湘江特大橋（75+3×135+75）m剛構(gòu)連續(xù)梁施工

王珣

摘 要：湘江特大橋采用（75+3×135+75）m連續(xù)梁兩跨湘江，主跨跨度大，保證連續(xù)梁施工線形和高精度合攏施工難度大。

關(guān)鍵詞：湘江；剛構(gòu)；連續(xù)梁；掛籃；懸澆

1 工程概況

湘江特大橋右岸端位于長(zhǎng)沙縣暮云鎮(zhèn)燕子塘村北側(cè)，左岸端位于湘潭市九華經(jīng)濟(jì)區(qū)石牛灣。工程斷面位于湘江興馬洲洲頭下游約1.7km處。

湘江特大橋大橋全長(zhǎng)4518.77m，里程樁號(hào)為DK19+395.95～DK23+914.72。湘江特大橋孔跨組成為：2-（75+3×135+75）m剛構(gòu)連續(xù)梁；1-（40+56+40）m連續(xù)梁；1-（48+80+48）m連續(xù)梁；1-（32+48+32）連續(xù)梁；87-32m及5-24m簡(jiǎn)支梁組成。

全橋孔跨布置為：2×24m簡(jiǎn)支梁+7×32m簡(jiǎn)支梁+1×24m簡(jiǎn)支梁+（32+48+32）m連續(xù)梁+2×32m簡(jiǎn)支梁+1×24m簡(jiǎn)支梁+2×32m簡(jiǎn)支梁（40+56+40）m連續(xù)梁+9×32m簡(jiǎn)支梁+（75+3×135+75）m連續(xù)梁+9×32m簡(jiǎn)支梁+（48+80+48）m連續(xù)梁+2×32m簡(jiǎn)支梁+（75+3×135+75）m連續(xù)梁+30×32m簡(jiǎn)支梁+1×24m簡(jiǎn)支梁+26×32m簡(jiǎn)支梁。

本文重點(diǎn)闡述湘江特大橋（75+3×135+75）m剛構(gòu)連續(xù)梁施工。

2 剛構(gòu)連續(xù)梁施工

湘江特大橋（75+3×135+75）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)采用掛籃懸澆施工。墩頂現(xiàn)澆段（0#段）采用落地支架法施工；懸灌梁段采用三角掛籃懸臂施工；邊跨、中跨、次邊跨合龍段均采用合龍吊架施工，吊架底籃及模板利用掛籃的相應(yīng)部件改制；邊跨現(xiàn)澆段采用膺架法施工；鋼筋由工廠集中加工制作，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)由履帶吊或浮吊提升、現(xiàn)場(chǎng)綁扎成型；混凝土由攪拌站集中供應(yīng)，攪拌車運(yùn)輸，混凝土輸送泵泵送入模，插入式振搗器搗固，混凝土采用覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護(hù)。大跨度梁施工過程中按要求進(jìn)行懸澆過程中的應(yīng)力和線形監(jiān)控、體系轉(zhuǎn)換過程中的施工控制。

2.1 墩頂現(xiàn)澆段（0#塊）施工

⑴連續(xù)剛構(gòu)施工

剛構(gòu)主墩32#、33#、51#、52#墩0#塊施工采用鋼管樁落地支架直接澆筑0#塊。

②0#塊支架搭設(shè)

0#段支架采用鋼管樁和型鋼拼裝而成，管樁直接支撐在承臺(tái)上，鋼管樁間設(shè)置連接系，在墩身每隔一定間距設(shè)預(yù)埋件與內(nèi)面一排灌裝連接，以保證樁身的穩(wěn)定性。樁頂鋪設(shè)主梁，主梁上鋪設(shè)分配梁，形成0#段施工平臺(tái)。

