大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋中跨合龍施工技術(shù)

付福銀

（中鐵十八局集團(tuán)第三工程有限公司 河北涿州 072750）

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大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋中跨合龍施工技術(shù)

付福銀

（中鐵十八局集團(tuán)第三工程有限公司 河北涿州 072750）

摘要：通過對(duì)云南省武定至昆明高速公路西游洞大橋中跨合龍施工工藝介紹，可以加深對(duì)大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋中跨合龍施工技術(shù)的認(rèn)識(shí)，從中得到有益的幫助，可以為今后同類型橋梁施工提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋 中跨合龍 施工技術(shù)

1　工程概況

云南武昆高速公路第11 合同段西游洞大橋跨越深溝，毗鄰西游洞風(fēng)景區(qū)，所處河谷地形條件為深“V”字形切割，兩側(cè)谷岸陡峭，施工難度大，是本合同段的控制性工程，也是武昆全線的重點(diǎn)控制性工程。西游洞大橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，左右幅橋跨徑布置均為88+160+88 m，由兩個(gè)160 mT組成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，主橋總長(zhǎng)為336 m，左幅平面位于直線段，立面位于2.78 %的縱坡上，右幅平面位于直線和緩和曲線段上，立面縱坡為2.80 %。單幅上部結(jié)構(gòu)箱梁為單箱單室，頂板寬13 m，底板寬7 m，兩翼懸臂長(zhǎng)3.0 m；根部梁高10 m，跨中梁高3.5 m，梁高按1.6 次拋物線變化；頂板厚30 cm；腹板厚50～70 cm； 底板厚度由跨中的32 cm 按1.6 次拋物線變化到梁根部的1.4 m。0號(hào)塊頂板厚60 cm，腹板厚1.0 m， 底板厚1.4 m，設(shè)4 道橫隔板，每道厚60 cm。箱梁采用縱、豎雙向預(yù)應(yīng)力體系， 下部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土雙薄壁空心墩，單壁尺寸7×2.5 m，墩內(nèi)緣凈距6 m，承臺(tái)尺寸為13.2m×13.2m×5m，屬于大體積混凝土承臺(tái)，采用9根直徑2 m鉆孔樁基礎(chǔ)。上部結(jié)構(gòu)箱梁采用C55 混凝土懸臂澆筑施工，下部薄壁墩采用C50 混凝土翻模施工?；炷敛捎冒韬险炯邪柚?混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸，混凝土輸送泵泵送入模。

2　中跨合龍施工工藝

中跨合龍是連續(xù)剛構(gòu)橋施工的關(guān)鍵時(shí)期，是控制全橋受力狀況和線形的關(guān)鍵工序，在中跨合龍段施工過程中，由于晝夜溫差變化的影響，新澆混凝土的早期收縮、水化熱影響，已完成梁段混凝土的收縮、徐變影響，施工荷載及外力變化等因素影響，在結(jié)構(gòu)體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生變形和應(yīng)力，必須采取一定措施嚴(yán)格控制，以保證中跨合龍段的質(zhì)量。

2.1施工順序

中跨合龍段施工順序?yàn)椋褐锌鐠旎@前移到位后保留掛籃底板及側(cè)模作為合龍吊架、其余掛籃拆除→清理懸臂梁箱內(nèi)、箱外上的所有物件→安裝平衡重水箱→監(jiān)控單位下達(dá)合龍指令→頂推→焊接鎖定勁性骨架→綁扎底板、腹板鋼筋及安裝底板波紋管→綁扎頂板鋼筋及安裝頂板和豎向波紋管→鋼絞線預(yù)穿束→預(yù)張拉頂板和底板鋼絞線各2束，張拉至10%→澆筑合龍段混凝土（同時(shí)逐級(jí)卸去平衡重水箱）→養(yǎng)生→張拉、壓漿。

2.2中跨合龍施工準(zhǔn)備

將橋面上不需要的臨時(shí)荷載全部清除到橋下，邊跨現(xiàn)澆段支架全部拆除，并且使邊跨現(xiàn)澆段盆式支座處于自由滑動(dòng)狀態(tài)。

