大跨徑連續鋼構橋主橋合龍關鍵技術分析

顧文彬

摘 要：作為全橋施工最關鍵的一個步驟，合龍段關系到合龍后成橋線形是否與設計線形吻合，及如何避免張拉前因混凝土收縮徐變等因素出現合龍段混凝土開裂等現象，為此，必須重視合龍段施工。本文結合具體工程案例，對大跨徑連續鋼構橋主橋合龍段施工技術要點進行了分析，以期全面提升工程質量。

關鍵詞：大跨徑連續鋼構橋；合龍段；技術要點

中圖分類號：U448.23 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）12-0149-01

伴隨現代化交通運輸事業的迅速發展，大跨徑橋梁修建數量日益增多。為滿足橋梁工程建設需求，大跨預應力連續鋼構橋得到了更廣泛的應用及推廣。作為一種結構體系較為成熟的連續梁橋，大跨徑預應力混凝土連續鋼構橋的優點包含撓度小、行車舒適、抗震能力強等。但在其快速發展的同時，也會出現一些病害問題。如梁塊交界部位新老混凝土裂縫問題，將導致全橋合龍后裂縫仍然存在，且無法修復。為更好地保證橋梁成橋質量，必須重視各個施工階段，規范施工工藝，提高施工技術水平。尤其是合龍段施工，作為衡量懸臂施工技術是否成熟的重要要素，施工時，必須與工程實際情況相結合，合理確定合龍溫度、時間及頂推力，布設勁性骨架及頂推措施，才能有效處理連續鋼構橋高溫合龍的難點，延長工程使用壽命。

1 工程概況

某橋梁工程為3跨（93.5+210+93.5）m預應力混凝土連續鋼構，橋梁總長度為411.4m，9m寬。選用預應力懸澆單箱單室變截面箱梁作為主梁，箱頂板、底板寬度分別為9m、6m。箱梁中跨跨中梁高及根部梁高則分別為3.5m、13.5m，由中跨跨中到箱梁根部梁高按1.5m拋物線變化。

本工程選用鋼筋混凝土八角形空心薄壁墩身作為主橋下部結構，8m為橫橋向墩頂寬度，根據60：1的坡率向墩底放坡，12m為順橋向長度，鉛垂布設，130cm為薄壁厚度，選用重力式橋臺結構形式。

橋墩基礎以“群樁+承臺”結構為準，樁基礎3排Φ3m挖孔灌注樁，共9根，6m為承臺高度，都可選取明挖現澆施工。橋臺基礎以“群樁+承臺”結構為準，樁基礎為3排Φ2m挖孔灌注樁，共6根，3.5m為承臺高度，同樣可選用明挖現澆施工。

2 工程施工要點分析

合龍施工前，必須對晴天、陰天主梁溫度及撓度變化進行24小時觀測，以此準確確定合龍時間與溫度。按照實測數據進行整理、匯總，以便于溫度、高程、軸線曲線圖的繪制，最終保證合龍時間的準確性。如何確定合龍時間的原則為“當天溫度符合高程、軸線變化幅度最小的時段。”與此同時，按照溫度監測數據進行合龍溫度的選擇，要求按照合龍溫度和設計最高合龍溫度差值進行合龍段變形值的計算，且按照結構計算理論，選取計算軟件進行后期混凝土收縮徐變量的深入分析，以此進行合龍段頂開位移量的計算，隨后確定頂推力，具體如表1所示。

3 大跨徑連續鋼構橋主橋合龍施工工藝

在國民經濟迅速增長的今天，我國路橋工程事業也得到了極大的發展。為滿足交通運輸需求，連續鋼構橋跨徑越來越大，促使大跨徑連續鋼構橋施工技術、施工工藝的快速發展。合龍段施工作為大跨徑連續鋼構橋施工的主要環節，其施工技術水平的高低直接影響工程的整體質量，為全面提升施工質量，必須嚴格按照施工現場實際情況，規范施工工藝，提高施工技術水平，只有這樣才能保證工程整體質量，實現經濟效益最大化。