③支架預(yù)壓

支架預(yù)壓采用砂袋作加載物，加載的荷載強(qiáng)度與梁的荷載強(qiáng)度分布一致。

當(dāng)試壓沉降穩(wěn)定后，記錄各測(cè)點(diǎn)的沉降值，經(jīng)過計(jì)算，對(duì)底模標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，使預(yù)留拱度值更加準(zhǔn)確，同時(shí)也是對(duì)支架的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的檢驗(yàn)。

④模板

箱梁底模采用大塊鋼模板（掛籃底模），兩懸臂端梁底縱坡的調(diào)整，利用調(diào)模裝置調(diào)整坡度，從而使底模達(dá)到坡度要求。

外側(cè)模采用大塊鋼模板，在梁變寬部分利用調(diào)模裝置調(diào)整立模寬度，當(dāng)內(nèi)外側(cè)模板拼裝后用Φ18對(duì)拉螺桿對(duì)拉，拉桿間距按水平0.5米，豎向1.0米布置。頂板底模與外側(cè)模連接處鑲橡膠條塞緊，以防漏漿。其它根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用鋼木組合模板。

⑤鋼筋及預(yù)應(yīng)力孔道安裝、混凝土灌注及養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力施加、孔道壓漿等工序見后詳述。

⑵連續(xù)梁0#塊施工及臨時(shí)固結(jié)

31#、34#、50#、53#墩屬于次邊跨主墩，施工0#塊時(shí)也采用落地支架的形式，方法同剛構(gòu)0#施工；0#塊支架施工完成后，在0#塊底腹板大小里程側(cè)左右對(duì)稱支撐4根Φ1000×12mm鋼管砼樁，箱梁底腹板處提前預(yù)埋2cm厚鐵板與鋼管砼樁施焊固結(jié)。見“圖1 0#塊臨時(shí)固結(jié)示意圖”。

2.2 懸澆梁段施工

⑴施工掛籃

①掛籃簡(jiǎn)介

掛籃采用三角架斜拉式掛籃，包括三角架、走道梁、前后上橫梁、前后下橫梁、吊掛系統(tǒng)（前、后主吊帶、后副吊帶、外模吊桿）及相應(yīng)的錨固、緊縮裝置和底平臺(tái)等部分組成。

②掛籃拼裝

掛籃結(jié)構(gòu)構(gòu)件運(yùn)達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，利用履帶吊或浮吊吊至已澆梁段頂面，在已澆好的0#梁段頂面拼裝，拼裝完畢后，對(duì)掛籃施加梁段荷載進(jìn)行預(yù)壓，充分消除掛籃產(chǎn)生的非彈性變形，懸灌施工過程中，將掛籃的彈性變形量納入梁段施工預(yù)拱度計(jì)算。

③掛籃靜載試驗(yàn)

掛籃拼裝完畢后，進(jìn)行荷載試驗(yàn)以測(cè)定掛籃的實(shí)際承載能力和梁段荷載作用下的變形情況。荷載試驗(yàn)時(shí)，加載按施工中掛籃承受最不利的梁段荷載+規(guī)定加載系數(shù)進(jìn)行加載，測(cè)定各級(jí)荷載作用下掛籃產(chǎn)生的撓度和最大荷載作用下掛籃控制桿件的內(nèi)力。根據(jù)各級(jí)荷載作用下掛籃產(chǎn)生的撓度繪出掛籃的荷載—撓度曲線，為懸臂施工的線性控制提供可靠的依據(jù)。根據(jù)最大荷載作用下掛籃控制桿件的內(nèi)力，可以計(jì)算掛籃的實(shí)際承載能力，了解掛籃使用中的實(shí)際安全系數(shù)，確保安全可靠。

④掛籃的移動(dòng)

