大跨徑斜拉橋疊合梁邊跨合龍施工技術(shù)

高源偉 李 密 胡 雨

（1.珠海洪鶴大橋有限公司，廣東珠海 519000；2.中交第二航務(wù)工程局有限公司，湖北武漢 430000）

珠海洪鶴大橋主橋?yàn)殡p塔斜拉橋，主梁由工字梁、組合梁及預(yù)制橋面板組成，整座大橋有兩個(gè)邊跨合龍段，邊跨合龍施工采用頂推強(qiáng)制合龍施工方案，合攏段采用三向千斤頂擴(kuò)大，合攏段主梁升高，合攏段縮小，實(shí)現(xiàn)主梁合攏。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該橋的成橋狀態(tài)更符合設(shè)計(jì)理念，施工不受環(huán)境條件的限制。

斜拉橋合龍施工方法主要有兩種。一種是強(qiáng)制合龍法，即在溫差與日照影響最小的時(shí)段，以設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)主梁長度為依據(jù)，通過頂推裝置將合龍口增大，吊裝主梁后再縮小合龍口，連接完成后解除臨時(shí)約束，完成體系轉(zhuǎn)換，施工不受環(huán)境溫度限制、施工速度快；另一種是溫差合龍法，即利用溫差對(duì)鋼梁的影響，在一天中溫度相對(duì)較低的時(shí)段將合龍段梁體安放至合龍口（此時(shí)因收縮作用合龍口距離最寬），在溫升與日照影響之前，連接完成，解除臨時(shí)約束完成體系轉(zhuǎn)換。珠海洪鶴大橋主橋?yàn)殡p塔疊合梁斜拉橋，邊跨合龍施工成功采用了強(qiáng)制合龍法，實(shí)施效果良好。

1 工程概況

珠海市洪鶴大橋磨刀門水道主橋結(jié)構(gòu)為485 m鋼混疊合梁斜拉橋，主梁為鋼混疊合梁，中心處梁高3.5 m，主梁頂板寬34.9 m（含風(fēng)嘴梁寬為39.1 m）。

珠海市洪鶴大橋主橋全景如圖1所示。

圖1 珠海市洪鶴大橋主橋全景

1/2全橋（單塔）主梁共計(jì)42個(gè)梁段（不含中跨合龍段），其中邊墩墩頂塊85#梁段與84#梁段組成邊跨合龍口，84#梁段長8 m，梁高為3.5 m，84#梁段由兩根主縱梁及兩根壓重橫梁組成，主縱梁單根吊裝重量約18.1 t，壓重橫梁單根吊裝重量約為44.7 t；邊墩墩頂塊85#梁段長6.5 m，梁高為3.5 m，梁段由兩根主縱梁及一根端部橫梁組成，主縱梁單根重量約為14.7 t，端部橫梁重量約為139.2 t。

邊跨合龍段平面布置如圖2所示。

圖2 邊跨合龍段平面布置

2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)車速：100 km/h。

橋涵設(shè)計(jì)汽車荷載等級(jí)：公路Ⅰ級(jí)。

橋梁的標(biāo)準(zhǔn)寬度：33.0 m。

地震動(dòng)峰值加速度：0.10g。

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)風(fēng)速：39.3 m/s。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：100年。

環(huán)境類別：Ⅱ類環(huán)境（濱海環(huán)境）。

抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：《公路工程抗震規(guī)范》（JTG B02—2013）及本項(xiàng)目相關(guān)地震安評(píng)報(bào)告，珠海洪鶴大橋?qū)儆贏類橋梁，地震基本烈度Ⅶ度，抗震設(shè)防措施等級(jí)Ⅷ度。

3 方案選擇

邊跨合龍施工方案，需要充分考慮項(xiàng)目所在地水文、地質(zhì)、氣象條件，兼顧工期、經(jīng)濟(jì)等因素。

（1）根據(jù)洪鶴大橋主橋疊合梁施工計(jì)劃，預(yù)計(jì)在2020年5月底懸臂拼裝完成，先合龍邊跨，后合龍中跨，珠海市在2020年5月進(jìn)入臺(tái)風(fēng)期，為保證結(jié)構(gòu)安全，合龍施工宜盡快完成。

（2）根據(jù)總體安排，主橋避免大懸臂渡臺(tái)，工期緊張，邊墩墩頂塊采用廠內(nèi)散件拼裝浮吊整體吊裝至支架的施工工藝。

（3）梁段之間采用高栓連接，主縱梁板材較厚且高栓數(shù)量較多，如采用臨時(shí)連接匹配鉆孔的方式合龍，工期較長且施工質(zhì)量無法保證。

結(jié)合分析，擬定洪鶴大橋HHTJ3標(biāo)疊合梁邊跨合龍施工方案。采用在邊墩搭設(shè)臨時(shí)支架，鋼結(jié)構(gòu)廠內(nèi)拼裝邊墩墩頂塊整體運(yùn)至橋位處，利用浮吊整體吊裝，節(jié)約現(xiàn)場(chǎng)散拼時(shí)間；84#梁段采用橋面吊機(jī)進(jìn)行對(duì)稱懸臂拼裝，按照標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段施工流程依次進(jìn)行斜拉索一張、壓重混凝土澆筑、橋面板安裝；邊跨合龍時(shí)利用邊墩墩頂塊支架上的三向千斤頂將墩頂塊調(diào)節(jié)至設(shè)計(jì)狀態(tài)，滿足合龍口拼接板與梁段螺栓孔匹配對(duì)位，迅速安裝對(duì)應(yīng)的拼接板，進(jìn)行高栓施擰，完成疊合梁邊跨合龍。邊跨合龍完成后，需要立即對(duì)過渡墩及邊墩的永久支座進(jìn)行灌漿，灌漿料達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后撤除梁底臨時(shí)支墊并支座解鎖，以上工作需要在晚上溫度恒定時(shí)進(jìn)行，在日出之前完成。

