鋼-混疊合梁斜拉橋定時合龍施工技術

吳小海

（中交一公局廈門工程有限公司，福建 廈門 361021）

1 工程概況

南汊主橋為135m+300m+135m雙塔雙索面鋼-混疊合梁斜拉橋，索塔為H型C50海工混凝土結構，總高為137m，主橋采用半漂浮結構支承體系。南汊主橋主梁采用雙工字型鋼主梁與混凝土橋面板共同受力的組合梁，兩者之間通過剪力釘實現共同受力。鋼梁結構由工字型鋼主梁、橫梁、小縱梁等組成，雙工字型鋼主梁橫向中心距為34.0m，混凝土橋面板厚均為28cm。主梁全寬40m（含檢修道、導流板）。

2 定時合龍工藝原理

定時合龍施工技術采用配切橢圓孔輕便型工具拼接板施工工藝，在正常降溫過程中，待合龍口凈寬滿足吊裝、栓接要求時，即可進行合龍段施工。具體施工工藝即通過合龍口的連續觀測數據，確定合龍段鋼主梁精下料長度，以及輕便型工具拼接板橢圓孔開孔工藝。在合龍口懸臂端施加配重調整好合龍口狀態的前提下，起吊HL梁段鋼主梁，完成合龍口匹配端永久拼接板安裝和高強螺栓施擰后，在自然降溫過程中，待合龍口配切端凈寬滿足工具拼接板橢圓孔栓接要求時，即可完成HL梁段配切端高強螺栓永久栓接。

3 定時合龍施工方法

3.1 合龍口連續觀測

1）為掌握合龍口24h溫度與合龍端口間距的變化規律，確定HL梁段精下料尺寸、中跨合龍時間和合龍溫度，提前2個梁段在橋面濕接縫養護期間進行合龍口24h溫度-合龍口凈距連續觀測。

2）連續觀測內容包括懸臂端高程、合龍口間距、軸偏、大氣溫度、鋼主梁溫度、橋面板溫度、斜拉索溫度及塔柱溫度。觀測頻率：6：00至18：00為2h/次，19：00至次日6：00為1h/次。

3）連續觀測期間，盡量選在濕接縫混凝土養護期間，需保證斜拉橋安裝的無線數據采集儀24h連續供電，且橋面上禁止大型機械施工作業，不得有較大的荷載移動，以免影響觀測精度。

4）每個時間段的連續觀測數據測量測試完畢后，及時進行數據處理與校對，避免人為粗差造成返工而延誤工期。

3.2 HL段精下料與工具拼接板制作

1）根據連續觀測得出的溫度—合龍口凈距等曲線數據，依據降溫過程中的結構溫度對應值進行HL梁段下料長度設定。

2）輕便型工具拼接板下料與開孔需提前完成。為了便于配切端拼接板搬運安裝以及螺栓施擰，32塊工具拼接板需減小結構尺寸，采用分小塊制作，以減輕自重，一側采用橢圓孔開孔工藝。

3）為了確保工期，HL梁段主縱梁精下料與制作需提前兩個梁段進行，應有一定的時間儲備。

3.3 合龍前施工準備

1）吊裝吊籠、拼接板及臨時鎖定連接件、手拉護葫蘆等輔助構件的準備與應用演練，以及壓重材料與壓重水箱的準備。

2）充分做好豎向臨時支座墊塊鑿除、縱向約束鋼牛腿割除、豎向臨時拉桿拆除、永久支座安裝的準備工作及安全防護、夜間照明工作。

3）做好合龍口臨時施工便道、安全護欄及夜間照明等準備工作。

3.4 合龍口狀態粗調

1）在中跨合龍口懸臂端兩側布置壓重，確保合龍口兩側標高、轉角、傾角大體一致，可通過監控單位驗證計算得到其壓重位置與具體荷載，計算時需考慮HL梁段起吊后的荷載影響。

