大跨度預應力混凝土連續剛構橋合龍施工技術

羅道銀

（核工業華南建設工程集團公司　廣州市　512026）

大跨度預應力混凝土連續剛構橋合龍施工技術

羅道銀

（核工業華南建設工程集團公司廣州市512026）

主要針對大跨度預應力混凝土連續剛構橋合龍的施工技術展開了探討，通過結合具體的工程實例，對合龍頂推作了系統的研究，并給出了一系列相應有效的合龍施工技術，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

大跨度；預應力混凝土；連續剛構橋；合龍；施工技術

所謂的合龍，是指修筑堤壩或橋梁時從兩端開始施工，最后在中間接合的結構，亦稱“合龍門”。合龍結構對整個橋梁工程的施工有著關鍵的影響意義，因此，我們需要采取有效的技術進行施工，以確保合龍結構的施工質量。基于此，本文就大跨度預應力混凝土連續剛構橋合龍的施工技術進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定的幫助。

圖1是某大橋的跨徑布置示意圖，如圖所示大橋的跨徑布置是：82.50m+90m+220m+82.5m，這是一座5跨空腹式連續剛構橋。整個大橋由五個合龍段組成，分別是：兩個邊跨、2個次邊跨以及一個中跨。大橋的合龍段箱梁長度均為2m，而箱梁高為4.5m，箱梁的底板寬和頂板寬分別為6.5m、10.5m，箱梁的腹板厚和底板厚分別為0.25m、0.32m，箱梁的頂板和翼板厚度區間是［0.2，0.65］m，兩個邊跨的混凝土重量分別為51t，混凝土量則為19.51m3；而次邊跨與中跨的混凝土重量均為72t，混凝土量是27.83m3。

由于大橋的跨度比較大，施工工序很復雜且合龍口較多，當受到合龍溫度與主梁徐變的影響時，各個主墩將會發生縱向偏移，合龍段也會因為溫度的影響而受力不均，針對這種情況必須采用頂推與合龍鎖定等措施來確保大橋結構的穩定。

1　合龍頂推的作用

大橋的中跨（即主跨）寬為290m，圖1中⑥～⑨編號的主墩高度分別為74m、123m、176m、68m，混凝土的收縮程度、徐變情況以及合龍溫度都將對大橋結構墩頂的后期位置偏移產生較大的影響。設計溫度與合龍溫度之間存在溫度差，溫度效應與徐變效應將會導致梁體發生收縮、變形的現象，從而引起墩柱頂部產生縱向偏移，此時，主墩處于受力不均的狀態，將會嚴重影響橋梁的外觀線形與橋梁的正常運用［1］。為了讓橋梁避免這一因素的影響，可以在進行大橋合龍的過程中，在合龍口位置施加反向頂推力，使得主墩在反向頂推力的作用下，改善橋梁結構的受力狀態。

1.1關于頂推量的合理確定

大橋頂推量主要由合龍溫度、混凝土收縮程度以及徐變對主墩縱向偏位影響的計算結果來確定。所以，應該分析溫度因素對大橋的影響情況。

1.1.1合龍溫度對主墩偏位的影響

在進行大橋合龍時，由于橋址溫度和設計溫度之間存在溫度差，這種溫差效應將會導致主墩位置發生偏移。根據大橋的施工工序，再使用MIDAS軟件計算分析主墩在不同合龍溫差下發生的位移變化量，具體計算結果如圖2所示。

根據上述計算結果可得，各個主墩偏位程度和溫差變化是正比關系，主墩因受溫差效應的影響，⑥～⑨編號的主墩頂部偏位和合龍溫差之間的關系分別是，3.66mm/℃、1.49mm/℃、1.33mm/℃、3.49mm/℃。

1.1.2混凝土收縮、徐變對主墩偏位的影響

橋梁在完成合龍工序之后，因為主梁的混凝土發生收縮和徐變，這將導致主梁豎向或縱向偏移，從而致使主墩的位置發生偏移。根據施工規范的有關規定，采用MIDAS軟件來建立大橋施工階段至成橋階段的三維模型，計算橋梁在累計受力狀態下對橋梁運營階段的混凝土收縮、徐變所導致的主墩位置偏移的變化量，具體計算結果圖3所示。