3.1 合龍段施工

合龍吊架安裝時，需詳細查看橋面堆載情況，對箱梁應力進行全面測試、調整，保證結構狀態良好。在溫度變化較小階段進行合龍支撐鎖定，進行吊架平臺等設施緊固。在模板安裝及鋼筋綁扎后，需及時澆筑混凝土，當混凝土強度滿足設計強度85%之后，且齡期滿5d，可根據由長到短的順序進行縱向預應力鋼束張拉，且按照設計要求，完成壓漿、封錨作業。隨后將合龍段臨時設施拆除，如邊、跨掛籃等。

3.2 體系轉換

待完成邊跨合龍段臨時支座等拆除工作后，結構則轉換為單懸臂體系，隨后選取上述方式進行中跨合龍段混凝土澆筑，并進行預應力束張拉，隨后將模板拆除，以此完成體系轉換，最終構成3跨預應力混凝土連續鋼構橋。

3.3 合龍口彎矩及剪力

通常來說，相比截面，中跨合龍口兩端懸臂長度部分具有對稱性。合龍過程中，由于箱梁豎向溫度兩端懸臂出現的合龍口撓度具有一致性，僅有角變位產生的彎矩由合龍口剛性支撐承擔。在邊跨合龍施工過程中，兩端分別進行現澆、懸灌施工。此時合龍口梁截面因箱梁豎向溫差極易出現撓度差、角變位現象，導致合龍段混凝土受彎，一般通過外側剛性支撐來承受該彎矩。因溫差出現的彎矩計算難度較大，可選用電算方法。除此之外，合龍口還受剪切作用影響，根據相關試驗分析，該類型具有較低剪切力，此剪力可通過抵抗彎矩的剛性支撐進行處理。

3.4 設計及設置頂推架、勁性骨架

勁性骨架的作用主要是降低合攏段混凝土養護階段產生的彎矩、剪力等，確保在凝固固化環節合攏段混凝土不被外界因素影響。且在合龍后，增強合龍段剛度、強度，提高橋梁整體性。中跨梁段施工過程中，需將頂推架反力座預埋鋼板埋設到箱梁頂板、底板頂面。同時，按照設計要求進行勁性骨架埋設。頂推施工前，必須焊接好勁性骨架一端和預埋型鋼，無需焊接另一端，保證其處于自由狀態即可。選取雙肢I36C工字鋼與鋼板將頂推架傳力桿焊接為封閉口形。由表1可見，以40℃分析，-20.9mm為7300d收縮徐變最大位移值，20.8mm為整體升溫25℃最大位移值，以1000kN作為最大頂推力進行綜合考慮。

3.5 頂推施工

在大跨徑高墩連續鋼構橋施工中合龍頂推作用較大，在結構內利用頂推力可進行相應內力、位移地施加，以此必須保證頂推施工質量。一般在當天最低溫度進行頂推施工，為滿足預期效果，可選取頂裸梁方法，無需密貼全部模板，所有鋼筋及預應力管道一端都無需焊接，可作為自由端。頂梁施工中，在接近腹板兩個T構頂板及底板中間上下左右對稱布設4臺千斤頂。頂推分級處理時，持荷時間均為0.5h，并對頂推位移情況進行跟蹤觀測，且與設計值進行分析比對。待頂推滿足設計值要求后，即可停止頂梁施工，隨后進行合龍段鎖定。頂推施工前，在橋梁相互通視導線點位置設置全站儀，以此進行頂部觀測點水平位移的測定。

3.6 鎖定

在預埋件上焊接勁性骨架一端，當結束頂推作業后，需在預埋件上及時焊接勁性骨架另一端，并快速焊接鎖定活動端，待檢查質量符合要求后，即可進行合龍張拉，并進行鋼束鎖定。徹底焊接完勁性骨架后，需將千斤頂、頂推架拆除。

4 結語

綜上所述，在橋梁工程應用中，連續鋼構橋跨徑、孔數及橋墩高度呈現出大型化發展趨勢。為全面提升工程質量，必須重視合龍技術在連續鋼構橋施工控制中的作用。于主橋成橋恒載內力而言，連續鋼構橋合龍時間、合龍溫度、合龍順序及結構體系轉換方式影響巨大。為此，必須結合工程實際情況，在合理確定合龍溫度、時間及頂推力的前提下，通過勁性骨架設置及頂推措施的應用，滿足合龍施工需求，這對大跨徑連續鋼構橋質量提升意義重大。

參考文獻

[1]李杰，陳彬.連續剛構橋頂推力計算與優化分析[J].鄭州大學學報（工學版），2013，（06）：85-89.