2.3中跨合龍段吊架及模板安裝

中跨合龍梁段采用合龍吊架施工，合龍吊架和模板采用施工掛籃的底籃及模板系統(tǒng)。合龍吊架及模板安裝步驟為：將掛籃整體前移至合龍段另一懸臂端；在懸臂端預(yù)留孔內(nèi)穿入精軋螺紋鋼吊帶，用幾組滑輪吊起底籃前橫梁及內(nèi)外滑梁的前橫梁，拖拉底模就位；拆除掛籃前吊桿；用卷?yè)P(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；將主桁系統(tǒng)退至0號(hào)梁段后拆除。

2.4平衡重設(shè)置

中跨合龍段總方量為24.4 m3，重量為63.4噸。平衡重采用在合龍段兩側(cè)梁段壓長(zhǎng)方體水箱的方式進(jìn)行，單端設(shè)2個(gè)，合龍段兩側(cè)共設(shè)置4個(gè)水箱，以箱梁軸線對(duì)稱均勻布設(shè)，每個(gè)水箱和水的重量按合龍段所澆筑混凝土重量總和的四分之一計(jì)算。水箱尺寸為4×4×1 m，在水箱內(nèi)用油漆標(biāo)出刻度線，兩刻度線間水的重量相當(dāng)于2m3混凝土重量。水箱底部設(shè)排水閥門，隨著混凝土的澆筑四個(gè)水箱同時(shí)分級(jí)放水，每級(jí)放水量相當(dāng)于2m3混凝土重量。通過放水使合龍段兩端懸臂在砼澆筑過程中受力保持一致，從而使合龍段兩邊懸臂高差始終保持不變，盡可能避免因施工原因而使結(jié)構(gòu)引起附加應(yīng)力,盡量實(shí)現(xiàn)“無(wú)應(yīng)力”合龍。

2.5中跨合龍水平頂推力的實(shí)施

西游洞大橋的合龍是在8 月中下旬晚上進(jìn)行，合龍氣溫為15～ 20 ℃ 。頂推目的是改善墩身和主梁受力及撓度，抵消底板預(yù)應(yīng)力束張拉,混凝土收縮徐變及降溫效應(yīng)所產(chǎn)生的墩頂位移。

（1）頂推前觀測(cè)。合龍前半個(gè)月以上開始觀測(cè)全天溫度變化，從23：00～6：00每1小時(shí)記錄一次，以便選擇最佳合龍時(shí)間。提前3天對(duì)懸臂端進(jìn)行撓度變化和縱向位移測(cè)量。

圖1　西游洞大橋合龍頂推錨示意圖

圖2 千斤頂布置示意圖

（2）千斤頂?shù)脑O(shè)置。為避免產(chǎn)生橫橋向彎矩，千斤頂橫橋向均衡對(duì)稱設(shè)置。頂推采用4點(diǎn)法，即用4臺(tái)400t千斤頂對(duì)稱、均勻地同時(shí)對(duì)箱梁中跨合龍段兩端T構(gòu)進(jìn)行水平頂推，每個(gè)千斤頂按設(shè)計(jì)頂推力的四分之一進(jìn)行頂推。分別在中跨合龍口的頂板設(shè)置1#、2#千斤頂，底板設(shè)置3#、4#千斤頂，20號(hào)梁段施工時(shí)在頂板和底板預(yù)埋頂推用40C雙拼工字鋼，頂推反力勁性骨架采用40C雙工字鋼拼焊。頂推力達(dá)到噸位后保持千斤頂頂推力不變，即保持千斤頂油壓不變。見圖1、圖2。

（3）頂推的控制。頂推有兩種控制方法，即以頂推力和位移量雙控。從理論上講，兩種控制方法應(yīng)該是一致的，即頂推力與位移量一一對(duì)應(yīng)。但由于實(shí)際結(jié)構(gòu)與理想結(jié)構(gòu)的差異等因素的影響，頂推力控制與頂推位移量控制不能完全對(duì)應(yīng)存在一定的偏差時(shí)以頂推力控制為主。