2）合龍口懸臂端軸偏粗調采用反力架、手拉葫蘆、鋼絲繩對角線法施加拉力完成，應使手拉構件具有一定的富余拉力儲備。

3）合龍口狀態調整應在溫度穩定、無日照且鋼主梁頂底板溫差不大于2℃的情況下進行，調整完畢后應盡量避免大型荷載移動。

3.5 合龍口狀態精調

HL梁段鋼主梁起吊后，根據合龍口狀態粗調結果，這時的合龍口兩側懸臂端應標高、傾角、軸偏一致，當需微調時，采用相對高差法通過壓重水箱進行調整。

3.6 HL段就位拼裝

1）HL梁段進場后，及時進行成品進場驗收并簽字確認，確保其細部尺寸滿足設計要求。

2）先將主縱梁起吊至合龍口底部，在自然升溫過程中將主縱梁吊入合龍口，并開始安裝吊籠等施工輔助平臺、匹配端永久拼接板和配切端工具拼接板。

3）待合龍口狀態精調到位后，隨著溫度的降低，當合龍口間距滿足拼裝要求后，采用特制撐角進行HL梁段的臨時鎖定，施打沖釘。

4）因HL梁段配切端工具拼接板采用橢圓開孔，其螺栓孔栓接富余量達20～30mm，跟永久拼接板栓接富余量2mm比起來，對合龍口的凈寬要求大大降低。

3.7 拼接板安裝與高栓施擰

1）待HL梁段臨時鎖定后，即可進行剩余的拼接板安裝與高強螺栓施擰工作，施擰順序為先匹配端，后配切端；先腹板，后頂、底板，做到上、下游對稱施擰。

2）施擰高強度螺栓應按一定順序，從板束剛度大、縫隙大之處開始，對大面積拼接板應由中央向外擰緊，進行初擰、復擰和終擰，并應在當天終擰完畢。

3）在塔梁臨時固結完全解除之前，完成工具拼接板高強螺栓的終擰。

3.8 結構體系裝換

1）工具拼接板高強螺栓初擰完成后，即可開始結構體系轉換，必須在日出升溫前完成塔梁固結處臨時約束的解除和塔柱下橫梁處永久支座安裝工作。

2）因結構體系轉換工作量大，時間短，應充分做好豎向臨時墊塊鑿除、縱向約束鋼牛腿割除、豎向臨時拉桿拆除、永久支座安裝的準備工作，搭建好臨時施工平臺，做好夜間照明與安全防護工作。

3）塔梁臨時固結解除順序為：先解除縱向約束，再解除豎向拉桿，最后鑿除臨時支座混凝土墊塊。

3.9 橫梁、小縱梁安裝

1）HL梁段主縱梁配切端高強螺栓完成終擰后，橋面吊機方可松鉤，進行下道橫梁安裝工序。

2）及時安裝HL梁段的小縱梁和中間的橋面板。

4 定時合龍施工技術優點

1）施工質量容易控制。HL梁段采用輕便型橢圓孔工具拼接板，便于HL段就位拼裝與栓接，再根據合龍后的工具拼接板螺栓孔位置尺寸，對永久拼接板進行廠內打孔制作并進行現場替換施工，保證了結構受力合理與線形平順美觀，施工質量有保證。

2）確保施工安全可靠。輕便型橢圓孔工具拼接板自重小，高空安裝方便靈活，合龍后采用永久拼接板替換工具拼接板施工工藝，能保證合龍施工安全可靠，確保合龍成功。

3）有利于控制工期。HL梁段主縱梁精下料和工具拼接板制作可提前兩個梁段完成；合龍時工具拼接板橢圓孔栓接富余量達20～30mm，對合龍口的凈寬要求大大降低，很大程度上不受時間與環境溫度限制，只要在降溫過程中，合龍口凈距滿足栓接要求時，即可實現定時合龍。

5 結語

福建廈漳跨海大橋南汊主橋中跨合龍段施工采用定時合龍施工技術，使用輕便型橢圓孔工具拼接板及永久拼接板替換工具拼接板施工工藝，克服了永久拼接板自重大、安裝困難；合龍精度要求高、時間緊；通航條件下安全、有序組織施工；無大型頂推設備等難題，安全優質的完成了此次中跨合龍，為類似橋梁中跨合龍段施工提供了一種安全快捷、新穎實用的施工方法。