在每一梁段混凝土澆注及預(yù)應(yīng)力張拉完畢后，將掛籃沿行走軌道移至下一梁段位置進(jìn)行施工，直到懸灌梁段施工完畢。

⑤掛籃拆除

箱梁懸灌梁段施工完畢后，進(jìn)行掛籃結(jié)構(gòu)拆除。拆除順序?yàn)椋合鋬?nèi)拱頂支架→側(cè)模系統(tǒng)→底模系統(tǒng)→主桁架，吊帶系統(tǒng)及行走錨固系統(tǒng)在其過程中交叉操作。箱內(nèi)拱頂支架采取拆零取出，側(cè)模、底模系統(tǒng)采用卷揚(yáng)機(jī)整體吊放，主桁架采取先退至墩位附近再利用吊機(jī)進(jìn)行拆零。

⑵懸臂灌注施工

懸澆施工主要包括掛籃前移、掛籃調(diào)整及錨固、鋼筋及孔道安裝、混凝土灌注及養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力施加、孔道壓漿六個(gè)工序循環(huán)進(jìn)行。附“圖2 掛籃懸澆節(jié)段施工”。

懸灌梁段施工長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)要求一般為2.5～4.0米，當(dāng)混凝土強(qiáng)度和彈性模量以及砼齡期達(dá)到設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

①掛籃前移：在前一梁段施工完畢后，解除放松各吊點(diǎn)，使模板脫離梁體，解除梁上后錨點(diǎn)，進(jìn)行錨固轉(zhuǎn)換，行走小車托力轉(zhuǎn)換在滑道上，通過穿心千斤頂和鋼絞線拖拉主桁，使整個(gè)掛籃前移至下一梁段位置。

②掛籃調(diào)整及錨固：掛籃就位后，先把錨固體系轉(zhuǎn)換給梁體的錨筋后，然后通過測(cè)量?jī)x器進(jìn)行中線、高程測(cè)量、定位，通過千斤頂進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整，經(jīng)過檢查確定合格后，最后進(jìn)行全面錨固。

③模板就位

箱梁梁段模板安裝的尺寸允許偏差，應(yīng)符合規(guī)范要求。

2.3 邊跨直線段施工

邊跨直線段采用支架現(xiàn)澆施工。

支架預(yù)壓：見“墩頂現(xiàn)澆段（0#段）施工”中支架預(yù)壓。

模板：底模、外模采用大塊鋼木組合模板，內(nèi)、外側(cè)模板拼裝后用Φ18的對(duì)拉螺桿對(duì)拉；內(nèi)模采用組合鋼模，箱梁內(nèi)頂板采用鋼管支架支模，鋼管支架直接支撐在底模板上，腳手架底墊同標(biāo)號(hào)的混凝土墊塊，調(diào)模、拆模采用木楔調(diào)整完成。

混凝土灌注：采用泵送砼澆注，砼施工順序由支架懸澆端向邊墩端推進(jìn)澆筑，以減少支架沉降的影響。

2.4 合龍段施工及結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，連續(xù)剛構(gòu)合龍施工時(shí)先合龍次邊跨，再合龍中跨，最后合龍邊跨。合龍溫度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，施工溫度高于設(shè)計(jì)合龍溫度時(shí)則采取措施頂推后合龍。合龍段兩端懸臂標(biāo)高及軸線偏差應(yīng)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

⑴次邊跨和中跨合龍

次邊跨及中跨兩者合龍方法基本一致。

①吊架及模板安裝

次邊跨和中跨合龍梁段均采用合龍吊架施工，合龍吊架和模板采用施工掛籃的底籃及模板系統(tǒng)改制。

安裝步驟為：

第一步：將掛籃的底籃整體前移至合龍段另一懸臂端；

第二步：在懸臂端預(yù)留孔內(nèi)穿入鋼絲繩，用幾組滑車吊起底籃前橫梁及內(nèi)外滑梁的前橫梁；

第三步：拆除掛籃前吊桿；

第四步：用卷揚(yáng)機(jī)調(diào)整所有鋼絲繩，使底籃及內(nèi)外滑梁移到相應(yīng)位置，安裝錨桿、吊桿和聯(lián)接器將吊架及模板系統(tǒng)錨固穩(wěn)定；

