大跨度曲線橋節(jié)段懸臂拼裝關(guān)鍵技術(shù)

許哲 中交二航局第一工程有限公司

1.工程概況

秀山大橋?yàn)檫B接兩島之間的一座跨海橋梁，其副通航孔橋上部結(jié)構(gòu)為主跨153m 預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)-連續(xù)箱梁，跨徑布置為81m+4×153m+81m，7#、8#、9#墩為固結(jié)墩，6#、10#墩為連續(xù)墩，5#、11#墩為過渡墩，主梁采用上下行分幅布置，采用預(yù)制懸臂拼裝結(jié)構(gòu)。

副通航孔橋邊跨合龍塊采用現(xiàn)澆施工，各墩墩頂塊因重量太大而采用“部分預(yù)制+現(xiàn)澆”的結(jié)構(gòu)，其余塊件均為預(yù)制，共398榀預(yù)制節(jié)段。

2.懸臂拼裝施工工藝流程

（1）搭設(shè)7#、8#墩墩旁支架；浮吊安裝墩頂塊，現(xiàn)澆箱梁后澆段，完成墩梁固結(jié)；安裝橋面吊機(jī)，懸拼7#、8#墩T構(gòu)。同法完成6#、9#、10#墩墩頂塊施工；6#墩位于主橋重力錨，其淺水區(qū)和無水區(qū)節(jié)段懸拼前，搭設(shè)存梁支架，1200t浮吊進(jìn)行存梁；8#墩T構(gòu)懸拼至最大懸臂后橋面吊機(jī)移至6#墩，懸拼6#墩T構(gòu)；7#墩T構(gòu)懸拼至最大懸臂后，橋面吊機(jī)吊裝7#～8#墩合龍塊，進(jìn)行頂推合龍施工。

（2）將7#墩橋面吊機(jī)移至 9#墩，懸拼9#墩T構(gòu)；6#墩T構(gòu)懸拼至最大懸臂后，橋面吊機(jī)吊裝6#～7#墩合龍塊，進(jìn)行合龍施工；將6#墩橋面吊機(jī)移至10#墩，懸拼10#墩T構(gòu)。9#T構(gòu)墩懸拼至最大懸臂后，橋面吊機(jī)吊裝8#～9#墩合龍塊，進(jìn)行頂推合龍施工；10#墩T構(gòu)懸拼至最大懸臂后，橋面吊機(jī)吊裝9#～10#墩合龍塊，進(jìn)行合龍施工。

（3）中跨合龍完成后拆除橋面吊機(jī)，進(jìn)行邊跨合龍段現(xiàn)澆施工，完成全橋合龍。

3.節(jié)段懸拼施工

3.1 橋面吊機(jī)設(shè)計(jì)與性能

本橋除墩頂塊采用浮吊吊裝，其余梁段（3#～18#塊）采用QMDJ1650型橋面吊機(jī)對稱懸臂拼裝。吊機(jī)主要由主桁架、支撐、錨固系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、液壓提升系統(tǒng)、吊具、定位系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、張拉平臺等組成。

橋面吊機(jī)后錨通過節(jié)段梁吊裝孔直接錨固在已安裝梁段上，前支撐點(diǎn)設(shè)有若干墊箱，作為吊機(jī)作業(yè)時(shí)承壓結(jié)構(gòu)，墊箱高度根據(jù)橋面橫坡和縱坡設(shè)計(jì)。

吊機(jī)前、后設(shè)有4臺液壓支撐千斤頂，用于提供行走梁前移時(shí)橋機(jī)支撐，并起到調(diào)平吊機(jī)、克服橋面橫坡對橋吊的不利影響等作用。

節(jié)段提升至橋面后，橫、縱向位置調(diào)整通過提升千斤頂旁側(cè)和后側(cè)的橫、縱向調(diào)位油缸實(shí)現(xiàn)；通過吊具上的液壓油缸實(shí)現(xiàn)縱向橫坡調(diào)整；橫坡調(diào)整通過提升千斤頂抬高或降低橫向一側(cè)的吊點(diǎn)位置實(shí)現(xiàn)。

