南平閩江大橋主梁施工技術探究

張廣濤

（中鐵十三局集團第一工程有限公司，遼寧 大連 116033）

1 工程概況:

1.1 福建省南平市閩江大橋工程主橋為主跨272米的雙塔雙索面預應力混凝土斜拉橋，全長為607m的半漂浮雙索面雙塔斜拉橋-連續(xù)梁協(xié)作體系。大橋3#、4#主塔為改進H型鋼筋混凝土結構，單箱單室截面，塔高126.7米，主梁采用箱梁與雙邊箱梁相結合的斷面形式。斜拉索為扇形布置，采用Ф7高強平行鋼絲成品索，拉索兩端采用冷鑄錨，索外包擠彩色PE防護套，兩端設內(nèi)置式減振器。

1.2 主梁總體施工方案

主梁標準節(jié)段采用前支點掛籃懸臂澆筑工藝，錨跨及協(xié)作跨采用支架現(xiàn)澆，0號節(jié)段采用墩旁扇形支架澆筑，合攏段施工采用吊模施工。

1.3 主梁設計及其特點

主梁采用箱梁與雙邊箱梁兩種主梁斷面相結合的方式。全橋共設84對拉索，76個標準節(jié)段，3個合龍段，4個現(xiàn)澆段。

2 0#號節(jié)段的施工

主梁0#段現(xiàn)澆支架采用扇形支架進行施工，支架主要由鋼管立柱、鋼管平聯(lián)、剪刀撐、承重梁、分配梁及錨固預埋件等幾部分組成。主梁0#段現(xiàn)澆支架鋼管立柱直接坐落于承臺上。施工支架與主塔下橫梁兩側預埋件焊接牢固。

索套管安裝應嚴格按鋼套管的平面位置，標高及角度精確測量定位。其步驟為：在模板調好的基礎上，放出索套管中心在底模上的十字線，安裝索套管定位架，然后吊裝索套管，將索套管進行精確定位，必要時加微調裝置調整，達到要求后，將索套管固定在定位支架上。

砼灌注順序為先底板，后肋板、橫隔梁，最后后頂板。

混凝土強度達到設計強度后張拉預應力，預應力張拉先張拉精軋螺紋鋼筋，然后張拉通長鋼絞線，最后張拉橫向預應力。

3 主梁標準節(jié)段施工

3.1 前支點掛籃的結構

掛籃主要由承載系統(tǒng)、提升錨固系統(tǒng)、止推系統(tǒng)、定位調整系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、索力轉換系統(tǒng)和模板系統(tǒng)組成。

承載系統(tǒng)主要包括主要包括2根主縱梁和前、中、后橫梁和其它一些輔助梁系，形成掛籃的承載平面；提升錨固系統(tǒng)包括后錨點、C形掛鉤、內(nèi)錨點等，止推系統(tǒng)包括止推座和止推塊，定位調整系統(tǒng)：掛籃的水平高度定位由液壓千斤頂和錨桿完成，縱向微調由止推座上的螺桿和鎖緊螺母完成，橫向位置由安裝在后橫梁上且作用于已澆筑節(jié)段縱梁的限位輪保證。掛籃行走系統(tǒng)由掛鉤、限位輪、反走輪和已成橋面敷設的軌道及牽引千斤頂構成。索力轉換系統(tǒng)主要由連接桿、千斤頂、錨梁和錨環(huán)等組成，是前支點掛籃的主要特點，它將拉索連接到掛籃的縱梁前端，拉索在澆筑混凝土時承受掛籃和混凝土的荷載，使掛籃由后錨點掛籃的懸臂受力變成簡支受力，顯著改善了掛籃的受力狀況，同時減少了掛籃在主梁上的垂直荷載。

閩江大橋模板系統(tǒng)共分3個區(qū)域5種類型的模板。模板肋采用8#槽鋼，面板采用6mm鋼板。箱梁區(qū)內(nèi)模采用竹膠板制作，方便拆裝。

3.2 掛籃法主梁施工施工技術要點

3.2.1 掛籃的下降和前移

上一節(jié)段施工完成以后，分別卸載內(nèi)錨桿和外錨桿的預緊張拉力（先卸載外錨桿），拆除內(nèi)錨桿組。150噸雙作用千斤頂和分配扁擔梁就位與外錨桿處，兩邊千斤頂活塞預頂50mm緊貼扁擔梁鎖緊張拉螺母，松開外錨桿的鎖緊螺母，兩油缸同步進油，使掛籃下降50mm，此時掛籃平面前傾約5°。聯(lián)系梁處50t螺旋千斤頂頂起50mm，使掛籃平面處于水平狀態(tài)。如此循環(huán)多次，至掛籃掛腿滑靴落在軌道面上，并安裝反走輪。

