跨高等級航道連續梁橋施工與控制

周琦

（上海城投航道建設有限公司，上海市 200092）

1 工程概況

上海市“一環十射”高等級航道網建設過程中，為滿足航道等級提升的要求，大量跨航道橋梁需要進行改建。大跨徑預應力混凝土連續梁橋以其良好的經濟性、成熟的施工工藝成為跨高等級航道的主要橋型。

恒南路橋是大蘆線航道整治二期工程中的一座跨航道橋梁，主橋按照一跨過河布置，采用65 m+107 m+65 m連續梁。橋梁斷面為城市次干路雙向四車道及兩側非機動車道和人行道，按分離式兩幅橋布置，單幅橋寬13.75 m。

每幅引橋均采用單箱單室結構，中支點梁高6.4 m，邊支點及跨中梁高3.2 m，中間按二次拋物線漸變，見圖1。采用縱、橫、豎三向預應力體系，并預留備用體外預應力轉向、錨固構造以備遠期啟用。

2 主要施工工藝

2.1 總體施工工藝流程

連續梁施工總體工藝包括以下流程：

（1）主橋下部結構施工完成；

（2）0號塊施工及臨時固結；

（3）安裝掛籃、壓載試驗及懸臂澆筑施工；

（4）合龍及體系轉換；

（5）橋面系及附屬施工。

圖1 連續梁主要構造尺寸（單位;mm）

其中墩梁臨時固結、掛籃懸臂施工、合龍及體系轉換是連續梁施工中的關鍵工序。

2.2 臨時固結方案

為抵消懸臂澆筑施工時可能產生的不平衡力矩，必須對主墩支座設置臨時固結體措施，以滿足抵抗最大節段可能產生的不平衡力矩。

為確保臨時固結的可靠性和安全度，采用在懸澆0#塊件與承臺之間設鋼筋混凝土鎖定柱，形成受壓體系，并在鎖定柱外側增設8根精軋螺紋鋼，在箱梁頂部張拉后形成受拉體系。臨時固結設計時考慮了半個節段的不平衡荷載、掛籃墜落、10 a一遇的風速、其它施工不平衡荷載及合龍過程中產生的不平衡力等各種工況及其可能的組合。

臨時鎖定柱采用100 cm×100 cm鋼筋混凝土方柱，設置在承臺上，支撐在0#塊箱梁腹板底。縱橋向間距為8.8 m，橫橋向間距為5.25 m，縱、橫向在承臺邊各設置2根，見圖2。為了不至于在集中受力下對底板造成損壞，鎖定柱處箱梁底設20 mm厚鋼板，使集中應力便于擴散，確保結構安全。 每根鎖定柱內部設置8根JL32精扎螺紋鋼，標準強度930 MPa，，通長外包Φ50波紋管，下端埋入承臺中，上端穿過箱梁腹板在箱梁頂部單端張拉張拉控制應力取0.5 fpk，在掛籃從0#塊推出后及時張拉，懸臂段施工至6#塊段時復拉一次。

針對例2，臺站反饋的操作是：(1)累計值錯誤，小時降水量無誤。點擊“數據修改”，在彈出的快速通道中，修正值欄填寫正確值(假如正確值是1)“1”，備注信息欄填寫“經查證，小時降水量無誤，累計降水量應修改為1”，然后點擊快速通道中備注信息欄旁邊的“提交”按鈕提交。

圖2 臨時固結布置（單位;mm）

2.3 掛籃設計及懸臂澆筑施工

主橋共有11個懸澆節段，長度3.5～4.5 m，節段混凝土方量45.1～64.1 m3，最大節段重量約168 t。

本橋掛籃設計裝配式整體移動三角型鋼桁架拼裝掛籃，主要由主桁系、底模系、外模內模系、前吊系、底錨系、走行系和施工平臺七大系統組成。掛籃長度12 m，最大寬度14 m，三腳架高度4.9 m，含模板系統掛籃自重為60.122 t，自重比0.33，滿足設計及規范要求，見圖3。掛籃使用前按照1.2倍最大節段重量進行預壓，實測最大變形19 mm，滿足規范要求并消除了非彈性變形。

