大跨度曲線橋節段懸臂拼裝關鍵技術

許哲 中交二航局第一工程有限公司

1.工程概況

秀山大橋為連接兩島之間的一座跨海橋梁，其副通航孔橋上部結構為主跨153m 預應力混凝土剛構-連續箱梁，跨徑布置為81m+4×153m+81m，7#、8#、9#墩為固結墩，6#、10#墩為連續墩，5#、11#墩為過渡墩，主梁采用上下行分幅布置，采用預制懸臂拼裝結構。

副通航孔橋邊跨合龍塊采用現澆施工，各墩墩頂塊因重量太大而采用“部分預制+現澆”的結構，其余塊件均為預制，共398榀預制節段。

2.懸臂拼裝施工工藝流程

（1）搭設7#、8#墩墩旁支架；浮吊安裝墩頂塊，現澆箱梁后澆段，完成墩梁固結；安裝橋面吊機，懸拼7#、8#墩T構。同法完成6#、9#、10#墩墩頂塊施工；6#墩位于主橋重力錨，其淺水區和無水區節段懸拼前，搭設存梁支架，1200t浮吊進行存梁；8#墩T構懸拼至最大懸臂后橋面吊機移至6#墩，懸拼6#墩T構；7#墩T構懸拼至最大懸臂后，橋面吊機吊裝7#～8#墩合龍塊，進行頂推合龍施工。

（2）將7#墩橋面吊機移至 9#墩，懸拼9#墩T構；6#墩T構懸拼至最大懸臂后，橋面吊機吊裝6#～7#墩合龍塊，進行合龍施工；將6#墩橋面吊機移至10#墩，懸拼10#墩T構。9#T構墩懸拼至最大懸臂后，橋面吊機吊裝8#～9#墩合龍塊，進行頂推合龍施工；10#墩T構懸拼至最大懸臂后，橋面吊機吊裝9#～10#墩合龍塊，進行合龍施工。

（3）中跨合龍完成后拆除橋面吊機，進行邊跨合龍段現澆施工，完成全橋合龍。

3.節段懸拼施工

3.1 橋面吊機設計與性能

本橋除墩頂塊采用浮吊吊裝，其余梁段（3#～18#塊）采用QMDJ1650型橋面吊機對稱懸臂拼裝。吊機主要由主桁架、支撐、錨固系統、行走系統、液壓提升系統、吊具、定位系統、控制系統、張拉平臺等組成。

橋面吊機后錨通過節段梁吊裝孔直接錨固在已安裝梁段上，前支撐點設有若干墊箱，作為吊機作業時承壓結構，墊箱高度根據橋面橫坡和縱坡設計。

吊機前、后設有4臺液壓支撐千斤頂，用于提供行走梁前移時橋機支撐，并起到調平吊機、克服橋面橫坡對橋吊的不利影響等作用。

節段提升至橋面后，橫、縱向位置調整通過提升千斤頂旁側和后側的橫、縱向調位油缸實現；通過吊具上的液壓油缸實現縱向橫坡調整；橫坡調整通過提升千斤頂抬高或降低橫向一側的吊點位置實現。

3.2 T構對稱懸拼

（1）節段提升。T構兩側定位船初定位于待裝節段下方，平潮時運梁船靠泊定位船，定位船微調錨纜精確定位，橋面吊機下放吊具，吊桿對位節段吊裝孔并連接，T構兩側吊機分級同步加載，緩慢勻速提升節段，梁底完全脫離運梁船后靜置5min左右，無異常現象后運梁船撤離，繼續同步提升節段至橋面高度。

（2）節段試拼、涂膠及臨時預應力。待拼節段提升至與橋面平齊，按照監控指令要求與已安裝節段進行試拼。試拼完成后在兩節段接縫兩側畫上若干對齊的標記線，移開節段，預留涂膠空間，進行涂膠施工。

涂膠完成后，按照試拼標記線進行節段匹配拼裝，為保證梁段接縫處壓應力≥0.3MPa，采用張拉精軋螺紋鋼筋施加臨時預應力，按照腹板、頂板、底板和翼緣板的順序張拉節段間臨時預應力，張拉后及時清理梁縫擠出的膠體，并對預應力管道進行通孔，避免多余的膠體擠入孔道，確保孔道的暢通。

（3）永久預應力施工。拼裝膠固化后張拉懸臂預應力束，預應力穿束及張拉均在橋面吊機前方的張拉平臺進行，預應力束采用卷揚機牽引整束穿索，卷揚機布設在所安裝梁段附近的墩頂面，通過轉向滑輪引鋼絲繩拖動整束鋼絞線完成穿索。采用智能張拉設備，兩端對稱同步張拉，分級施加預應力，張拉時采用張拉力和伸長量雙控，張拉完成后及時封錨并壓漿。