掛籃前移使用100t液壓穿心式千斤頂及9米長Φ32精軋螺紋鋼。在已澆筑完成的梁段上敷設軌道梁，掛腿下落，利用50t螺旋千斤頂安裝反走輪，拆除內(nèi)錨桿、外錨桿、止推塊及止推座上座，放下模板升降桁架，使其低于主梁底面，安裝行走反力架，焊接牢固確保與軌道連接牢靠。

通過掛腿頭部的φ60孔安裝牽引用32mm精軋螺紋鋼，安裝穿心式千斤頂在反力架上，接通油泵。同步注油拉動精軋螺紋鋼而牽引掛籃行走，每次最大行程150mm。調整精軋螺紋鋼錨具，退回千斤頂活塞。如此循環(huán)往復使掛籃前移6米，進入下一個澆筑節(jié)段的施工位置。

3.2.2 掛籃提升就位

掛籃行至指定位置后便可進行提升。在已澆筑節(jié)段上安裝止推塊、內(nèi)錨桿、外錨桿及止推座上部，并利用螺旋千斤頂拆除反走輪。調整螺旋千斤頂，使聯(lián)系梁和主梁底間距減小50mm。在外錨桿處安裝分配扁擔梁和雙作用千斤頂，接通油泵同步加壓使掛籃掛腿滑靴脫離軌道，兩邊同時提升50mm，始終保持掛籃與梁底平行狀態(tài)。如此循環(huán)往復，直至模板與梁底貼合錨桿張拉預緊值達到200Mpa（單根），并錨固鎖緊。安裝錨具及內(nèi)錨桿并張拉。

3.2.3 斜拉索第一次張拉

首先安裝拉索套管，準確定位并固定，然后安裝斜拉索并與掛籃弧首處的牽索系統(tǒng)相連接，并通過第一次張拉控制掛籃標高到位。

3.2.4 節(jié)段梁體澆筑

掛籃懸澆節(jié)段梁體應邊主跨、上下游對稱、均衡澆筑，嚴格控制混凝土澆筑期間兩側不平衡荷載，以保證施工安全?；炷凉嘧㈨樞颍河汕巴螅鹊装?、肋板、橫隔梁，后頂板。混凝土澆注過程中，實時監(jiān)控掛籃標高，根據(jù)監(jiān)控提出的要求，張拉調整斜拉索，控制掛籃標高，然后對稱澆注剩余混凝土。

3.2.5 拉索體系轉換和張拉

梁體混凝土強度和彈性模量達到設計要求后，張拉體內(nèi)預應力束，張拉完畢后立即進行壓漿。完成后立即開始進行拉索體系轉換，即牽索系統(tǒng)的千斤頂張拉出一定行程，將斜拉索錨固端的冷鑄錨錨環(huán)緊密的連接在梁體錨墊板上，千斤頂回油，拆除牽索系統(tǒng)的錨固螺栓，拆除牽索系統(tǒng)與斜拉索的連接，通過錨環(huán)將斜拉索索力轉換至梁體結構上，從而實現(xiàn)體系轉換。體系轉換后，通過塔上千斤頂張拉斜拉索至監(jiān)控給出的索力值，并進行錨固，完成節(jié)段主梁施工。

4 協(xié)作跨及錨固跨主梁施工

主梁錨跨段及協(xié)作段采用滿堂支架進行施工，現(xiàn)澆支架采用鋼管與大型工字鋼作排架支承。施工支架搭設完成后，應進行等量預壓，以消除非彈性變形和測算彈性變形值，作為立模標高的修正依據(jù)。

主梁模板包括底模、側模、內(nèi)模和端模模板，模板均采用竹膠板。底模標高鋪設時應根據(jù)預壓結果進行預設拋高，保證成橋后主梁線形。

梁體鋼筋在加工棚內(nèi)下料，待底模板安裝完成后，運至現(xiàn)場在模內(nèi)綁扎。同時按設計進行塑料波紋管預應力管道安裝，先按管道坐標焊制管道“井字型”定位鋼筋。為了保證預應力管道的通順，適當增加定位筋。

錨固跨索套管安裝應嚴格按鋼套管的平面位置，標高及角度精確測量定位。其方法步驟為：在模板調好的基礎上，放出索套管中心在底模上的十字線，安裝索套管定位架，然后吊裝索套管，將索套管進行精確定位，必要時加微調裝置調整，達到要求后，將索套管固定在定位支架上。

