大跨度連續剛構橋中跨合龍施工技術

付福銀

（中鐵十八局集團第三工程有限公司 河北涿州 072750）

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大跨度連續剛構橋中跨合龍施工技術

付福銀

（中鐵十八局集團第三工程有限公司 河北涿州 072750）

摘要：通過對云南省武定至昆明高速公路西游洞大橋中跨合龍施工工藝介紹，可以加深對大跨度連續剛構橋中跨合龍施工技術的認識，從中得到有益的幫助，可以為今后同類型橋梁施工提供參考和借鑒。

關鍵詞：大跨度連續剛構橋 中跨合龍 施工技術

1　工程概況

云南武昆高速公路第11 合同段西游洞大橋跨越深溝，毗鄰西游洞風景區，所處河谷地形條件為深“V”字形切割，兩側谷岸陡峭，施工難度大，是本合同段的控制性工程，也是武昆全線的重點控制性工程。西游洞大橋為預應力混凝土連續剛構橋，左右幅橋跨徑布置均為88+160+88 m，由兩個160 mT組成對稱結構，主橋總長為336 m，左幅平面位于直線段，立面位于2.78 %的縱坡上，右幅平面位于直線和緩和曲線段上，立面縱坡為2.80 %。單幅上部結構箱梁為單箱單室，頂板寬13 m，底板寬7 m，兩翼懸臂長3.0 m；根部梁高10 m，跨中梁高3.5 m，梁高按1.6 次拋物線變化；頂板厚30 cm；腹板厚50～70 cm； 底板厚度由跨中的32 cm 按1.6 次拋物線變化到梁根部的1.4 m。0號塊頂板厚60 cm，腹板厚1.0 m， 底板厚1.4 m，設4 道橫隔板，每道厚60 cm。箱梁采用縱、豎雙向預應力體系， 下部結構采用鋼筋混凝土雙薄壁空心墩，單壁尺寸7×2.5 m，墩內緣凈距6 m，承臺尺寸為13.2m×13.2m×5m，屬于大體積混凝土承臺，采用9根直徑2 m鉆孔樁基礎。上部結構箱梁采用C55 混凝土懸臂澆筑施工，下部薄壁墩采用C50 混凝土翻模施工。混凝土采用拌合站集中拌制,混凝土攪拌運輸車運輸，混凝土輸送泵泵送入模。

2　中跨合龍施工工藝

中跨合龍是連續剛構橋施工的關鍵時期，是控制全橋受力狀況和線形的關鍵工序，在中跨合龍段施工過程中，由于晝夜溫差變化的影響，新澆混凝土的早期收縮、水化熱影響，已完成梁段混凝土的收縮、徐變影響，施工荷載及外力變化等因素影響，在結構體內會產生變形和應力，必須采取一定措施嚴格控制，以保證中跨合龍段的質量。

2.1施工順序

中跨合龍段施工順序為：中跨掛籃前移到位后保留掛籃底板及側模作為合龍吊架、其余掛籃拆除→清理懸臂梁箱內、箱外上的所有物件→安裝平衡重水箱→監控單位下達合龍指令→頂推→焊接鎖定勁性骨架→綁扎底板、腹板鋼筋及安裝底板波紋管→綁扎頂板鋼筋及安裝頂板和豎向波紋管→鋼絞線預穿束→預張拉頂板和底板鋼絞線各2束，張拉至10%→澆筑合龍段混凝土（同時逐級卸去平衡重水箱）→養生→張拉、壓漿。

2.2中跨合龍施工準備

將橋面上不需要的臨時荷載全部清除到橋下，邊跨現澆段支架全部拆除，并且使邊跨現澆段盆式支座處于自由滑動狀態。

2.3中跨合龍段吊架及模板安裝

中跨合龍梁段采用合龍吊架施工，合龍吊架和模板采用施工掛籃的底籃及模板系統。合龍吊架及模板安裝步驟為：將掛籃整體前移至合龍段另一懸臂端；在懸臂端預留孔內穿入精軋螺紋鋼吊帶，用幾組滑輪吊起底籃前橫梁及內外滑梁的前橫梁，拖拉底模就位；拆除掛籃前吊桿；用卷揚機調整所有鋼絲繩，使底籃及內外滑梁移到相應位置，安裝錨桿、吊桿和聯接器將吊架及模板系統錨固穩定；將主桁系統退至0號梁段后拆除。

