大跨度連續梁橋合龍段施工技術應用分析

李文迪

摘 要：以某連續梁橋施工為例，簡要闡述了其合龍段的施工原理及施工方案選擇，并對其施工要點進行分析研究，提高合龍段的施工水平和工程質量。根據混凝土配合比的試驗研究為合龍段施工提供可靠理論支持，并改善施工工藝，通過對合龍段的應力監測，探索應力變化規律，證實橋梁結構的安全性。

關鍵詞：連續梁橋；合龍段施工；施工技術

中圖分類號：U445.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）01-0018-03

0 引言

大跨度預應力混凝土連續橋梁以其結構剛度大、施工難度相對較低、運營成本低等優點，得到廣大橋梁工程師的青睞[1]。建筑行業的快速發展推動了施工技術的提升，促進了大跨度現需橋梁相關技術的不斷更新，與此同時也深化了支架和吊臂混凝土現澆、頂推、懸臂結構安裝等技術。

目前應用比較普遍的是吊臂混凝土現澆，其施工時間相對較長、施工工藝較為復雜，而且中間還需要進行多次建筑體系的變化，易受外部條件的干擾。合龍技術在橋梁的施工中也非常關鍵，是大跨預應力橋施工中的重中之重，能夠對橋的承載力和耐久度起到非常大的作用。本篇重點以連續梁式橋為分析案例，對大跨度連續梁合龍段所使用的相關技術要求加以研究與說明。

1 工程概述

某公路橋全長1 629.3 m。其中，左右幅第七聯為懸澆箱梁，連續箱梁長為163.2 m，跨徑組合為（44.1+75+44.1）m，采用預應力混凝土連續箱梁，橋面連續。橋墩采用柱式墩，墩臺采用樁基礎。20#、23#墩采用2.2 m樁基礎，墩柱為2.4×2.4 m方形墩，21#、22#主墩采用2.5 m樁基礎墩柱為2.8×2.8 m方形墩。橋梁縱面縱坡為0.418%。

箱梁具體參數如表1、表2，該公路橋上部結構為單箱雙室預應力混凝土連續梁，梁頂寬16.25 m，梁底寬9.25 m，頂板厚度30 cm，腹板厚度45、65 cm，中支點局部加厚至85 cm，底板厚由跨中的30 cm變化至中支點梁根部的65.9 cm，中支點處局部加厚至120 cm，底板厚度30～120 cm，主墩處梁高4.5 m，中心線梁高2.2 m。其中，0#梁段在支架上現澆，長10 m；1#～9#梁段為懸臂澆筑節段，長度分別為3 m×3+3.5 m×3+4 m；2個11#梁段（邊跨現澆段）長5.52 m采用支架現澆；2個邊跨合龍段及1個中跨合龍段，合龍段長度均為2 m。

2 合龍施工方案的選擇

在對大跨度混凝土連續橋梁進行懸臂現澆作業時，合同作業的次序一般分為逐孔合龍和多孔一次性合龍兩種方式。但是因為大跨度橋梁運用的吊桿較長，T構超定靜結構需要在結構上發生多次轉變[1]，再加上外界條件的干擾，例如氣候、溫度、濕度、澆筑壓力等因素，合龍階段混凝土的應力就難以掌控。合龍階段混凝土質量相應較小，也易產生裂紋，同時混凝土出現了收縮及徐變情況，對橋后期的線形變化和承載力情況也產生了很大的影響。

該大跨度連續橋梁合龍混凝土現澆施工，采用先進行邊跨合龍、再進行中跨合龍的順序。在進行合龍之前，將支撐結構用精軋螺紋臨時固定，在合龍段形成可以接受承重的受力點，防止因為天氣原因發生形變，再進行后續施工步驟。

本工程方案順序為：支架現澆施工0#塊（中橫梁）→掛籃對稱施工1#、1#塊→掛籃對稱施工2#、2#→施工3#、3#→施工4#、4#→施工5#、5#→施工6#、6#→施工7#、7#→施工8#、8#→施工9#、9#→合攏10#、10#。