3.2 T構(gòu)對稱懸拼

（1）節(jié)段提升。T構(gòu)兩側(cè)定位船初定位于待裝節(jié)段下方，平潮時(shí)運(yùn)梁船靠泊定位船，定位船微調(diào)錨纜精確定位，橋面吊機(jī)下放吊具，吊桿對位節(jié)段吊裝孔并連接，T構(gòu)兩側(cè)吊機(jī)分級同步加載，緩慢勻速提升節(jié)段，梁底完全脫離運(yùn)梁船后靜置5min左右，無異?，F(xiàn)象后運(yùn)梁船撤離，繼續(xù)同步提升節(jié)段至橋面高度。

（2）節(jié)段試拼、涂膠及臨時(shí)預(yù)應(yīng)力。待拼節(jié)段提升至與橋面平齊，按照監(jiān)控指令要求與已安裝節(jié)段進(jìn)行試拼。試拼完成后在兩節(jié)段接縫兩側(cè)畫上若干對齊的標(biāo)記線，移開節(jié)段，預(yù)留涂膠空間，進(jìn)行涂膠施工。

涂膠完成后，按照試拼標(biāo)記線進(jìn)行節(jié)段匹配拼裝，為保證梁段接縫處壓應(yīng)力≥0.3MPa，采用張拉精軋螺紋鋼筋施加臨時(shí)預(yù)應(yīng)力，按照腹板、頂板、底板和翼緣板的順序張拉節(jié)段間臨時(shí)預(yù)應(yīng)力，張拉后及時(shí)清理梁縫擠出的膠體，并對預(yù)應(yīng)力管道進(jìn)行通孔，避免多余的膠體擠入孔道，確?？椎赖臅惩?。

（3）永久預(yù)應(yīng)力施工。拼裝膠固化后張拉懸臂預(yù)應(yīng)力束，預(yù)應(yīng)力穿束及張拉均在橋面吊機(jī)前方的張拉平臺進(jìn)行，預(yù)應(yīng)力束采用卷揚(yáng)機(jī)牽引整束穿索，卷揚(yáng)機(jī)布設(shè)在所安裝梁段附近的墩頂面，通過轉(zhuǎn)向滑輪引鋼絲繩拖動整束鋼絞線完成穿索。采用智能張拉設(shè)備，兩端對稱同步張拉，分級施加預(yù)應(yīng)力，張拉時(shí)采用張拉力和伸長量雙控，張拉完成后及時(shí)封錨并壓漿。

3.3 合龍施工

（1）合龍順序。中跨和次中跨合龍采用“預(yù)制節(jié)段+濕接縫”，邊跨合龍采用現(xiàn)澆合龍段。合龍施工順序?yàn)椋?#～8#墩中跨合龍→8#～9#墩中跨合龍→6#～7#墩次中跨合龍→9#～10#墩次中跨合龍→10#墩邊跨合龍→6#墩邊跨合龍。

（2）合龍口鎖定。T構(gòu)懸臂端采用水箱壓重調(diào)整線形，合龍塊起吊時(shí)水箱同步卸載，以保持線形。合龍口鎖定選擇在夜間氣溫穩(wěn)定的時(shí)段進(jìn)行，滿足監(jiān)控線形后，將鎖定裝置與鋼齒坎焊接鎖定。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，中跨合龍時(shí)7#～8#墩合龍口單幅需施加225t預(yù)頂力，8#～9#墩合龍口單幅需施加450t預(yù)頂力，鎖定裝置兼做頂推裝置，并且在鎖定前先進(jìn)行頂推施工。

（3）合龍段姿態(tài)調(diào)整。合龍口鎖定后，通過橋面吊機(jī)調(diào)整合龍段至設(shè)計(jì)的縱橫坡，并與合龍口兩側(cè)順接，滿足要求后將合龍段與相鄰節(jié)段固定，同時(shí)通過型鋼扁擔(dān)梁將合龍塊自重轉(zhuǎn)換至兩側(cè)相鄰梁段上。

（4）縫施工。濕接縫采用C55補(bǔ)償收縮混凝土，吊模施工。在混凝土強(qiáng)度和彈性模量滿足設(shè)計(jì)要求后，對稱張拉合龍束并及時(shí)壓漿。張拉后拆除頂推鎖定裝置，移走橋面吊機(jī)。

（5）邊跨合龍。待中跨及次中跨完全合龍后，進(jìn)行邊跨合龍。邊跨合龍段現(xiàn)澆托架一端吊掛于18#節(jié)段，另一端支撐于邊墩頂。按監(jiān)控要求調(diào)整邊跨懸臂端線形，選擇夜間氣溫穩(wěn)定時(shí)段澆筑混凝土。在混凝土強(qiáng)度和彈性模量滿足設(shè)計(jì)要求后，對稱張拉合龍束并及時(shí)壓漿，最后張拉全橋體外預(yù)應(yīng)力束。

