基于短線匹配法墩頂箱梁固結安裝技術

摘要：依托伏牛溪站至金鰲山站高架區間橋梁工程，在箱梁節段底板與墩頂截面尺寸相當，無多余的可供調位千斤頂安裝位置的情況下，設置箱梁體外調位裝置后，利用墩旁托架及箱梁體外支架進行安裝調位。在箱梁節段預制時底板作鏤空處理，墩頂預留鋼筋可以伸入箱梁橫隔墻位置，在現場澆筑橫隔墻混凝土時實現墩頂與墩頂塊的永久固結，使其與墩身保持可靠固結狀態。利用已有的預制及安裝施工條件，不會對橋梁其他節段的預制與安裝構成干擾，能確保工期、質量、安全、造價等方面滿足施工要求。

關鍵詞：箱梁節段;墩頂;拼裝;固結

0" "引言

橋梁施工中短線匹配法節段預制安裝技術由于成本低、進度快、工廠化施工質量高等優勢被國內外所青睞。對于節段箱梁墩頂塊來講，為了傳遞上部結構因不平衡而帶來的彎矩，滿足懸臂拼裝的需求，需要在安裝施工過程中保持與墩身的固結狀態[1-2]。若采用傳統現澆固結墩，存在施工周期長、搭設現澆支架費用大、起重設備操作空間受限以及與一號節段之間需增加濕接縫的缺點，嚴重制約正常的施工進度[3]。如果全部采用支座安裝的墩頂塊結構形式，將減少每聯引橋的跨數，造成過多的邊跨懸掛安裝，從而延長架橋機的使用工期。本文以重慶軌道交通18號線伏牛溪站至金鰲山站橋梁工程為背景，根據以往類似的施工經驗及現場施工實際情況，研究了固結墩墩頂塊從墩頂預處理、節段預制到安裝調位的全套施工方法。

1" "工程概況

伏牛溪站至金鰲山站高架區間橋梁工程長度為1357.829m。橋梁起點小里程側接路基，路基連接隧道。橋梁終點接跳磴站，橋梁范圍整體沿中壩路西南側架設，距離中壩路路側約2～35m。梁部除中墩頂段為現澆段外，其余均為預制節段，預制節段與現澆段間設置30cm厚后澆段相連。預制節段分為端頭節段、漸變節段塊及標準節段塊三種類型。

端頭節段長度為1.85m，端頭塊含端橫隔梁（端橫隔梁在墩頂范圍內局部后澆，以與下部薄壁墩連成整體）。漸變節段塊長度為2.5m，標準節段塊節段長度2.6m。節段采用密齒型剪力鍵，環氧樹脂接縫。將連續剛構中墩頂部現澆段梁高局部加高至3m，以提高墩頂抵抗負彎矩的能力，從而使得預制節段可以采用與典型高架相同的梁高和截面形式。

根據重慶軌道交通18號線伏牛溪站至金鰲山站橋梁工程上部結構，根據以往類似的施工經驗及現場施工實際情況，筆者研究了固結墩墩頂塊從墩頂預處理、節段預制到安裝調位的全套施工方法。采用預制安裝固結墩墩頂塊的工藝，對預制箱梁底板作鏤空處理，可使其與墩身保持可靠固結狀態。通過設置箱梁體外調位裝置以及墩旁托架調位安裝，解決了無調位千斤頂的安裝位置的技術難題。

2" "工藝原理

先利用墩旁托架及箱梁體外支架進行安裝調位，然后利用鏤空的箱梁底板與墩頂預留鋼筋，采用混凝土現場澆筑實現墩頂永久固結。施工流程如下：施工準備→固結墩箱梁節段預制→固結墩墩頂塊箱梁安裝→固結段澆筑→橫向預應力施工。

鋼筋在固定的鋼筋綁扎臺座上進行，以提高鋼筋的綁扎速度。箱梁節段鋼筋綁扎的順序為：底板鋼筋綁扎→ 腹板→頂板（含翼板）鋼筋綁扎→吊裝至臺座→在臺座內完成腹板及空心底板套筒綁扎。鋼筋綁扎時，在臺座上定點放樣綁扎，鋼筋骨架的幾何尺寸、鋼筋型號、數量、規格、等級、間距、搭接長度及鋼筋接頭位置均要滿足設計及規范要求[4] 。鋼筋骨架在綁扎前，須對預應力管道及預埋件位置進行測量放樣，以便及時調整鋼筋位置進行避讓。