3 施工技術要點

3.1 合龍段模板與支撐系統施工要點

本工程采用吊籃法進行施工，在橋梁合龍截斷面增加吊籃，可以降低進度或者管理因素的影響。在對臨時構件和內外膜現澆系統進行拼裝時，必須要嚴絲合縫，在分配梁、模板、鋼支架、木支架等構件之間的空隙要做到最小，在拼裝結束之后，必須要開展預壓工序，防止出現非彈性形變。

3.1.1 邊跨合龍段施工要點

在施工前現澆托架，同時按標準制作試塊，同步進行養護，待試驗強度到95%、彈性模量100%、齡期高于5 d 之后，再通過利用掛籃制作合龍吊架和模板系統，用螺栓把懸臂端和托架固定，最后施工邊跨合龍段。

3.1.2 中跨合龍段施工要點

中跨合龍段采用懸空吊架法（利用一側掛籃）施工，先合龍邊跨后合龍中跨。以中跨合龍段側掛籃底模和內頂模基礎為整體承載的基礎，合龍段的另一側可以不拆除掛籃，將其當作施工時的配重。

3.2 平衡配重施工要點

平衡配重主要是由施工荷載均衡配重塊與鋼筋混凝土平衡物兩部分所構成[2]。該橋在實施合龍時把大橋的臨時負荷完全拆除，然后采取在吊桿末端放置鋼絞線的方式增加均衡質量，配重的質量與合龍段澆筑的混凝土相當。附加配重是為了調節梁體變形、合龍標高及應力因素而設置的[3]。其主要包括：①施工中的合龍架自重以及澆筑之前作用在合龍架的荷載。②直接作用于懸臂的荷載。③合龍段兩端高程偏差調整。

依據《公路橋涵施工技術標準》規定，合龍段的兩邊存在的高差不能高于20 mm（必須在6：00日出前開始測量）。因此，配重的線性偏差調整必須通過壓緊配重進行微調，再經測量顯示誤差符合標準后方可后續施工。

本次配重使用水箱法建造，即對合龍段進行支撐鎖定之后對兩端進行水箱壓重，水箱的質量為合龍段混凝土重量的1/2，并要確保水箱中的積水可以不斷的排除，在合龍段混凝土施工時，水箱重量能夠與混凝土質量進行同步等量減載。

3.3 鋼筋和預應力管道安裝施工要點

鋼筋捆扎在加工場地進行集中加工，并在現場二次捆扎。在捆扎前將勁性骨骼的固定部位先保留，待勁性骨骼鎖緊后再修補捆扎。在底板束管道施工時，先試穿所有低板束。地板填料使用雙層波紋管，通過插入鋼絲繩芯棒，確保順利澆筑混凝土。鋼筋與其他預應力梁和管道布置在同一箱形梁的懸臂梁部分。

3.4 合龍段端口臨時鎖定施工要點

大跨預應力鋼筋梁式橋吊桿澆筑工程中，由于受陽光的輻射、雨水、晝夜溫度、氣溫以及風等因素共同影響，其吊桿端會產生豎向撓曲、水平偏位變化以及軸向伸縮，導致合龍段的端口標高及長度不停變化[4]。由于合龍端口處于懸臂狀態，為避免兩端變形導致混凝土澆筑產生裂縫，合龍前對端口做臨時鎖定與約束，以控制合龍段兩端口相對位移及錯動造成混凝土變形裂縫[5]。

3.4.1 選擇適宜的時間

在施工時為確保合龍段的兩邊都能保持相對固定，避免在混凝土澆筑之后和早期硬化過程中出現明顯的溫度變化，要選擇適宜施工的天氣與時段，并且在施工前3 d進行測溫并記錄、分析出梁體隨溫度變化最小的時間點。

3.4.2 復核測量后確認標高

在正式進行合龍施工前，在施工與監控單位對現場的合龍標高和線形復核測量后，再依據監控單位的檢算和相應的要求針對性地調整合龍口標高。

3.4.3 及時安裝剛性支撐

當對標高進行調整以后，將剛性支撐一端和梁端連接，在達到預定鎖緊的時間后迅速焊接，達到鎖定狀態。

3.4.4 準確施加預壓力

鎖定后，選擇2N19和2N39號鋼束用于邊跨，使用2N21和2N44號鋼束用于中跨，將其當作臨時的預應力束，保證在臨時鎖定狀態下的張拉力只有設計的30%。當施工時遇到嚴重的氣候變化時，及時調整臨時的預應力鋼束大小，再檢查鋼支撐和預埋件，確保支撐和梁體的安全性之后再調整張拉力。

