關(guān)于連續(xù)剛構(gòu)特大橋合龍施工技術(shù)研究

吳　飛

【摘 要】連續(xù)剛構(gòu)的主橋合龍段施工是主橋貫通的最后工序。某特大橋合龍段結(jié)構(gòu)寬度較大且受溫度、自重、預(yù)應(yīng)力張拉等各方面因素影響，施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和使用壽命，故合龍段施工顯得尤其重要。本文以該特大橋?yàn)槔?，?duì)連續(xù)剛構(gòu)橋合龍施工技術(shù)作一研究。

【關(guān)鍵詞】連續(xù)剛構(gòu)橋梁 合龍 施工技術(shù)

一、大橋概況

特大橋，橋梁孔跨布置為128+220+128（米）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)。橋?qū)?4.5米。橋區(qū)地處貴州高原北部邊緣向四川盆地過(guò)度的斜坡地帶，為侵蝕中～低山地形、峰叢洼地及峽谷地貌。白岸：橋臺(tái)處地形平緩，為旱地；峽谷坡口至主墩間坡面約37度；主墩處較為平緩；主墩以下約40米坡面坡度為45度，以下為河岸陡巖；整個(gè)坡面被塊石及粘土覆蓋，植被較發(fā)育。茅岸：坡面灌木發(fā)育，河谷斜坡坡度55度，局部為陡巖，河谷底高程約595米，河谷岸最高827米相對(duì)高差約232米。

主要材料：混凝土，上部箱梁、一號(hào)墩身、二號(hào)墩身、橫系梁、橋臺(tái)臺(tái)冒、支座墊石采用C50混凝土，混凝土計(jì)算彈性模量Ec=3.45×104MPa；箱梁合龍段采用C50微膨脹混凝土；一號(hào)墩、二號(hào)墩樁基、橋墩承臺(tái)及其封底、防撞護(hù)欄采用C30混凝土；橋臺(tái)頂面以下1.0米范圍采用C25，臺(tái)身其余部分、橋臺(tái)基礎(chǔ)采用C25片石混凝土。

二、關(guān)于預(yù)頂推施工

施工時(shí)采用千斤頂在中跨合龍段之前施加水平推力，然后焊接合龍段勁性骨架，再拆除頂推用千斤頂，即可將頂推軸向力存儲(chǔ)于梁內(nèi)。

在中跨合龍前千斤頂頂推4000KN，頂推力合力作用點(diǎn)在重心位置，實(shí)現(xiàn)頂推位移遠(yuǎn)離中跨跨中，墩頂墩底截面應(yīng)力：左半幅橋墩墩頂截面西側(cè)邊緣受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力ó_c=7.43MP_a,右側(cè)邊緣受拉鋼筋拉應(yīng)力ó_s=17.95MP_aó,墩底截面東側(cè)邊緣受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力ó_c=8.07MP_a,左側(cè)邊緣受拉鋼筋拉應(yīng)力ó_s=19.03 MP_a；右半幅橋橋墩墩頂截面西側(cè)邊緣受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力ó_c=6.44MP_a,右側(cè)邊緣受拉鋼筋拉應(yīng)力ó_s=21.49MP_aó,墩底截面東側(cè)邊緣受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力ó_c=7.27MP_a,左側(cè)邊緣受拉鋼筋拉應(yīng)力ó_s=23.36MP_a；墩身將得到約8000KN的有利軸力差和11000 KN.M的有利彎矩，對(duì)墩身抗彎大有益處。

三、關(guān)于施工工藝及方法

1.合龍前的準(zhǔn)備。

2.預(yù)埋件施工：主橋塊件澆筑以及邊跨現(xiàn)澆段施工時(shí)，需在塊件上按圖紙要求預(yù)埋相應(yīng)的合攏勁性骨架鋼板、以及中跨合龍段中性軸上的頂推鋼板預(yù)埋件，其預(yù)埋件尺寸、位置和規(guī)格嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行。

3.邊墩支座預(yù)偏：為了配合中跨合龍需要，對(duì)主橋支座進(jìn)行預(yù)偏。由于實(shí)際合龍溫度與設(shè)計(jì)合龍溫度有偏差，需對(duì)預(yù)偏量進(jìn)行修正。具體修正計(jì)算如下：