2.4平衡重設置

中跨合龍段總方量為24.4 m3，重量為63.4噸。平衡重采用在合龍段兩側梁段壓長方體水箱的方式進行，單端設2個，合龍段兩側共設置4個水箱，以箱梁軸線對稱均勻布設，每個水箱和水的重量按合龍段所澆筑混凝土重量總和的四分之一計算。水箱尺寸為4×4×1 m，在水箱內用油漆標出刻度線，兩刻度線間水的重量相當于2m3混凝土重量。水箱底部設排水閥門，隨著混凝土的澆筑四個水箱同時分級放水，每級放水量相當于2m3混凝土重量。通過放水使合龍段兩端懸臂在砼澆筑過程中受力保持一致，從而使合龍段兩邊懸臂高差始終保持不變，盡可能避免因施工原因而使結構引起附加應力,盡量實現“無應力”合龍。

2.5中跨合龍水平頂推力的實施

西游洞大橋的合龍是在8 月中下旬晚上進行，合龍氣溫為15～ 20 ℃ 。頂推目的是改善墩身和主梁受力及撓度，抵消底板預應力束張拉,混凝土收縮徐變及降溫效應所產生的墩頂位移。

（1）頂推前觀測。合龍前半個月以上開始觀測全天溫度變化，從23：00～6：00每1小時記錄一次，以便選擇最佳合龍時間。提前3天對懸臂端進行撓度變化和縱向位移測量。

圖1　西游洞大橋合龍頂推錨示意圖

圖2 千斤頂布置示意圖

（2）千斤頂的設置。為避免產生橫橋向彎矩，千斤頂橫橋向均衡對稱設置。頂推采用4點法，即用4臺400t千斤頂對稱、均勻地同時對箱梁中跨合龍段兩端T構進行水平頂推，每個千斤頂按設計頂推力的四分之一進行頂推。分別在中跨合龍口的頂板設置1#、2#千斤頂，底板設置3#、4#千斤頂，20號梁段施工時在頂板和底板預埋頂推用40C雙拼工字鋼，頂推反力勁性骨架采用40C雙工字鋼拼焊。頂推力達到噸位后保持千斤頂頂推力不變，即保持千斤頂油壓不變。見圖1、圖2。

（3）頂推的控制。頂推有兩種控制方法，即以頂推力和位移量雙控。從理論上講，兩種控制方法應該是一致的，即頂推力與位移量一一對應。但由于實際結構與理想結構的差異等因素的影響，頂推力控制與頂推位移量控制不能完全對應存在一定的偏差時以頂推力控制為主。

（4）頂推的實施。頂推前將吊架底模和側模脫離開20號梁段混凝土面3 cm，為保證合龍頂推時橋梁的安全，合龍頂推采用頂推力和位移值雙控，以頂推力控制為主。頂推力和位移大小由設計單位根據監控單位提供的有關監控資料參數經過計算確定。經設計單位計算，理論頂推力為1200 kN,合龍口頂推相對位移為3cm。西游洞大橋在夜間23：00 后進行合龍頂推鎖定，溫度為18℃ 。在頂推的同時，注意觀察墩梁結合部，防止出現異常情況。當頂推力達到設計要求噸位即使兩墩墩頂相對位移未達到計算位移值時也停止加載，頂推完成。根據現場頂推數據記錄，當施工頂推力達到1200 kN時，左幅和右幅合龍口的相對位移分別為2.7cm和2.8cm，頂推實施完成。

2.6勁性骨架鎖定

勁性骨架的作用是在澆筑合龍段混凝土前鎖定合龍段兩側的箱梁，防止合龍段混凝土在施加預應力之前開裂。

本橋合龍采用體內勁性骨架方式進行合龍，合龍段勁性骨架按設計圖紙設置。頂推完成后焊接勁性骨架，進行勁性骨架安裝，每個合龍段由四組對稱的剛接桿與兩箱梁端預埋件焊接而成,剛接桿采用雙［40C槽鋼對拼,預埋件采用在20號梁段掛籃懸臂施工時埋設的中跨合龍段施工預埋件，中跨合龍段預埋件共分四組，布置在箱梁的腹板上，為雙［40C槽鋼錨固桿，長1m，埋入箱梁70cm，埋入端端部焊接直徑20mm螺紋鋼作為錨固鋼筋。見圖3、圖4。

圖3　勁性骨架布置圖

圖4 勁性骨架立面圖

頂推完成后，在設定的溫度下焊死剛性桿和錨固桿之間的連接板，同時用薄鋼板填實頂緊剛性桿與錨固桿之間的間歇。鎖定采用1 cm厚鋼板與事先預埋進梁段內的預埋雙40C槽鋼骨架進行焊接；焊接時四條勁性骨架同時進行焊接，焊縫采用周邊環焊的角焊縫，錨固桿焊縫高度9 mm，剛接桿焊縫高度12 mm。