第五步：將主桁系統(tǒng)退至0#梁段后拆除。

②設(shè)平衡重

采用在懸臂端的水箱中加水的方法設(shè)平衡重，近端及遠(yuǎn)端所加平衡重噸位由施工平衡設(shè)計(jì)確定。配重及合龍步驟見“圖3 次邊跨及中跨合龍段施工過程示意圖”。

③普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝

普通鋼筋在地面集中加工成型，運(yùn)至合龍段綁扎安裝，綁扎時(shí)將勁性骨架安裝位置預(yù)留，等勁性骨架鎖定后補(bǔ)充綁扎。底板束管道安裝前，應(yīng)試穿所有底板束，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。合龍段底板束管道采用鋼管，或者用雙層波紋管替代，管道內(nèi)穿入鋼絞線芯模，以保證合龍段混凝土澆注后底板束管道的暢通。其余預(yù)應(yīng)力束及管道安裝同箱梁懸澆梁段。

④合龍鎖定

A、次邊跨合龍段施工：

合龍前使合龍段兩共軛懸臂端臨時(shí)連接，盡可能保持相對(duì)固定，以防止合龍段混凝土在澆注及早期硬化過程中發(fā)生明顯的體積改變。合龍前除“T構(gòu)”懸臂端按平衡要求設(shè)置平衡重外，如施工控制有要求時(shí)還將對(duì)合龍段處采取調(diào)整措施。

B、中跨合龍段施工：

中跨合龍施加頂推力前，必須先解除次邊跨主墩臨時(shí)支座的鎖定，并切斷該墩臨時(shí)支座錨固鋼筋，完成體系轉(zhuǎn)換。

然后在中跨懸臂端施加設(shè)計(jì)要求的頂推力，最后安裝合龍段體外支撐勁性鋼骨架。

⑤澆注合龍段混凝土

合龍段混凝土澆注過程中，按新澆注混凝土的重量分級(jí)卸去平衡重（即分級(jí)放水），保證平衡施工。合龍段混凝土選擇在一天中氣溫較低時(shí)進(jìn)行澆注，可保證合龍段新澆注混凝土處于氣溫上升的環(huán)境中，在受壓的狀態(tài)下達(dá)到終凝，以防混凝土開裂。

⑥預(yù)應(yīng)力施工

次邊跨合龍段砼澆筑達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求先張拉部分預(yù)應(yīng)力束，解除臨時(shí)固結(jié)及次邊跨主墩臨時(shí)支座，張拉完成其它預(yù)應(yīng)力束，壓漿封錨。

中跨合龍段砼澆筑達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求先張拉部分預(yù)應(yīng)力束，然后解除臨時(shí)固結(jié)，張拉完成其它預(yù)應(yīng)力束，壓漿封錨。

⑦拆除模板及吊架。

⑵邊跨合龍

①施工準(zhǔn)備

A、懸臂梁段澆注完畢，拆除懸臂掛籃；

B、清除懸臂端的施工材料、機(jī)具，材料、設(shè)備有序在墩頂范圍堆放；

C、在“T構(gòu)”兩懸臂端預(yù)備配重水箱；

D、近期氣溫變化規(guī)律測(cè)量記錄。

②邊跨合龍段支架及模板

邊跨合龍段將掛籃三角支架拆除，直接利用掛籃吊架進(jìn)行施工

③設(shè)平衡重

采用在懸臂端的水箱中加水的方法設(shè)平衡重，近端及遠(yuǎn)端所加平衡重噸位由施工監(jiān)測(cè)單位確定。配重及合龍步驟見“圖4 邊跨合龍施工步驟圖”。