連續(xù)5日對(duì)氣溫的觀察，白天最高平均氣溫約為15℃，黑夜最低氣溫平均約為5℃，則日平均溫度為10℃，其收縮量為：△L=L*T*α=141*10/105=0.0141m，故對(duì)支座設(shè)置預(yù)偏量為：4-1.41=2.59cm(遠(yuǎn)離跨中方向)。支座設(shè)置預(yù)偏后立即對(duì)支座進(jìn)行鎖定。

4.掛籃拆除：將“T”構(gòu)兩端梁面上的掛籃，退至0號(hào)塊進(jìn)行拆除，消除外來(lái)荷載對(duì)箱梁懸臂端標(biāo)高的影響。

5.中跨頂推：頂推施工時(shí)應(yīng)由頂推力、墩頂位移、墩頂墩底截面應(yīng)力三項(xiàng)參數(shù)同時(shí)控制。

6.水平推力：P=400t。注意施工時(shí)水平推力作用點(diǎn)在梁體中軸上（梁底向上1,342m）。施加水平推力時(shí)采用三只最大頂推力分別為400t千斤頂，同時(shí)進(jìn)行施加頂推力。分別在16號(hào)塊兩個(gè)外側(cè)腹板及中腹板的中性軸下方預(yù)埋一個(gè)牛腿，以托住用于頂推的縱向承壓鋼管，縱向承壓鋼管就位時(shí)兩側(cè)中心要保持一致，同時(shí)緊貼梁體預(yù)埋鋼板，再利用3千斤頂分別固定頂住承壓鋼管。頂推力施加前需對(duì)每個(gè)千斤頂所施加力進(jìn)行平均分配，每只千斤頂施加力按照133t控制，施加頂推力時(shí)按照0→25%→50%→75%→100%的順序分四級(jí)加載。根據(jù)油頂標(biāo)定數(shù)據(jù)表提前計(jì)算各級(jí)應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的油表讀數(shù)，張拉時(shí)分階段觀測(cè)墩頂偏移量，達(dá)到設(shè)計(jì)頂推力時(shí)與設(shè)計(jì)要求的位移控制數(shù)據(jù)對(duì)比。做好相關(guān)記錄，以便最終確定勁性骨架焊接固定的時(shí)間。

7.墩頂位移：頂推施加力時(shí)派專人負(fù)責(zé)觀察墩頂位移量。墩頂位移量是關(guān)鍵控制點(diǎn)。墩頂位移量的觀測(cè)，考慮到頂推時(shí)單獨(dú)T構(gòu)整體位移的同步性以及兩側(cè)T構(gòu)同時(shí)受力時(shí)位移對(duì)稱性。因此，在中跨合龍段兩側(cè)對(duì)稱的16號(hào)塊件外側(cè)腹板頂面沿橫斷面方向布設(shè)預(yù)埋兩個(gè)鋼筋點(diǎn)并做相關(guān)標(biāo)識(shí)，直接用鋼尺量測(cè)控制。為確保墩頂頂推后位移量控制的準(zhǔn)確性，分別設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)，通過(guò)在另外半幅墩頂位置架設(shè)全站儀，觀測(cè)兩設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)的位移作為參照對(duì)比。

四、墩頂墩底截面應(yīng)力控制

1.邊跨合龍段施工

邊跨合龍段的支架搭設(shè)根據(jù)邊跨直線段現(xiàn)澆支架向前延伸，在懸澆筑16號(hào)塊件節(jié)段預(yù)留孔，用吊桿連接兩根雙拼工字鋼支撐縱梁，再鋪設(shè)完底模及側(cè)模，擰緊吊桿螺栓使模板與16號(hào)塊結(jié)合緊密。支架搭設(shè)完畢經(jīng)檢查合格后，開始綁扎底腹板鋼筋，布設(shè)底板預(yù)應(yīng)力管道，安裝內(nèi)模，綁扎頂板鋼筋及預(yù)埋頂縱、橫向預(yù)應(yīng)力束，并固定豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋。

