大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋主橋合龍關(guān)鍵技術(shù)分析

顧文彬

摘 要：作為全橋施工最關(guān)鍵的一個步驟，合龍段關(guān)系到合龍后成橋線形是否與設(shè)計線形吻合，及如何避免張拉前因混凝土收縮徐變等因素出現(xiàn)合龍段混凝土開裂等現(xiàn)象，為此，必須重視合龍段施工。本文結(jié)合具體工程案例，對大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋主橋合龍段施工技術(shù)要點進(jìn)行了分析，以期全面提升工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋；合龍段；技術(shù)要點

中圖分類號：U448.23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）12-0149-01

伴隨現(xiàn)代化交通運輸事業(yè)的迅速發(fā)展，大跨徑橋梁修建數(shù)量日益增多。為滿足橋梁工程建設(shè)需求，大跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)鋼構(gòu)橋得到了更廣泛的應(yīng)用及推廣。作為一種結(jié)構(gòu)體系較為成熟的連續(xù)梁橋，大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋的優(yōu)點包含撓度小、行車舒適、抗震能力強等。但在其快速發(fā)展的同時，也會出現(xiàn)一些病害問題。如梁塊交界部位新老混凝土裂縫問題，將導(dǎo)致全橋合龍后裂縫仍然存在，且無法修復(fù)。為更好地保證橋梁成橋質(zhì)量，必須重視各個施工階段，規(guī)范施工工藝，提高施工技術(shù)水平。尤其是合龍段施工，作為衡量懸臂施工技術(shù)是否成熟的重要要素，施工時，必須與工程實際情況相結(jié)合，合理確定合龍溫度、時間及頂推力，布設(shè)勁性骨架及頂推措施，才能有效處理連續(xù)鋼構(gòu)橋高溫合龍的難點，延長工程使用壽命。

1 工程概況

某橋梁工程為3跨（93.5+210+93.5）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)，橋梁總長度為411.4m，9m寬。選用預(yù)應(yīng)力懸澆單箱單室變截面箱梁作為主梁，箱頂板、底板寬度分別為9m、6m。箱梁中跨跨中梁高及根部梁高則分別為3.5m、13.5m，由中跨跨中到箱梁根部梁高按1.5m拋物線變化。

本工程選用鋼筋混凝土八角形空心薄壁墩身作為主橋下部結(jié)構(gòu)，8m為橫橋向墩頂寬度，根據(jù)60：1的坡率向墩底放坡，12m為順橋向長度，鉛垂布設(shè)，130cm為薄壁厚度，選用重力式橋臺結(jié)構(gòu)形式。

橋墩基礎(chǔ)以“群樁+承臺”結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)，樁基礎(chǔ)3排Φ3m挖孔灌注樁，共9根，6m為承臺高度，都可選取明挖現(xiàn)澆施工。橋臺基礎(chǔ)以“群樁+承臺”結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)，樁基礎(chǔ)為3排Φ2m挖孔灌注樁，共6根，3.5m為承臺高度，同樣可選用明挖現(xiàn)澆施工。

2 工程施工要點分析

合龍施工前，必須對晴天、陰天主梁溫度及撓度變化進(jìn)行24小時觀測，以此準(zhǔn)確確定合龍時間與溫度。按照實測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、匯總，以便于溫度、高程、軸線曲線圖的繪制，最終保證合龍時間的準(zhǔn)確性。如何確定合龍時間的原則為“當(dāng)天溫度符合高程、軸線變化幅度最小的時段。”與此同時，按照溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行合龍溫度的選擇，要求按照合龍溫度和設(shè)計最高合龍溫度差值進(jìn)行合龍段變形值的計算，且按照結(jié)構(gòu)計算理論，選取計算軟件進(jìn)行后期混凝土收縮徐變量的深入分析，以此進(jìn)行合龍段頂開位移量的計算，隨后確定頂推力，具體如表1所示。

3 大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋主橋合龍施工工藝

在國民經(jīng)濟(jì)迅速增長的今天，我國路橋工程事業(yè)也得到了極大的發(fā)展。為滿足交通運輸需求，連續(xù)鋼構(gòu)橋跨徑越來越大，促使大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋施工技術(shù)、施工工藝的快速發(fā)展。合龍段施工作為大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋施工的主要環(huán)節(jié)，其施工技術(shù)水平的高低直接影響工程的整體質(zhì)量，為全面提升施工質(zhì)量，必須嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場實際情況，規(guī)范施工工藝，提高施工技術(shù)水平，只有這樣才能保證工程整體質(zhì)量，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

3.1 合龍段施工

合龍吊架安裝時，需詳細(xì)查看橋面堆載情況，對箱梁應(yīng)力進(jìn)行全面測試、調(diào)整，保證結(jié)構(gòu)狀態(tài)良好。在溫度變化較小階段進(jìn)行合龍支撐鎖定，進(jìn)行吊架平臺等設(shè)施緊固。在模板安裝及鋼筋綁扎后，需及時澆筑混凝土，當(dāng)混凝土強度滿足設(shè)計強度85%之后，且齡期滿5d，可根據(jù)由長到短的順序進(jìn)行縱向預(yù)應(yīng)力鋼束張拉，且按照設(shè)計要求，完成壓漿、封錨作業(yè)。隨后將合龍段臨時設(shè)施拆除，如邊、跨掛籃等。