（4）頂推的實(shí)施。頂推前將吊架底模和側(cè)模脫離開20號(hào)梁段混凝土面3 cm，為保證合龍頂推時(shí)橋梁的安全，合龍頂推采用頂推力和位移值雙控，以頂推力控制為主。頂推力和位移大小由設(shè)計(jì)單位根據(jù)監(jiān)控單位提供的有關(guān)監(jiān)控資料參數(shù)經(jīng)過計(jì)算確定。經(jīng)設(shè)計(jì)單位計(jì)算，理論頂推力為1200 kN,合龍口頂推相對(duì)位移為3cm。西游洞大橋在夜間23：00 后進(jìn)行合龍頂推鎖定，溫度為18℃ 。在頂推的同時(shí)，注意觀察墩梁結(jié)合部，防止出現(xiàn)異常情況。當(dāng)頂推力達(dá)到設(shè)計(jì)要求噸位即使兩墩墩頂相對(duì)位移未達(dá)到計(jì)算位移值時(shí)也停止加載，頂推完成。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)頂推數(shù)據(jù)記錄，當(dāng)施工頂推力達(dá)到1200 kN時(shí)，左幅和右幅合龍口的相對(duì)位移分別為2.7cm和2.8cm，頂推實(shí)施完成。

2.6勁性骨架鎖定

勁性骨架的作用是在澆筑合龍段混凝土前鎖定合龍段兩側(cè)的箱梁，防止合龍段混凝土在施加預(yù)應(yīng)力之前開裂。

本橋合龍采用體內(nèi)勁性骨架方式進(jìn)行合龍，合龍段勁性骨架按設(shè)計(jì)圖紙?jiān)O(shè)置。頂推完成后焊接勁性骨架，進(jìn)行勁性骨架安裝，每個(gè)合龍段由四組對(duì)稱的剛接桿與兩箱梁端預(yù)埋件焊接而成,剛接桿采用雙［40C槽鋼對(duì)拼,預(yù)埋件采用在20號(hào)梁段掛籃懸臂施工時(shí)埋設(shè)的中跨合龍段施工預(yù)埋件，中跨合龍段預(yù)埋件共分四組，布置在箱梁的腹板上，為雙［40C槽鋼錨固桿，長(zhǎng)1m，埋入箱梁70cm，埋入端端部焊接直徑20mm螺紋鋼作為錨固鋼筋。見圖3、圖4。

圖3　勁性骨架布置圖

圖4 勁性骨架立面圖

頂推完成后，在設(shè)定的溫度下焊死剛性桿和錨固桿之間的連接板，同時(shí)用薄鋼板填實(shí)頂緊剛性桿與錨固桿之間的間歇。鎖定采用1 cm厚鋼板與事先預(yù)埋進(jìn)梁段內(nèi)的預(yù)埋雙40C槽鋼骨架進(jìn)行焊接；焊接時(shí)四條勁性骨架同時(shí)進(jìn)行焊接，焊縫采用周邊環(huán)焊的角焊縫，錨固桿焊縫高度9 mm，剛接桿焊縫高度12 mm。

2.7 鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道安裝

施工方法同掛籃懸臂施工鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道安裝。由于中跨合龍段預(yù)應(yīng)力束管道內(nèi)不能穿襯管，為安全考慮采用先穿束的方式。

2.8預(yù)張拉鋼絞線

在勁性骨架鎖定后，預(yù)先對(duì)稱張拉4 束鋼束至設(shè)計(jì)張拉力的10 %（頂板鋼束D1/D1，底板鋼束Z10/Z10），并記錄下千斤頂活塞的伸長(zhǎng)量，作為中跨合龍段的臨時(shí)錨固體系，使骨架受壓，同時(shí)也為了防止中跨合龍段混凝土在澆筑完成后，預(yù)應(yīng)力張拉之前混凝土開裂，待混凝土澆筑完畢滿足張拉條件后再?gòu)埨猎O(shè)計(jì)值。

2.9混凝土澆筑

合龍段鎖定完成后，即可進(jìn)行合龍段混凝土的澆筑。澆筑時(shí)要注意以下幾點(diǎn)事項(xiàng)：

（1）首先澆筑混凝土前對(duì)混凝土的原材料、配合比及拌和站進(jìn)行檢查，保證原材料各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求，確保混凝土拌合站能正常工作。

（2）施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑前必須對(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)檢查，確保施工安全，采用混凝土輸送泵泵送到澆筑位置，混凝土澆筑次序：先澆筑底板，再澆筑腹板和頂板。

（3）混凝土分層澆筑，分層厚度30cm，振搗采用插入式振動(dòng)器，振動(dòng)器移位間距不超過振動(dòng)器作用半徑的1.5倍，與側(cè)模保持5-10cm間距，且插入下層混凝土中的深度為5-10cm。每一振點(diǎn)的振搗延續(xù)時(shí)間為20-30s。

