大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋合龍技術(shù)探討

（西南交通大學(xué)土木工程系，上海 200436）

摘 要：合龍段施工是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁橋施工的關(guān)鍵工序，通過對某主跨135m的4跨連續(xù)梁橋合龍方案研究，提出了合龍結(jié)構(gòu)的受力分析方法，擬定了輔助合龍的勁性骨架和臨時預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，指出合龍施工的質(zhì)量控制要點，對大跨連續(xù)梁橋的合龍施工有一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：橋梁施工;預(yù)應(yīng)力混凝土橋;連續(xù)梁;合龍

1 工程概況

黃浦江上游的某預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁橋（圖1）為5墩4跨，跨徑布置為（75+135+135+75）m。

20#、21#、22#墩為主墩，上部結(jié)構(gòu)為單箱單室預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)梁，梁頂寬12m，底寬7m，0#塊與邊跨直線段均采用支架現(xiàn)澆，主墩每側(cè)各11個節(jié)段采用貝雷桁架掛籃懸澆。邊跨、中跨各設(shè)2個合龍段，長度均為2m，梁高5.83m。

2 合龍方案

合龍順序擬定為對稱先邊跨合龍，后中跨合龍。合龍段內(nèi)設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)勁性骨架，張拉部分預(yù)應(yīng)力索鎖定合龍段，在一天中氣溫較低時段澆筑合龍段砼。

3 合龍施工設(shè)計

3.1 邊跨合龍

以20#墩側(cè)邊跨為例，邊跨合龍時鎖定20#墩支座，解除19#墩的支座鎖定，解除直線段梁與支架的鎖定，使邊跨和半個中跨形成簡支靜定的結(jié)構(gòu)。

（1）邊跨現(xiàn)澆梁滑移機構(gòu)設(shè)置。邊跨直線段現(xiàn)澆梁采用的鋼管支架法施工，貝雷桁架作為承載梁，為使合龍時直線段梁能縱橋向水平微量滑移，在鋼管柱頂與分配梁間設(shè)置了不銹鋼板-四氟板滑動機構(gòu)（圖2）。

（2）邊跨合龍受力分析。以19#墩側(cè)邊跨（圖3）為例，計算假設(shè)邊跨合龍段兩側(cè)墩的支座與梁體均固結(jié)，墩頂無位移（圖4）。

根據(jù)變形協(xié)調(diào)原理，梁體升溫△t時所產(chǎn)生的軸向力N為：

上式中：L、Lh、Lg——合龍跨度、懸臂段長度、鋼支撐長度;Ag、Ah——合龍鋼支撐截面積、懸臂段平均截面積;Eg、Eh——鋼、混凝土的彈性模量。

經(jīng)計算，假定合龍時19#、20#墩均鎖定，產(chǎn)生的梁體軸向力N=2248△t（kN）。若晝夜溫差10℃，在合龍段處可產(chǎn)生2248t的軸向力，溫差對結(jié)構(gòu)影響很大，因此在合龍段鎖定后需立即將約束解除，使其能縱向自由滑移，合龍口剛性支撐在升溫時受壓力N=Ny+Qf，降溫時N= Ny-Qf。式中：Ny——臨時預(yù)應(yīng)力提供的預(yù)壓力;Q——邊跨梁自重;f——梁滑移時的摩阻系數(shù);

合龍時通過預(yù)測的溫差△t求得梁體的應(yīng)力，推斷出臨時預(yù)張拉力的大小，擬定合龍口鋼支撐截面。本橋合龍設(shè)計時，支座滑動摩阻系數(shù)f=0.3，鋼—四氟板滑動摩阻系數(shù)f=0.08;則計算得Qf=430（kN）。

N= Ny±Qf=5320±430（kN）

（3）邊跨鋼支撐設(shè)置。邊跨鋼支撐架用于鎖定合龍口，約束懸臂端，選用4組2[32a槽鋼梁，經(jīng)檢算其承載力[N]=7508（kN）>N，滿足受力要求。

3.2 中跨合龍

2個中跨同時合龍，固定21#墩支座，鎖定兩側(cè)的中跨合龍段，解除20#、22#墩的支座鎖定。合龍段的受力為溫度變化時梁在支座上的滑動摩阻力，即N= Ny±Qf。本橋中跨合龍設(shè)計需張拉臨時預(yù)應(yīng)力Ny=4760（kN），邊跨與半次邊跨梁段重按87773kN計，支座滑動摩阻取0.03，合龍段結(jié)構(gòu)受荷載N= Ny±Qf=4760±2633（kN），中跨合龍段的鋼支撐結(jié)構(gòu)與邊跨合龍段相同。

3.3 合龍質(zhì)量控制要點

合龍口兩懸臂端的高差、中心線偏差是衡量大橋合龍質(zhì)量的重要指標，在懸澆的最后3個節(jié)段應(yīng)加強觀測監(jiān)控，及時調(diào)整模板標高，高程以二等水準控制測量為準，選用誤差不大于1mm/km的精密水準儀測量，梁塊兩端高差偏大時可適當壓重調(diào)整再鎖定。

合龍作業(yè)時應(yīng)均衡對稱，合龍前清除梁上的不必要施工荷載，合龍作業(yè)應(yīng)按方案迅速鎖定或解除約束，提前焊接固定鋼支撐的一端，在鋼筋綁扎后將另一端迅速與梁體焊連，及時施加預(yù)應(yīng)力，當鎖定合龍口后立即按方案將臨時約束釋放，保證梁能自由滑移。合龍段的混凝土強度宜較梁段提高一個等級，并采用微膨脹混凝土。

4 結(jié)語

合龍施工是大跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工中非常重要的一環(huán)，精準的合龍受力分析和細致的合龍結(jié)構(gòu)設(shè)計是順利合龍的保證，通過合理的技術(shù)方案制定和施工組織，大橋合龍精度滿足質(zhì)量要求，橋梁線型達到了預(yù)定的效果，可為大跨橋梁合龍施工提供借鑒。

參考文獻：

[1]鄔彪紅.漢宜鐵路蔡家灣漢江特大橋施工技術(shù)[J].橋梁建設(shè)，2010（03）：75-78.

[2]張繼堯，王昌將.懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋[M].人民交通出版社，2004（01）.

作者簡介：魏來（1993-），男，安徽阜陽人，西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，本科。