，墩頂無位移（圖4）。

根據變形協調原理，梁體升溫△t時所產生的軸向力N為：

上式中：L、Lh、Lg——合龍跨度、懸臂段長度、鋼支撐長度;Ag、Ah——合龍鋼支撐截面積、懸臂段平均截面積;Eg、Eh——鋼、混凝土的彈性模量。

經計算，假定合龍時19#、20#墩均鎖定，產生的梁體軸向力N=2248△t（kN）。若晝夜溫差10℃，在合龍段處可產生2248t的軸向力，溫差對結構影響很大，因此在合龍段鎖定后需立即將約束解除，使其能縱向自由滑移，合龍口剛性支撐在升溫時受壓力N=Ny+Qf，降溫時N= Ny-Qf。式中：Ny——臨時預應力提供的預壓力;Q——邊跨梁自重;f——梁滑移時的摩阻系數;

合龍時通過預測的溫差△t求得梁體的應力，推斷出臨時預張拉力的大小，擬定合龍口鋼支撐截面。本橋合龍設計時，支座滑動摩阻系數f=0.3，鋼—四氟板滑動摩阻系數f=0.08;則計算得Qf=430（kN）。

N= Ny±Qf=5320±430（kN）

（3）邊跨鋼支撐設置。邊跨鋼支撐架用于鎖定合龍口，約束懸臂端，選用4組2[32a槽鋼梁，經檢算其承載力[N]=7508（kN）>N，滿足受力要求。

3.2 中跨合龍

2個中跨同時合龍，固定21#墩支座，鎖定兩側的中跨合龍段，解除20#、22#墩的支座鎖定。合龍段的受力為溫度變化時梁在支座上的滑動摩阻力，即N= Ny±Qf。本橋中跨合龍設計需張拉臨時預應力Ny=4760（kN），邊跨與半次邊跨梁段重按87773kN計，支座滑動摩阻取0.03，合龍段結構受荷載N= Ny±Qf=4760±2633（kN），中跨合龍段的鋼支撐結構與邊跨合龍段相同。

3.3 合龍質量控制要點

合龍口兩懸臂端的高差、中心線偏差是衡量大橋合龍質量的重要指標，在懸澆的最后3個節段應加強觀測監控，及時調整模板標高，高程以二等水準控制測量為準，選用誤差不大于1mm/km的精密水準儀測量，梁塊兩端高差偏大時可適當壓重調整再鎖定。

合龍作業時應均衡對稱，合龍前清除梁上的不必要施工荷載，合龍作業應按方案迅速鎖定或解除約束，提前焊接固定鋼支撐的一端，在鋼筋綁扎后將另一端迅速與梁體焊連，及時施加預應力，當鎖定合龍口后立即按方案將臨時約束釋放，保證梁能自由滑移。合龍段的混凝土強度宜較梁段提高一個等級，并采用微膨脹混凝土。

4 結語

合龍施工是大跨預應力混凝土連續梁橋施工中非常重要的一環，精準的合龍受力分析和細致的合龍結構設計是順利合龍的保證，通過合理的技術方案制定和施工組織，大橋合龍精度滿足質量要求，橋梁線型達到了預定的效果，可為大跨橋梁合龍施工提供借鑒。

參考文獻：

[1]鄔彪紅.漢宜鐵路蔡家灣漢江特大橋施工技術[J].橋梁建設，2010（03）：75-78.

[2]張繼堯，王昌將.懸臂澆筑預應力混凝土連續梁橋[M].人民交通出版社，2004（01）.

作者簡介：魏來（1993-），男，安徽阜陽人，西南交通大學土木工程學院，本科。