（4）澆筑底板到距設(shè)計(jì)標(biāo)高還差10cm后，緊接著澆筑腹板部分的混凝土。腹板部分的混凝土從腹板頂口澆入，用插入式振搗器振搗。

（5）預(yù)應(yīng)力波紋管密集的部位，振搗時(shí)要防止漏振、欠振，在鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道密集地方采用棒頭較小的振動(dòng)棒，確?；炷恋拿軐?shí)，振搗時(shí)不要擠壓波紋管避免波紋管變形、漏漿封堵及移位，在澆筑底板、腹板及頂板混凝土?xí)r，要做到混凝土澆筑工作對(duì)稱澆筑，混凝土澆筑過程中安排專人根據(jù)混凝土澆筑進(jìn)度把配重水箱內(nèi)的水向外排放。

2.10混凝土養(yǎng)生

為保證已澆筑的混凝土在規(guī)定齡期內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，并防止混凝土產(chǎn)生收縮裂縫，混凝土澆筑后立刻進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作。在混凝土初凝后，底板及頂板頂面采用覆蓋一層塑料薄膜和一層土工布進(jìn)行灑水養(yǎng)生，始終保持表面濕潤(rùn)。腹板采用噴水養(yǎng)生，混凝土灑水保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。養(yǎng)護(hù)灑水頻率以能保證使混凝土表面保持充分潮濕為度。

2.11預(yù)應(yīng)力筋張拉、壓漿

預(yù)應(yīng)力鋼束必須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90 %且養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7天以后方可張拉，所有預(yù)應(yīng)力筋張拉按照左右對(duì)稱，先頂板束后底板束，先長(zhǎng)束后短束，先縱向后豎向的原則進(jìn)行。同一截面上左右預(yù)應(yīng)力順序?yàn)?，先張拉靠近橋梁結(jié)構(gòu)中線的預(yù)應(yīng)力束，再?gòu)埨鈧?cè)的預(yù)應(yīng)力束。

張拉采用張拉力和伸長(zhǎng)量雙控，以應(yīng)力控制為主，并用伸長(zhǎng)值進(jìn)行校核，實(shí)際伸長(zhǎng)值與理論伸長(zhǎng)值的差值控制在±6%以內(nèi)。

預(yù)應(yīng)力筋張拉完成后，立即進(jìn)行壓漿，壓漿采用真空輔助壓漿法。

3 結(jié)語(yǔ)

通車兩年以來(lái)根據(jù)監(jiān)控單位監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)結(jié)果得知，西游洞大橋跨中下?lián)献畲鬄?mm，內(nèi)部應(yīng)力和應(yīng)變均在可控范圍之內(nèi)?？梢?，西游洞大橋中跨合龍施工是成功的，對(duì)今后同類型橋梁施工具有很好的指導(dǎo)和借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

［1］周志光.淺談大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁的施工控制［J］.山西建筑,2009（13）.

［2］陳新新.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工技術(shù)［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2010（05）.

［3］黃崗,羅小勇,梁巖,張艷芳. 高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工線型控制研究［J］.中國(guó)西部科技, 2011（12）.

［4］李守財(cái).大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)［J］.科技信息,2009（35）.

［5］郭文偉.大型剛構(gòu)橋預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的現(xiàn)澆施工工藝 ［J］.科技創(chuàng)業(yè),2011（03）.

construction technology

Construction Technology of Closure for the Mid-span Section of a Long-span Continuous Rigid Frame Bridge

FU Fu-yin
（No.3 Engineering Corporation Limited of China Railway 18th Bureau Group Co. Ltd Zhuozhou Hebei 072750 China）

Abstract：This paper introduces the construction technology of closure for the mid-span section of Xiyoudong Bridge in Wuding to Kunming Highway in Yunnan Province, deepens the understanding of the construction technology of closure for the mid-span section of long-span continuous rigid frame bridge, and derives beneficial assistance, which is of great value and reference for similar construction of bridges in the days to come.

Key words：long-span continuous rigid frame bridge closure for the mid-span section

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：中國(guó)分類號(hào)：TU393.3A

文章編號(hào)：1673-1816（2016）01-0031-05

收稿日期：2015-11-14

作者簡(jiǎn)介：付福銀（1973-），男，山東菏澤人，工程師，本科，研究方向道路與橋梁施工技術(shù)。