2.7 鋼筋和預應力管道安裝

施工方法同掛籃懸臂施工鋼筋、預應力管道安裝。由于中跨合龍段預應力束管道內不能穿襯管，為安全考慮采用先穿束的方式。

2.8預張拉鋼絞線

在勁性骨架鎖定后，預先對稱張拉4 束鋼束至設計張拉力的10 %（頂板鋼束D1/D1，底板鋼束Z10/Z10），并記錄下千斤頂活塞的伸長量，作為中跨合龍段的臨時錨固體系，使骨架受壓，同時也為了防止中跨合龍段混凝土在澆筑完成后，預應力張拉之前混凝土開裂，待混凝土澆筑完畢滿足張拉條件后再張拉至設計值。

2.9混凝土澆筑

合龍段鎖定完成后，即可進行合龍段混凝土的澆筑。澆筑時要注意以下幾點事項：

（1）首先澆筑混凝土前對混凝土的原材料、配合比及拌和站進行檢查，保證原材料各項指標滿足要求，確保混凝土拌合站能正常工作。

（2）施工現場混凝土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檢查，確保施工安全，采用混凝土輸送泵泵送到澆筑位置，混凝土澆筑次序：先澆筑底板，再澆筑腹板和頂板。

（3）混凝土分層澆筑，分層厚度30cm，振搗采用插入式振動器，振動器移位間距不超過振動器作用半徑的1.5倍，與側模保持5-10cm間距，且插入下層混凝土中的深度為5-10cm。每一振點的振搗延續時間為20-30s。

（4）澆筑底板到距設計標高還差10cm后，緊接著澆筑腹板部分的混凝土。腹板部分的混凝土從腹板頂口澆入，用插入式振搗器振搗。

（5）預應力波紋管密集的部位，振搗時要防止漏振、欠振，在鋼筋、預應力管道密集地方采用棒頭較小的振動棒，確保混凝土的密實，振搗時不要擠壓波紋管避免波紋管變形、漏漿封堵及移位，在澆筑底板、腹板及頂板混凝土時，要做到混凝土澆筑工作對稱澆筑，混凝土澆筑過程中安排專人根據混凝土澆筑進度把配重水箱內的水向外排放。

2.10混凝土養生

為保證已澆筑的混凝土在規定齡期內達到設計強度，并防止混凝土產生收縮裂縫，混凝土澆筑后立刻進行養護工作。在混凝土初凝后，底板及頂板頂面采用覆蓋一層塑料薄膜和一層土工布進行灑水養生，始終保持表面濕潤。腹板采用噴水養生，混凝土灑水保濕養護時間不少于14天。養護灑水頻率以能保證使混凝土表面保持充分潮濕為度。

2.11預應力筋張拉、壓漿

預應力鋼束必須在混凝土強度達到設計強度的90 %且養護時間不少于7天以后方可張拉，所有預應力筋張拉按照左右對稱，先頂板束后底板束，先長束后短束，先縱向后豎向的原則進行。同一截面上左右預應力順序為，先張拉靠近橋梁結構中線的預應力束，再張拉外側的預應力束。

張拉采用張拉力和伸長量雙控，以應力控制為主，并用伸長值進行校核，實際伸長值與理論伸長值的差值控制在±6%以內。

預應力筋張拉完成后，立即進行壓漿，壓漿采用真空輔助壓漿法。

3 結語

通車兩年以來根據監控單位監控數據結果得知，西游洞大橋跨中下撓最大為5mm，內部應力和應變均在可控范圍之內。可見，西游洞大橋中跨合龍施工是成功的，對今后同類型橋梁施工具有很好的指導和借鑒意義。

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［5］郭文偉.大型剛構橋預應力連續箱梁的現澆施工工藝 ［J］.科技創業,2011（03）.

construction technology

Construction Technology of Closure for the Mid-span Section of a Long-span Continuous Rigid Frame Bridge

FU Fu-yin
（No.3 Engineering Corporation Limited of China Railway 18th Bureau Group Co. Ltd Zhuozhou Hebei 072750 China）

Abstract：This paper introduces the construction technology of closure for the mid-span section of Xiyoudong Bridge in Wuding to Kunming Highway in Yunnan Province, deepens the understanding of the construction technology of closure for the mid-span section of long-span continuous rigid frame bridge, and derives beneficial assistance, which is of great value and reference for similar construction of bridges in the days to come.

Key words：long-span continuous rigid frame bridge closure for the mid-span section

文獻標識碼：中國分類號：TU393.3A

文章編號：1673-1816（2016）01-0031-05

收稿日期：2015-11-14

作者簡介：付福銀（1973-），男，山東菏澤人，工程師，本科，研究方向道路與橋梁施工技術。