為防止變形，鋼筋骨架吊裝時，采用專用吊具多點起吊。采用多加支撐，每個吊點處設置一臺手拉葫蘆。吊運前，通過調整手拉葫蘆使骨架保持水平。鋼筋骨架上的吊耳用圓鋼彎制而成，吊耳與鋼筋骨架的主筋連接牢固。

箱梁混凝土的澆筑順序為：空心底板→腹板→頂板（含翼板）。振搗采用插入式振搗棒和附著式振搗器共同進行振搗，插入式振動棒主要負責混凝土振搗密實，附著式振搗器主要負責混凝土振搗均勻并保證外觀質量。

箱梁預制后按單層存放，全部梁段均采用3點支撐。墩頂梁段需先、后匹配兩次，第一次匹配后將其存放于靠近預制臺座的堆存區，以方便第二次區配時吊運。箱梁節段存放期間，進一步的對各節段檢查修整，防止梁段污染及碰撞損壞梁段。后匹配兩次，第一次匹配后將其存放于靠近預制臺座的堆存區，以方便第二次區配時吊運。箱梁節段存放期間，進一步對各節段檢查修整，防止梁段污染及碰撞損壞梁段[5]。

3" "施工技術

3.1" "墩身預埋施工

墩身施工時對支撐系統安裝件進行孔洞預埋，主要包括托架下槽口預埋、橫向張拉精軋螺紋鋼預埋孔、西側墩旁托架槽口預埋、墩旁托架精軋螺紋鋼預埋孔?；炷翝仓?，需對各預埋件進行精確定位，保證預埋精度。

混凝土澆筑過程中要進行復位，保證澆筑過程中預埋件不出現跑位。墩頂塊施工前需對各預埋孔進行檢查，對各槽口變形位置進行鑿出，對精軋螺紋鋼孔通孔以及平面位置進行檢查，對不符合要求的孔位及時處理，保證后續施工正常進行。墩身預埋如圖1所示。

3.2" "墩頂和梁底支撐系統安裝

墩頂支撐系統由支撐托架、千斤頂墊梁、支撐墊梁及對拉精軋螺紋鋼組成。墩頂支撐安裝時，橫向精軋螺紋鋼必須拉緊，鋼絞線替代不能超過2束（總共8根精軋螺紋鋼）。支撐架伸入墩身承重位置必須找平，保證均勻受力。頂部兩套墊梁需焊接固定，墩頂支撐系統安裝如圖2所示。

梁底支撐系統包括梁外牛腿及內支撐桿件。托架支撐系統安裝時，需要根據墩頂支撐系統高度及不同橫縱坡反算安裝高度。安裝高度不宜過高，否則箱梁調整時千斤頂支墊較高，對整體穩定性不好。安裝高度也不能過低，否則會導致千斤頂空間不足，箱梁不能調整到位。梁底支撐系統安裝如圖3所示。

對牛腿及內支撐與箱梁接縫不密實情況，需用木板或橡膠墊進行塞墊，避免箱梁局部受力導致箱梁損壞。內支撐安裝高度需控制在與外牛腿中心位置齊平，使其均衡內外受力。橫向精軋螺紋鋼張拉張拉力每根30t，需保質保量。豎向防下落精軋螺紋鋼張拉力為10t。

3.3" "墩頂塊箱梁安裝

3.3.1" "箱梁出運

墩頂塊安裝之前，需對整個墩頂塊二次澆筑接觸面進行鑿毛處理，保證固結墩墩頂塊與墩身整體固結良好。鑿毛需鑿出預埋連接套筒并清理干凈，保證鋼筋安裝。出運之前將可以提前安裝的鋼筋安裝完畢。對托架等的緊固性進行檢查，各方面滿足要求后進行箱梁出運。

3.3.2" "墩頂塊箱梁調位

在以上準備工作均完成之后，將箱梁轉運到墩頂位置進行安裝。調位千斤頂布置在支撐系統墊梁上。通過將測量數據與理論數據做對比，不斷通過調整千斤頂油缸伸縮，最終使墩頂塊位置符合設計位置。將偏差高差控制在±2mm，軸線偏差控制在±2mm。墩頂塊箱梁千斤頂調位如圖4所示。調位完成后需將箱梁質量轉移至墊梁上，不可讓千斤頂長期持荷過大。之后將天車解勾，進行上一跨T構安裝。