在一天中，最低氣溫時(shí)且梁體溫度均勻時(shí)，開始邊跨合龍段混凝土澆注；在邊跨合龍段砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)的100%后，可以進(jìn)行邊跨底板鋼束、頂板鋼束張拉。邊跨底、頂板鋼束全部張拉完畢即可進(jìn)行此部分鋼束的壓漿。張拉順序?yàn)椋?a、7b、8a、8b、9a、9b、10a、10b、11a、11b、12、13、14即先長(zhǎng)束后短束，以減少預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)的應(yīng)力損失。然后張拉錨固邊跨合龍段的豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋和頂板橫向鋼束，并封錨壓漿。

2.中跨合龍段施工

中跨合龍段支架采用2根雙拼45號(hào)工字鋼做下橫梁，通過(guò)在16號(hào)、16號(hào)塊懸澆段底板及腹板相應(yīng)的位置預(yù)留孔中吊桿連接，作為中跨合龍段底、側(cè)模支撐，底模系統(tǒng)用25號(hào)工字鋼順橋向布置，安裝于下橫梁的45號(hào)工字鋼上，再鋪上方木加12號(hào)槽鋼及竹膠板，側(cè)模通過(guò)外滑梁懸吊于16號(hào)塊頂板上。

中跨合龍段支架搭設(shè)完畢后，開始綁扎底腹板鋼筋，同時(shí)預(yù)埋預(yù)應(yīng)力束管道，然后制立內(nèi)模，綁扎頂板鋼筋，并預(yù)埋頂板縱向預(yù)應(yīng)力束管道。

砼澆筑前必須對(duì)模板加固情況及總體安全性、預(yù)埋件位置進(jìn)行仔細(xì)的檢查，確保施工安全。在一天中最低氣溫時(shí)且梁體溫度均勻時(shí)并且在兩小時(shí)之內(nèi)澆筑完成。

中跨合龍段澆注條件與混凝土配比、強(qiáng)度要求與邊跨合攏段相同，即達(dá)到混凝土強(qiáng)度的100%后，可以進(jìn)行頂、底板鋼束的張拉?？缰袖撌鴱埨瓡r(shí)為避免張拉時(shí)應(yīng)力過(guò)于集中，對(duì)合龍段結(jié)構(gòu)造成不利影響，宜采用分批張拉。

五.合龍施工的技術(shù)要求及相關(guān)注意事項(xiàng)

1.合龍段鎖定前，需對(duì)懸臂斷面進(jìn)行一晝夜分時(shí)段連續(xù)觀測(cè)，觀測(cè)氣溫與懸臂端的標(biāo)高變化，氣溫與合龍段長(zhǎng)度的變化，氣溫與梁體溫度的關(guān)系等，以確定合龍時(shí)間。

2.掌握合龍期間的氣溫預(yù)報(bào)情況，選擇日溫較低、溫度變化幅度較小時(shí)鎖定合龍口并澆注合龍段砼。

3.合龍段施工中涉及到的鋼構(gòu)件較多，按照設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際需要，在邊跨現(xiàn)澆段及16號(hào)塊件施工時(shí)就開始注意相關(guān)構(gòu)件的預(yù)埋，確保無(wú)遺漏并控制位置的準(zhǔn)確性。

4.合龍勁性骨架的焊接鎖定，要求迅速地對(duì)稱進(jìn)行，同時(shí)一定要保證焊縫質(zhì)量。

5.合龍段砼可選擇適當(dāng)?shù)耐鈸絼┮赃_(dá)到早強(qiáng)和減少收縮徐變的目的。

6.合龍段砼應(yīng)覆蓋，保溫養(yǎng)護(hù)。

7.全橋合攏后請(qǐng)監(jiān)控單位對(duì)主墩進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)。

六、結(jié)束語(yǔ)

某大橋合龍前采用千斤頂對(duì)主梁預(yù)先施加了一個(gè)水平頂推力，對(duì)改善連續(xù)剛構(gòu)橋梁墩身受力狀態(tài)，使結(jié)構(gòu)受力趨于更合理，該施工技術(shù)獲得成功。

參考文獻(xiàn)：

[1]特大橋設(shè)計(jì)說(shuō)明.

[2]交通部第一公路工程總公司主編.公路施工手冊(cè)·橋涵.

[3]公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ023-85）.

[4]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）.

(作者單位：貴州省橋梁工程總公司)