混凝土灌注順序為先底板，后肋板、橫隔梁，最后后頂板。

主梁錨跨段混凝土澆筑時，應自節(jié)段南端向5#輔助墩方向澆筑，主梁協(xié)作段混凝土澆筑時，應自節(jié)段北端向1#輔助墩方向澆筑，以使支架變形在橋墩部分砼澆筑前完成，避免因支架下沉造成梁體開裂。

5 合攏段施工

南平閩江大橋主橋邊跨合攏段包括錨固跨合攏、協(xié)作跨合攏和中跨合攏，合攏長度均為2米，橫向斷面采用主梁標準斷面。混凝土根據(jù)設計要求采用微膨脹自補償混凝土，混凝土摻加劑要求確保對混凝土強度及和易性等性能不得有損害。

5.1 合攏前的準備工作

5.1.1 標準節(jié)段施工完成以后，將已張拉的斜拉索索力、主梁標高、主塔位移重新測一次，確保合攏前結構狀態(tài)達到設計要求。

5.1.2 撐架合攏前連續(xù)三天分不同時段，不同溫度量測梁端間隙及梁端標高，每2小時量測一次，記錄時間及氣溫，提交設計，由設計根據(jù)實測報告確定合攏溫度。

5.1.3 按照設計提供的合攏撐架設計圖紙，提前加工好合攏撐架備用。

5.1.4 提前完成單側撐架的焊接工作，以節(jié)約合攏撐架正式焊接時的時間。

5.2 合攏撐架的布置

邊跨合攏撐架采用8組外置式雙拼工字鋼，橫橋向對稱布置，橋面完成合攏以后拆除。

5.3 合攏段施工工藝

5.3.1 梁端配重

按照監(jiān)控指令要求在梁端進行臨時配重，配重水箱配重，均勻布置，以便于在混凝土澆注時等重量代換。

5.3.2 合攏撐架的施工

合攏撐架布置采用8根雙拼工字鋼制作，上下游對稱布置。

嚴格按照圖紙要求進行合攏撐架的安裝，首先在施工標準節(jié)段及錨固跨時預埋件安裝必須準確，并與梁體鋼筋等牢固連接，確?；炷翝沧⑦^程中位置準確。

在白天焊接完成合攏撐架的一端，為確保最后合攏鎖定時能夠在很短的時間內(nèi)完成撐架鎖定工作，安排8個電焊工同時進行施焊作業(yè)，在白天交錯焊接完成其中一端的連接，上層撐架先焊接完成16號節(jié)段的焊接，下層撐架先完成錨固跨的焊接，然后在設計要求的合龍溫度下迅速進行焊接，并在設計規(guī)定的時間內(nèi)焊接完畢。

5.3.3 混凝土澆注

混凝土的澆注時間按照設計及監(jiān)控等有關單位的指示進行澆注，混凝土澆注過程中按照澆注數(shù)量卸載配重材料。

6 體系轉換

6.1 體系轉換步驟

6.1.1 主跨合攏段施工完成，按照給定順序張拉完成中跨通長束的預應力。

6.1.2 安裝完成粘滯式阻尼器。

6.1.3 首先拆除3#主塔臨時固結，對主梁的縱向位移進行實時觀測，待主梁位移穩(wěn)定后，再拆除4#主塔臨時固結，并對主梁的位移進行實時觀測，體系轉換完成。

6.2 臨時固結拆除

臨時固結包跨扭轉約束和縱向約束。扭轉約束采用的是硫磺砂漿臨時支座與豎向精軋螺紋鋼錨固。21#斜拉索調整完成以后，使用60t張拉千斤頂超張拉豎向精軋螺紋鋼，使錨固螺母放松，人工拆除錨固螺母，完成精軋螺紋鋼的拆除。精軋螺紋鋼筋放松時4臺千斤頂4個塔柱同時進行對稱施工，按照施工設計給定的順序分級交叉進行，螺母放松過程中，施工作業(yè)人員盡量遠離千斤頂，以避免因為拉力過大損壞精軋螺紋鋼筋給施工作業(yè)人員造成不必要的損傷。扭轉約束精軋螺紋鋼在當天溫度最高的時間解除。

硫磺支座的拆除采用噴燈或氣割進行溶化，剩余混凝土支座采用人工鑿除。縱向約束采用硫磺砂漿，在扭轉約束拆除完成以后直接溶化。

經(jīng)驗總結

通過福建南平閩江大橋主梁施工，積累了一些斜拉橋前支點掛籃施工主梁的施工經(jīng)驗，給以后的施工提供借鑒。

[1]公路橋涵施工技術規(guī)范（JTJ041－2000）[J].

[2]范立礎.斜拉橋建造技術[M].人民交通出版社.

[3]周孟波.斜拉橋手冊[M].人民交通出版社，2004.3.