固結墩墩頂塊混凝土由于需要和墩身澆筑成一個整體，故采取兩次澆筑的方式。先按圖紙綁扎下層鋼筋，并安裝下部模板，模板完成之后進行下部混凝土澆筑。下部混凝土澆筑完成并達到一定強度后，拆除墩頂塊內支撐，并對下部混凝土進行鑿毛處理。

按圖紙進行剩余墩頂塊鋼筋及各種預應力埋件安裝。預埋件安裝時，注意錨后鋼筋的加強及處理，防止張拉過程中出現局部壓裂等現象。控制各個部位保護層厚度，待上部模板安裝完成后，進行墩頂塊第二次現場澆筑。

由于墩頂塊鋼筋較密，且上部預應力管道埋件較多，因此在混凝土澆筑過程中，必須控制好混凝土質量及振搗質量，防止出現混凝土澆筑質量事故。混凝土澆筑完成之后，注意混凝土的養護。待混凝土強度達到30MPa后進行剩余橫向預應力張拉及壓漿。固結墩墩頂塊鋼筋施工如圖5所示，固結段混凝土澆筑施工見圖6所示。

4" "質量保證措施

墩頂塊安裝前，復核墩頂高程、支座中心、墊石預留錨栓孔位置。墩頂塊拼裝前，對墩頂梁外觀尺寸、預留孔位置、外觀質量進行檢查，符合相關規范及設計要求后，方可進行節段梁拼裝。

模板加固采用12mm鋼筋+精軋螺紋鋼焊接的方式（注意焊接牢固）。端面用大塊鋼模+人洞及窗口用木模的方式（注意加固及密封性）。鑒于鋼筋較密，需加強振搗，二次澆注混凝土考慮添加微膨脹劑補償收縮。濕接面頂口20cm范圍內涂刷Sikalate界面劑，增強接面混凝土粘結力。然后安排專人持續養護三天。

確保預應力管道位置準確。張拉時為防止箱梁受力不均發生偏移，均采用對稱張拉。預應力張拉到位后，人工用重錘將螺帽打到位，防止由于螺帽松弛而導致應力損失。結構預應力束的施工，按照常規鋼絞線預應力施工要求進行。孔道壓漿采用真空壓漿技術，確?？锥磯簼{飽滿。

5" "結論

橋梁施工中短線匹配法節段預制安裝技術由于具有成本低、進度快、工廠化施工質量高等優勢被國內外所青睞。對于節段箱梁墩頂塊來講，為了傳遞上部結構因不平衡而帶來的彎矩，滿足懸臂拼裝的需求，需要在安裝施工過程中保持與墩身的固結狀態。

本文以重慶軌道交通18號線伏牛溪站至金鰲山站橋梁工程為背景，根據以往類似的施工經驗及現場施工實際情況，研究了固結墩墩頂塊從墩頂預處理、節段預制到安裝調位的全套施工方法。

我們采用本文施工技術完成了11個固結墩墩頂塊箱梁預制安裝，根據現場對安裝好的箱梁的各項技術參數進行檢驗，結果都符合設計和規范的要求。在不影響其他生產工序的前提下，利用體外調位裝置和普通鋼筋混凝土現場澆筑的固結工藝，減輕了箱梁安裝的工期壓力，充分利用了已有的預制場地、預制安裝的設備，實現了產品的低成本和高生產效率。檢測結果與現場施工情況證明，該方法施工達到了預期目標，為今后對該類特殊橋梁結構形式施工應用起到了很好的借鑒作用。

參考文獻

[1] 杜斌，包太，黃春暉，等.大跨徑懸臂澆筑連續箱梁墩頂臨時固結結構設計研究[J].貴州大學學報（自然科學版），2013，30（4）：125-127.

[2] 徐偉.大跨徑連續箱梁墩頂臨時固結混凝土鏈鋸拆除施工工藝[J].湖南交通科技，2014，40（2）：127-130.

[3] 丘能.匝道鋼箱梁與混凝土花瓶墩墩梁固結構造研究[J].福建建筑，2022（3）：63-67.

[4] 易有淼，樊少徹.港珠澳大橋青州航道橋鋼箱梁施工關鍵技術"[J].橋梁建設，2021，51（3）：138-144.

[5] 文坡，張強，楊光武.馬鞍山長江公路大橋三塔懸索橋鋼箱梁設計特色[J].橋梁建設，2012，42（1）：7-13.