3.3 合龍施工

（1）合龍順序。中跨和次中跨合龍采用“預制節段+濕接縫”，邊跨合龍采用現澆合龍段。合龍施工順序為：7#～8#墩中跨合龍→8#～9#墩中跨合龍→6#～7#墩次中跨合龍→9#～10#墩次中跨合龍→10#墩邊跨合龍→6#墩邊跨合龍。

（2）合龍口鎖定。T構懸臂端采用水箱壓重調整線形，合龍塊起吊時水箱同步卸載，以保持線形。合龍口鎖定選擇在夜間氣溫穩定的時段進行，滿足監控線形后，將鎖定裝置與鋼齒坎焊接鎖定。

根據設計要求，中跨合龍時7#～8#墩合龍口單幅需施加225t預頂力，8#～9#墩合龍口單幅需施加450t預頂力，鎖定裝置兼做頂推裝置，并且在鎖定前先進行頂推施工。

（3）合龍段姿態調整。合龍口鎖定后，通過橋面吊機調整合龍段至設計的縱橫坡，并與合龍口兩側順接，滿足要求后將合龍段與相鄰節段固定，同時通過型鋼扁擔梁將合龍塊自重轉換至兩側相鄰梁段上。

（4）縫施工。濕接縫采用C55補償收縮混凝土，吊模施工。在混凝土強度和彈性模量滿足設計要求后，對稱張拉合龍束并及時壓漿。張拉后拆除頂推鎖定裝置，移走橋面吊機。

（5）邊跨合龍。待中跨及次中跨完全合龍后，進行邊跨合龍。邊跨合龍段現澆托架一端吊掛于18#節段，另一端支撐于邊墩頂。按監控要求調整邊跨懸臂端線形，選擇夜間氣溫穩定時段澆筑混凝土。在混凝土強度和彈性模量滿足設計要求后，對稱張拉合龍束并及時壓漿，最后張拉全橋體外預應力束。

3.4 體系轉換

中跨合龍并張拉合龍束后，即可拆除墩旁支架；次中跨合龍并張拉合龍束后，解除連續墩墩梁臨時固結預應力束，鑿除臨時支座，拆除墩旁支架，完成全橋體系轉換。

4.線形控制

懸拼過程中引起線形偏差的主要原因有：預制梁誤差、0#塊安裝精度、節段重量偏差、涂膠厚度不均勻、整修過的匹配面不匹配等。為有效的控制懸拼線形，需做到以下幾點：加強節段預制精度控制，定期進行臺座、模板的變形監測，偏差過大時采取措施，避免累積誤差對拼裝線形的不利影響；對預制節段稱重，與設計值比較，由監控方分析自重偏差對線形的影響，修正拼裝控制線形；嚴格控制0#塊安裝精度，盡量減小0#塊安裝誤差對后續節段安裝的影響；嚴格控制涂膠質量，保證膠層涂抹均勻，厚度一致；節段整修時不得破壞匹配面，缺邊、掉角修補厚度應比原始匹配面低1mm左右。

為方便節段安裝施工，橋墩封頂后，進行聯測，在墩頂增設測量控制點，作為墩頂塊安裝的測量基準點；在0#塊頂增設測量控制點，作為節段懸拼的測量基準點；測量時各墩互相后視和測量，可減小測量誤差。為便于線形監測，每個節段在預制時頂部均按照監控要求埋設有6個控制點埋件，每拼裝一個節段，均要實測6個控制點的實際坐標值。測量工作選擇在夜間氣溫穩定的平潮時段進行，將數據報監控方核算下一節段的拼裝控制坐標及制定調整措施，及時糾偏，避免誤差累積。線型調整的方法是在節段匹配面間的指定部位加墊環氧樹脂墊片來調整，加墊厚度根據線型偏差實際情況由監控方計算確定；也可以通過調整臨時預應力張拉順序和大小，擠出相應部位多余的拼裝膠來達到糾偏目的；必要時，可通過對匹配面打磨來進行糾偏。

5.結束語

綜上所述，項目部通過以下控制要點高效完成秀山大橋的節段懸拼作業：

（1）采用三向千斤頂安裝墩頂塊，安裝精度可控制在2mm內，為后續節段懸拼線形控制打下了良好基礎。

（2）專業設計能調整橫、縱向位置，調節縱坡及橫坡的液壓提升式橋面吊機，解決了大跨度、曲線、超高、變截面連續剛構橋節段拼裝難題。

（3）通過對節段懸拼過程中引起線形偏差的原因進行分析，制定相應的控制措施和糾偏措施來減小拼裝誤差。

本工程合龍后線形與監控線形基本一致，有效地保證了設計成橋線形，同時也保證了橋梁的結構安全和耐久性，相關施工技術可為類似項目提供參考。