由上述計算結果可得，在橋梁成橋10年后，⑥～⑨編號的主墩頂部因為主梁混凝土的收縮、徐變所發生的偏位分別是80mm、32mm、28mm、76mm，其中，兩個次邊墩的偏移幅度較大，而主墩在兩個次邊跨與中跨同時發生收縮的影響下，位移方向是相反的，所以水平偏移的幅度相對來說比次邊跨略小。

1.1.3關于頂推量的確定

本文所列舉的大橋中跨和次邊跨完成合龍的時間是2013年5月，據多次測量，橋址的夜間溫度基本維持在19℃，合龍段的鎖定是在夜間溫度穩定時段實施的，不必考慮白天日照因素對主墩偏位的影響［2］。所以，頂推量就以成橋10年后的主墩頂部偏位作為基準，再根據溫差影響變化量來修正，⑥～⑨編號主墩的頂推量分別確定為：75.5mm、30.5mm、26.7mm、72.5mm。

1.2關于頂推力的合理確定

1.2.1頂推力對主墩偏位的影響

大橋的頂推過程分為中邊跨頂推與次邊跨頂推，兩個次邊跨頂推對各個主墩的影響是有差異的，在施工中為了合理分配次邊跨和中跨的頂推力，分別分析對兩者的頂推力與各個主墩頂部偏位的關系，具體如圖4所示。

根據圖4可知，兩個次邊跨在合龍時，⑥～⑨編號主墩的頂推力與各主墩偏位關系分別如下：-0.039mm/kN、0.032mm/kN、0.05mm/kN、-0.033mm/kN。而中跨進行合龍時，⑥～⑨編號主墩的頂推力與各主墩偏位關系分別如下：-0.015mm/kN，-0.016mm/kN，-0.017mm/kN，-0.016mm/kN。

1.2.2關于頂推力的確定

大橋總共有五個合龍口，其中有三個需要實施頂推力作用，⑥～⑦、⑦～⑧、⑧～⑨編號的主墩間依次是F1～F3。根據主墩頂推力與各個主墩頂部偏位的關系，同時考慮各主墩的高度、剛度以及主墩偏位的受力情況，基本可以確定F1～F3依次是1000kN、3300kN、900kN。預測運營 10年后墩頂的偏移程度如表1所示。

表1　預測運營10年后墩頂的偏移程度（mm）

由表1可知，在三個合龍口處實施頂推力作業基本上可以消除大橋在成橋后的10年間由于主梁混凝土的收縮、徐變影響所導致的主墩偏位，達到優化主墩結構受力的目的。

2　合龍技術的概述

2.1合龍配重的具體措施

所謂的合龍配重措施，主要是指在合龍段澆注過程中同時卸載等量合龍配重，使得合龍口在施工過程中得以保持高穩定性的狀態，以確保合龍混凝土在整個澆注過程中不受干擾，從而保證合龍能夠高質量完成。合龍配重的實施還需考慮大橋主墩的受力能力，主要由主墩的彎矩平衡與混凝土重量來確定。

在進行各邊跨的合龍時，主墩的配重位置與主墩荷載情況如圖5所示。在各跨合龍時，懸臂前端的配重是整個合龍段混凝土重量的50%，而另一懸臂前端的配重則為合龍段重量與吊架重量之和的50%。各邊跨的合龍過程中，配重位置是⑥、⑨號主墩的懸臂前端，邊跨和次邊跨的側配重分別是25.5t、35.5t（25.5t+10t）；在進行次邊跨合龍時，合龍口兩端分別配重36t，而邊跨中側則配重46t；在進行中跨合龍時，合龍口兩端分別配重36t。在合龍進行澆注的過程中，同時卸載等量的合龍口兩端懸臂前端配重，而另外一側的懸臂配重則不變，確保合龍口在整個合龍過程中保持高度穩定性［3］。