3.4 體系轉(zhuǎn)換

中跨合龍并張拉合龍束后，即可拆除墩旁支架；次中跨合龍并張拉合龍束后，解除連續(xù)墩墩梁臨時(shí)固結(jié)預(yù)應(yīng)力束，鑿除臨時(shí)支座，拆除墩旁支架，完成全橋體系轉(zhuǎn)換。

4.線形控制

懸拼過程中引起線形偏差的主要原因有：預(yù)制梁誤差、0#塊安裝精度、節(jié)段重量偏差、涂膠厚度不均勻、整修過的匹配面不匹配等。為有效的控制懸拼線形，需做到以下幾點(diǎn)：加強(qiáng)節(jié)段預(yù)制精度控制，定期進(jìn)行臺座、模板的變形監(jiān)測，偏差過大時(shí)采取措施，避免累積誤差對拼裝線形的不利影響；對預(yù)制節(jié)段稱重，與設(shè)計(jì)值比較，由監(jiān)控方分析自重偏差對線形的影響，修正拼裝控制線形；嚴(yán)格控制0#塊安裝精度，盡量減小0#塊安裝誤差對后續(xù)節(jié)段安裝的影響；嚴(yán)格控制涂膠質(zhì)量，保證膠層涂抹均勻，厚度一致；節(jié)段整修時(shí)不得破壞匹配面，缺邊、掉角修補(bǔ)厚度應(yīng)比原始匹配面低1mm左右。

為方便節(jié)段安裝施工，橋墩封頂后，進(jìn)行聯(lián)測，在墩頂增設(shè)測量控制點(diǎn)，作為墩頂塊安裝的測量基準(zhǔn)點(diǎn)；在0#塊頂增設(shè)測量控制點(diǎn)，作為節(jié)段懸拼的測量基準(zhǔn)點(diǎn)；測量時(shí)各墩互相后視和測量，可減小測量誤差。為便于線形監(jiān)測，每個(gè)節(jié)段在預(yù)制時(shí)頂部均按照監(jiān)控要求埋設(shè)有6個(gè)控制點(diǎn)埋件，每拼裝一個(gè)節(jié)段，均要實(shí)測6個(gè)控制點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)值。測量工作選擇在夜間氣溫穩(wěn)定的平潮時(shí)段進(jìn)行，將數(shù)據(jù)報(bào)監(jiān)控方核算下一節(jié)段的拼裝控制坐標(biāo)及制定調(diào)整措施，及時(shí)糾偏，避免誤差累積。線型調(diào)整的方法是在節(jié)段匹配面間的指定部位加墊環(huán)氧樹脂墊片來調(diào)整，加墊厚度根據(jù)線型偏差實(shí)際情況由監(jiān)控方計(jì)算確定；也可以通過調(diào)整臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉順序和大小，擠出相應(yīng)部位多余的拼裝膠來達(dá)到糾偏目的；必要時(shí)，可通過對匹配面打磨來進(jìn)行糾偏。

5.結(jié)束語

綜上所述，項(xiàng)目部通過以下控制要點(diǎn)高效完成秀山大橋的節(jié)段懸拼作業(yè)：

（1）采用三向千斤頂安裝墩頂塊，安裝精度可控制在2mm內(nèi)，為后續(xù)節(jié)段懸拼線形控制打下了良好基礎(chǔ)。

（2）專業(yè)設(shè)計(jì)能調(diào)整橫、縱向位置，調(diào)節(jié)縱坡及橫坡的液壓提升式橋面吊機(jī)，解決了大跨度、曲線、超高、變截面連續(xù)剛構(gòu)橋節(jié)段拼裝難題。

（3）通過對節(jié)段懸拼過程中引起線形偏差的原因進(jìn)行分析，制定相應(yīng)的控制措施和糾偏措施來減小拼裝誤差。

本工程合龍后線形與監(jiān)控線形基本一致，有效地保證了設(shè)計(jì)成橋線形，同時(shí)也保證了橋梁的結(jié)構(gòu)安全和耐久性，相關(guān)施工技術(shù)可為類似項(xiàng)目提供參考。