3.2 體系轉(zhuǎn)換

待完成邊跨合龍段臨時支座等拆除工作后，結(jié)構(gòu)則轉(zhuǎn)換為單懸臂體系，隨后選取上述方式進(jìn)行中跨合龍段混凝土澆筑，并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力束張拉，隨后將模板拆除，以此完成體系轉(zhuǎn)換，最終構(gòu)成3跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋。

3.3 合龍口彎矩及剪力

通常來說，相比截面，中跨合龍口兩端懸臂長度部分具有對稱性。合龍過程中，由于箱梁豎向溫度兩端懸臂出現(xiàn)的合龍口撓度具有一致性，僅有角變位產(chǎn)生的彎矩由合龍口剛性支撐承擔(dān)。在邊跨合龍施工過程中，兩端分別進(jìn)行現(xiàn)澆、懸灌施工。此時合龍口梁截面因箱梁豎向溫差極易出現(xiàn)撓度差、角變位現(xiàn)象，導(dǎo)致合龍段混凝土受彎，一般通過外側(cè)剛性支撐來承受該彎矩。因溫差出現(xiàn)的彎矩計算難度較大，可選用電算方法。除此之外，合龍口還受剪切作用影響，根據(jù)相關(guān)試驗分析，該類型具有較低剪切力，此剪力可通過抵抗彎矩的剛性支撐進(jìn)行處理。

3.4 設(shè)計及設(shè)置頂推架、勁性骨架

勁性骨架的作用主要是降低合攏段混凝土養(yǎng)護(hù)階段產(chǎn)生的彎矩、剪力等，確保在凝固固化環(huán)節(jié)合攏段混凝土不被外界因素影響。且在合龍后，增強合龍段剛度、強度，提高橋梁整體性。中跨梁段施工過程中，需將頂推架反力座預(yù)埋鋼板埋設(shè)到箱梁頂板、底板頂面。同時，按照設(shè)計要求進(jìn)行勁性骨架埋設(shè)。頂推施工前，必須焊接好勁性骨架一端和預(yù)埋型鋼，無需焊接另一端，保證其處于自由狀態(tài)即可。選取雙肢I(xiàn)36C工字鋼與鋼板將頂推架傳力桿焊接為封閉口形。由表1可見，以40℃分析，-20.9mm為7300d收縮徐變最大位移值，20.8mm為整體升溫25℃最大位移值，以1000kN作為最大頂推力進(jìn)行綜合考慮。

3.5 頂推施工

在大跨徑高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋施工中合龍頂推作用較大，在結(jié)構(gòu)內(nèi)利用頂推力可進(jìn)行相應(yīng)內(nèi)力、位移地施加，以此必須保證頂推施工質(zhì)量。一般在當(dāng)天最低溫度進(jìn)行頂推施工，為滿足預(yù)期效果，可選取頂裸梁方法，無需密貼全部模板，所有鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道一端都無需焊接，可作為自由端。頂梁施工中，在接近腹板兩個T構(gòu)頂板及底板中間上下左右對稱布設(shè)4臺千斤頂。頂推分級處理時，持荷時間均為0.5h，并對頂推位移情況進(jìn)行跟蹤觀測，且與設(shè)計值進(jìn)行分析比對。待頂推滿足設(shè)計值要求后，即可停止頂梁施工，隨后進(jìn)行合龍段鎖定。頂推施工前，在橋梁相互通視導(dǎo)線點位置設(shè)置全站儀，以此進(jìn)行頂部觀測點水平位移的測定。

3.6 鎖定

在預(yù)埋件上焊接勁性骨架一端，當(dāng)結(jié)束頂推作業(yè)后，需在預(yù)埋件上及時焊接勁性骨架另一端，并快速焊接鎖定活動端，待檢查質(zhì)量符合要求后，即可進(jìn)行合龍張拉，并進(jìn)行鋼束鎖定。徹底焊接完勁性骨架后，需將千斤頂、頂推架拆除。

4 結(jié)語

綜上所述，在橋梁工程應(yīng)用中，連續(xù)鋼構(gòu)橋跨徑、孔數(shù)及橋墩高度呈現(xiàn)出大型化發(fā)展趨勢。為全面提升工程質(zhì)量，必須重視合龍技術(shù)在連續(xù)鋼構(gòu)橋施工控制中的作用。于主橋成橋恒載內(nèi)力而言，連續(xù)鋼構(gòu)橋合龍時間、合龍溫度、合龍順序及結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換方式影響巨大。為此，必須結(jié)合工程實際情況，在合理確定合龍溫度、時間及頂推力的前提下，通過勁性骨架設(shè)置及頂推措施的應(yīng)用，滿足合龍施工需求，這對大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋質(zhì)量提升意義重大。

參考文獻(xiàn)

[1]李杰，陳彬.連續(xù)剛構(gòu)橋頂推力計算與優(yōu)化分析[J].鄭州大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2013，（06）：85-89.