2.2合龍頂推與鎖定措施的實施

合龍頂推的作用是抵消合龍溫差、合龍段混凝土收縮、徐變導致的主墩偏位的重要施工環節，需要確保計算精準。按照大橋的合龍工序來看，完成配重作業后，便可實施頂推作業。據頂推調研發現，3跨橋的每跨頂推力為900kN、3300kN、1000kN，頂推位置分布在箱梁頂板和箱梁腹板兩者的交匯處，合龍頂推作業主要按四個級別來進行，分別是：20%、50%、80%、100%，在兩T構施加的頂推力應均勻且對稱，以保證箱梁不發生扭轉現象。

大橋完成合龍后，橋梁結構從靜定結構轉變成多次超靜定結構，溫差效應將會導致橋梁結構產生對新澆筑完成的混凝土受力造成不利影響的次內力，此時應根據抵抗熱脹與收縮力原則在合龍口處進行剛性支撐的設置［4］。合龍過程應在夜間溫度較穩定的時段進行，不考慮白天主要是因為白天溫差大，導致橋梁結構受力也隨之加大。大橋完成合龍時的日溫差大約為12℃，合龍口同時采用內剛性與外剛性支撐來加強，通過在溫差效應影響下的計算結果，箱梁的頂板、底板面分別鋪設兩根2I40a的外剛性支撐進行加強，總共鋪設點有四處；內剛性支撐主要鋪設在腹板的上、中、下三段與頂板內倒角上方總共八處。在完成橋梁的頂推實施后，利用千斤頂來保持橋梁的荷載不變，再對剛性支撐實施，焊縫的長度≥0.6m。合龍口剛性支撐與頂推力詳細情況如圖6所示。

2.3合龍施工的順序

根據前面的研究可知，大橋采用吊架來對全橋進行合龍施工，依次按邊跨、次邊跨、中跨的順序實施［5］。合龍的施工順序按照墩身彎矩與主梁的受力原則來確定，在兼顧合龍段的受力情況下進行施加合龍段配重及剛性鎖定措施。具體施工順序如圖7所示。

3 結束語

總而言之，合龍的施工預示著橋梁結構工程的即將完成，同時它也是橋梁施工的一個重要環節。所以，確保合龍施工的質量將是從根本上確保了整個橋梁施工的質量，對橋梁的正常運營有著極大的影響。我們應該采用科學、有效的技術做好合龍施工，從而為橋梁的施工提供堅實的質量保障。

［1］張新志，張永水，朱慈祥，黃檢，李旭偉，張玄.預應力混凝土連續剛構橋中跨合龍段配重方法探討［J］.施工技術，2008（2）.

［2］蔣國云.大跨連續剛構橋中跨頂推合龍施工技術［J］.施工技術，2012（5）.

［3］何財基.大跨徑連續剛構橋合龍段頂推施工技術［J］.鐵道建筑，2012（3）：20-22.

［4］李軍，曾一帆，陳輝，等.大跨徑連續剛構橋中跨合龍頂推力研究［J］.鐵道科學與工程學報，2015（2）：335-341.

［5］ 莊德順，施穎.大跨徑連續剛構橋不同溫度下合龍頂推力［J］.公路交通科技（應用技術版），2014（5）.

Construction Technology for Closure of Large-Span Prestressed Concrete Continuous Rigid Frame Bridge

LUO Dao-yin

（Southern China Construction Engineering Group Co.，Ltd.，Guangzhou 512026，China）

The construction technology for closure of large-span prestressed concrete continuous rigid frame bridge is discussed mainly.In combination with the specific engineering project，the incremental launching of closure is studied systematically，and a series of effective corresponding construction technologies for closure are given，thus providing reference for meeting the requirements of relevant matters.

Large span；Prestressed concrete；Continuous rigid frame bridge；Closure；Construction technology

U445

B

1673-6052（2016）01-0001-04

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.01.001