4 邊跨合龍施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）墩頂塊拼裝精度控制。

墩頂塊拼裝精度直接影響邊跨合龍速度，理論上墩頂塊平面線形需要拼裝為矩形。為了保證拼裝精度，在拼裝廠內(nèi)設(shè)置了拼裝胎架，拼裝時(shí)采用全站儀及測(cè)距儀控制梁段4個(gè)角點(diǎn)及對(duì)角線。

拼裝控制點(diǎn)如圖3所示。

圖3 拼裝控制點(diǎn)

（2）調(diào)位千斤頂布置。

邊墩墩頂塊吊裝前將三向調(diào)位千斤頂安裝至指定位置，根據(jù)梁段重量考慮，設(shè)置4臺(tái)100 t三向千斤頂。

（3）邊墩墩頂塊安裝。

邊墩支架搭設(shè)完成后，在支架上設(shè)置限位裝置，保證浮吊吊裝墩頂塊時(shí)能準(zhǔn)確快速安裝完成。

4.2 合龍口懸臂端狀態(tài)調(diào)整

在邊跨合龍段（ZL84）的前3個(gè)梁段施工過程中根據(jù)監(jiān)控的指令逐步調(diào)整梁段線形，為了確保邊跨合龍段（ZL84）與ZL85梁段（墩頂塊）的平順連接，應(yīng)重點(diǎn)控制ZL84梁段的軸線及高程偏差，保證梁段軸線及高程偏差值滿足要求。

ZL84橋面板安裝完成后，由第三方監(jiān)控單位對(duì)鋼梁溫度場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)已建立的結(jié)構(gòu)模型對(duì)鋼梁梁端進(jìn)行敏感性分析，下達(dá)合龍口狀態(tài)調(diào)整指令。

（1）高程和高差調(diào)整。

根據(jù)實(shí)際標(biāo)高調(diào)整合龍口鋼梁上游和下游間的標(biāo)高差，通過張拉和放松斜拉索千斤頂調(diào)整索力，控制錨杯拔出和收縮，控制閉口兩側(cè)高差在5 mm以內(nèi)。

（2）軸線偏位調(diào)整。

為便于合龍口鋼梁軸線偏位調(diào)整，在合龍口兩側(cè)鋼梁主梁對(duì)角線方向上設(shè)置對(duì)拉設(shè)施（由鋼絲繩及多臺(tái)10 t倒鏈組成），通過拉動(dòng)設(shè)置在ZL84和ZL85鋼主梁對(duì)角線方向的對(duì)拉倒鏈，調(diào)整合龍口鋼梁軸線偏位偏差在5 mm以內(nèi)。

4.3 墩頂塊狀態(tài)調(diào)整

邊跨合龍段（ZL84）高程如若偏差較大，需要通過調(diào)整斜拉索索力來保證標(biāo)高滿足要求，如若偏差較小，可以通過三向千斤頂微調(diào)ZL85梁段（墩頂塊）的狀態(tài)，以此保證ZL84與ZL85合龍口的拼接板能順利安裝到位，ZL84與ZL85梁段之間高程和線形滿足合龍要求。

4.4 合龍口拼接板連接

邊跨合龍段ZL84狀態(tài)調(diào)整完成后，利用三向千斤頂將墩頂塊（ZL85梁段）再頂推至設(shè)計(jì)位置，精確調(diào)整平面位置和標(biāo)高，等待合龍溫度和時(shí)機(jī)。

邊跨鋼梁合龍口拼接板連接前，由第三方監(jiān)控單位確定合龍溫度和時(shí)機(jī)，下達(dá)監(jiān)控指令，根據(jù)監(jiān)控指令在合龍的溫度和時(shí)機(jī)進(jìn)行合龍施工。

鋼梁合龍宜選擇夜間溫度恒定時(shí)段，保證在合龍溫度持續(xù)時(shí)間內(nèi)能滿足合龍口連接及體系轉(zhuǎn)換所需時(shí)間。

5 結(jié)語

珠海洪鶴大橋的邊跨合龍順利，確保了大橋中跨按時(shí)合龍，主梁線形及應(yīng)力狀況完全符合設(shè)計(jì)要求。通過合龍口懸臂端索力調(diào)整等措施，使懸臂拼裝主梁線形匹配效果良好；采用三向千斤頂調(diào)整墩頂塊狀態(tài)，在非“設(shè)計(jì)合龍溫度”條件下實(shí)現(xiàn)主動(dòng)合龍。此合龍方法免除了現(xiàn)場(chǎng)匹配鉆孔作業(yè)內(nèi)容，大幅度縮短了合龍時(shí)間，且施工不受環(huán)境條件約束，為今后類似邊跨合龍施工提供了參考。