懸臂施工澆筑混凝土前先按要求調好模板、梁頂面標高，將起落架支撐梁用下支撐銷子與吊帶鎖在一起，并用鐵鍥來調整標高后鎖住。掛藍施工每節段箱體混凝土采用一次澆筑的方法施工，單個懸臂梁段混凝土澆筑順序：先底板、后腹板、最后頂板，由懸臂端向已澆梁段進行。混凝土養護達到規定條件后及時按設計要求張拉懸臂鋼束。每個節段施工用時約15 d。

圖3 掛籃設計圖（單位;mm）

2.4 合龍及體系轉換工藝

連續梁懸臂施工完成后進行合龍段的施工，是主梁施工難度最大的關鍵部位，直接影響全橋的安全、質量和進度。按照設計要求，本橋合龍順序為：先邊跨合龍→再拆除中墩臨時固結體系→最后中跨合龍。

合龍段混凝土澆筑前，采用體外勁性骨架將合龍口臨時鎖定，以抵抗混凝土未達到強度前可能發生的溫度變化影響。勁性骨架布置在箱梁頂板上方和箱內底板上方靠近腹板位置，每個箱室布置8根，采分別用由綴板連接的2根[40a槽鋼，通過預埋鋼板和錨筋與待合龍的梁體連接，見圖4。

圖4 合龍段臨時鎖定方案示意圖（單位;mm）

臨時鎖定和混凝土澆筑選擇在夜間溫度較低時進行，澆筑后及時采取保溫措施進行養護，達到設計要求時先張拉部分預應力束，養護達到齡期再全部張拉。

3 施工監控要點[1-6]

3.1 施工控制總體思路

連續梁橋每個施工工況的變位達不到目標施工狀態的主要原因在于：構件截面尺寸、預應力筋張拉力、材料彈性模量、容重、收縮徐變等參數與計算參數往往有一定的偏差。此外，環境溫度、臨時荷載以及施工誤差等，也會導致主橋結構實際變位偏離設計目標狀態。在施工中表現出來的這種理論與實際的偏差具有累積性，如不及加以控制和調整，隨著橋梁施工進度，成橋狀態最終會顯著偏離設計目標，影響成橋后的內力和線形。

本工程采用線形控制與內力控制相結合的方式對主橋的施工過程予以控制。其中線形控制是連續梁橋施工監控的核心，主要每個節段施工中混凝土澆筑、預應力張拉和掛籃前移時的變形；內力監控則是在節段澆筑、合龍、體系轉換及二期恒載等關鍵時刻將連續梁主梁截面內力控制在可接受范圍以內，確保結構安全。

3.2 預拱度計算

主梁節段施工過程中，引起主梁變形的主要是節段自重、預應力荷載、施工臨時荷載、混凝土的收縮徐變、體系轉換、二期恒載鋪裝等因素的影響，本連續梁的立模高程設置原則如下：

式中：H施和H設分別為施工立模和設計高程；fs為施工過程中收縮徐變對主梁線形的影響，由施工監控有限元模型計算得出，考慮在施工累計變形中；fm為成橋預拱度，由設計圖紙給出，本工程除考慮常規的成橋收縮徐變及1/2活載撓度，還針對大跨徑連續梁橋常見的長期下撓病害考慮了成橋預拋高；fg為掛籃變形產生的撓度，根據前述掛籃加載試驗確定。

3.3 監控結果分析

連續梁施工過程中對主墩沉降進行了持續監測，發現主墩最大累計沉降約2m m且趨于穩定，說明基礎未發生不均勻沉降。

施工過程中對懸澆澆筑時的立模高程進行了全過程監測，立模標高偏差在±10 mm范圍內。對各個關鍵工序時箱梁頂底板應力進行監測，數據與理論計算吻合，主梁受力正常且安全可控，見圖 5。

圖5 成橋線形監測情況

成橋后對箱梁線形進行實測，除個別點因橋面鋪裝局部不平整造成凸起和凹陷外，箱梁線形整體平順，符合設計和規范要求。

4 結語

恒南路橋在施工過程中針對大跨徑連續梁橋的特點，對臨時固結、掛籃懸澆、合龍與體系轉換等關鍵工序進行重點把控，并通過施工監測進行施工質量和安全控制，保證了工程于2017年初順利完工（見圖6）。

圖6 恒南路橋建成實景