3.4.5 及時解除臨時約束

當臨時鎖定之后需要將一側箱梁的固定約束立即釋放，保證一端可以在鎖定狀態下進行自由伸縮。

3.5 合龍段混凝土施工要點

由于在合龍段運用了微膨脹的混凝土，所以在運送中需要不停拌和，以此來保障混凝土能夠順利施工。具體施工要點有以下3點。

第一，合龍段混凝土的施工之前，必須充分檢査鋼筋段及支架、鋼筋直徑及預應力管道、鋼筋保護層、墊片和鋼筋緊固件等施工條件，檢査合格后，在規定的溫度下進行澆筑。

第二，施工時需要同步合龍段的混凝土施工，工期不超過4 h，施工速度10 m3/h左右。具體施工順序是：先做底板和腹板，設置道壓艙模板，再搭多層網單元，層厚一般不超過30 cm，最后施作兩側翼緣板頂。這樣能夠減少頂板中部板模板支架的變形，減少現場轉角區頂板造成混凝土開裂。附著型振搗器與插入型振搗棒聯合應用進行澆筑時，需要注意兩者不能與鋼支架和波紋管接觸。

第三，施工完成后，混凝土結構的合龍梁段施工區域必須用一層薄薄的覆蓋材料或土工布進行保護，并由施工人員做好水泥測量記錄。在施工區邊緣1 m的區域內灑水，以減少水分流失而引起裂縫。

3.6 預應力施工分析

在進行合龍段的永久束張拉之前需要使用灑水降溫，并通過覆蓋箱梁懸臂的形式降低與小箱梁的溫差?；A混凝土鋼筋束管架設前要確保管路通暢，當合龍段鋼筋滿足工程要求承載力和相應齡期時，松開框架外模板和內側模，依據規定張拉順序和張拉的大小進行施工張拉。橫向和豎向以及頂板的縱向預應力的工序和箱梁懸灌梁段基本一致，只有在鋼束張拉結束之后才能脫底模。預應力的壓漿需要遵守“由張拉端向錨固端壓漿，由低端向高端進行壓漿”的基本原則。梁體在進行張拉預應力筋過程中，用于臨時鎖定的永久預應力束需要在其他預應力束張拉完后再調整到標準張拉值。

3.7 合龍段施工監測要點

檢測要點具體有以下4點。

第一，施工中一定要嚴格控制箱梁頂面負荷的布置和方向，對拆除后廢棄的模板和垃圾也要及時清掃。按照監控部門的標準做好壓重荷載布設，并且要求計算必須準確無誤。

第二，施工時需要正確觀測實際高程，確保連續梁線形正確。

第三，因為監測氣溫的變化，所以需要在梁體上設置高溫觀測站進行監測。

第四，在合龍后，除規定的荷載外，不能在梁面堆放其他荷載。

4 結語

連續梁橋合龍段施工是橋梁施工中極其重要的一環，將使橋梁結構由靜定轉為超靜定，其施工的細節決定工程的質量。大跨度連續橋梁合龍段在施工時容易受到不同的因素影響，例如晝夜氣溫的變化、濕度變化、混凝土早期的收縮、結構體系轉換速度和澆筑壓力變化等，所以針對合龍段施工的工藝和技術進行詳細分析，以此來避免后續類似工程施工時受各種因素產生的不良影響，進一步提升了施工效率，為今后各類橋梁的工程實施提供了參考。

參考文獻

[1] 趙永鵬.大跨度預應力混凝土連續梁橋合龍段施工技術要點探討[J].山西交通科技，2019（4）：57-59+84.

[2] 潘曉飛，耿志華，張康榮，等.大跨度連續梁橋合龍段施工技術應用[J].科學技術創新，2022（21）：100-103.

[3] 莫冬華.高墩大跨剛構橋合龍段幾道關鍵工序的力學性能研究[D].長沙：長沙理工大學，2011.

[4] 蔣玉漢.大跨度連續梁橋懸澆施工關鍵技術分析[J].交通世界，2021（13）：119-122.

[5] 朱月平.大跨度連續梁橋懸臂澆筑合龍控制關鍵技術研究[J].工程質量，2020，38（1）：62-66.