④普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝與次邊跨、中跨合龍段相同。

⑤合龍鎖定

合龍前使懸臂端與邊跨等高度現(xiàn)澆段臨時(shí)連接，盡可能保持相對(duì)固定，以防止合龍段混凝土在澆注及早期硬化過程中發(fā)生明顯的體積改變，鎖定時(shí)間按合龍段鎖定設(shè)計(jì)執(zhí)行。臨時(shí)“鎖定”是合龍的關(guān)鍵，合龍“鎖定”遵循又拉又撐的原則，即“鎖定”包括焊接勁性支撐和張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束。勁性支撐采用“預(yù)埋槽鋼+連接槽鋼+預(yù)埋槽鋼”三段式結(jié)構(gòu)，其斷面面積及支承位置根據(jù)鎖定設(shè)計(jì)確定。合龍時(shí)，在兩預(yù)埋槽鋼之間設(shè)置連接槽鋼，連接槽鋼布置在箱梁體外，待合龍段混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，拆除連接槽鋼，避免影響合龍段預(yù)應(yīng)力張拉后混凝土的有效應(yīng)力。臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束按設(shè)計(jì)布置，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉噸位按鎖定設(shè)計(jì)確定，勁性骨架頂緊后進(jìn)行張拉，臨時(shí)束張拉錨固后不壓漿，合龍完畢后將拆除。合龍鎖定布置見“圖5 邊跨合龍鎖定布置示意圖”。

⑥澆注邊合龍段混凝土

施工方法見前述次邊跨、中跨合龍混凝土施工。

⑦預(yù)應(yīng)力施工

合龍段永久束張拉前，采取覆蓋箱梁懸臂并灑水降溫以減小箱梁懸臂的日照溫差。底板預(yù)應(yīng)力束管道安裝時(shí)要采取措施保證管道暢通，待合龍段混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定強(qiáng)度和相應(yīng)齡期后，先張拉邊跨頂板預(yù)應(yīng)力束，再張拉底板第一批預(yù)應(yīng)力束，按照設(shè)計(jì)要求的張拉噸位及順序雙向?qū)ΨQ進(jìn)行張拉。橫向、豎向及頂板縱向預(yù)應(yīng)力施工同箱梁懸灌梁段施工，合龍段施工完畢后，拆除臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束并對(duì)其管道壓漿。

⑧直線段支架下落，拆除模板及支架，拆除吊架。

⑶平衡設(shè)計(jì)

合龍段施工時(shí)，每個(gè)“T構(gòu)”懸臂加載應(yīng)盡量做到對(duì)稱平衡。合龍前，懸臂受力以彎矩為主，故平衡設(shè)計(jì)遵循對(duì)墩位彎矩平衡的原則，平衡設(shè)計(jì)中考慮如下幾種施工荷載：

①合龍吊架自重及混凝土澆注前作用于合龍吊架的荷載。

②直接作用于懸臂的荷載。

③合龍段混凝土重。

平衡配重在合龍鎖定之前加到相應(yīng)懸臂端，可使合龍鎖定之后骨架處于“不動(dòng)”狀態(tài)，避免薄弱處受剪破壞。

⑸合龍鎖定設(shè)計(jì)

合龍鎖定采用“拉壓桿”設(shè)計(jì)方法，即用勁性骨架承受壓力，用臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束承受拉力。勁性骨架根據(jù)溫度荷載計(jì)算其所需截面積，同時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其壓桿穩(wěn)定性；臨時(shí)預(yù)應(yīng)力應(yīng)確保降溫時(shí)勁性骨架中既不出現(xiàn)拉應(yīng)力，又要滿足升溫時(shí)骨架不致受壓過大而失穩(wěn)，具體張拉噸位根據(jù)合龍期間可能出現(xiàn)的溫度范圍計(jì)算，合龍鎖定溫度選擇在設(shè)計(jì)要求的合龍最佳溫度范圍內(nèi)。

3 結(jié)束語

本文重點(diǎn)闡述湘江特大橋剛構(gòu)連續(xù)梁的施工方法及施工工藝。對(duì)該施工工藝的運(yùn)用和總結(jié)具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)際工程意義，為該類型橋梁的施工技術(shù)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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