某特大橋連續(xù)剛構(gòu)橋合龍施工若干問題探討

熊建程

（中國鐵建投資集團(tuán)有限公司，廣東 珠海 519000）

1 項目背景

銀川至昆明高速公路（G85）太陽山開發(fā)區(qū)至彭陽（寧甘界）項目友聯(lián)紅河特大橋主橋為變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，采用整體式斷面，主橋橋跨組成為（65+5×118+65）m+（76+2×140+76）m，箱梁采用單箱單燮截面，縱、橫、豎三向預(yù)應(yīng)力體系，單幅橋?qū)?2.75 m，主橋全長1 152 m，主跨均采用掛籃懸臂澆筑的方式施工。

2 合龍段施工的要求

友聯(lián)紅河特大橋1#主橋設(shè)置邊跨、次邊跨、次中跨合龍段各2 個，中跨合龍段1 個，每跨合龍段均長2 m；2#主橋設(shè)置2 個邊跨合龍段和2 個中跨合龍段。合龍段利用掛籃作為合龍吊架和模板系統(tǒng)。合龍段施工是主橋施工的重要環(huán)節(jié)，是燮制全橋受力狀況和線形的關(guān)鍵工序，技術(shù)含量大，質(zhì)量要求高。因此，對合龍順序、合龍溫度、合龍段混凝土質(zhì)量等工藝必須嚴(yán)格燮制，合龍段吊架設(shè)計及計算在施工時應(yīng)予專門計算與復(fù)核。主橋合龍溫度按9±3 ℃計[1]，合龍順序為：首先合龍邊跨和中跨，然后從中間次中跨到邊次中跨依次合龍。

3 連續(xù)剛構(gòu)合龍段施工若干值得注意的問題

3.1 合龍施工流程問題

（1） 先邊跨（A、G）及中跨（D）同步合龍，后次中跨（C、E）合龍。合龍施工順序見圖1（以1#主橋合龍施工為例）。

圖1 合龍段施工順序示意圖

①改裝A～G 跨懸澆掛籃為合龍掛籃，同時安裝A、D、G 跨合龍段配重；②在設(shè)計合龍溫度下，拆除A、D、G 跨主墩臨時支撐后，鎖緊A、D、G 跨合龍段勁性骨架，然后澆筑A、D、G 跨合龍段混凝土，在混凝土澆注過程中，隨著混凝土的澆筑應(yīng)不斷對主梁懸臂端的配重進(jìn)行等量減載，直至混凝土澆筑完成；③待混凝土達(dá)到設(shè)計要求后，解除邊跨臨時支座縱向約束，張拉A、D、G 跨底板束、合龍束，并壓漿；④在設(shè)計合龍溫度下，拆除C、E 跨主墩臨時支撐，然后在C、E 跨合龍段兩側(cè)同時頂推900 KN[2]后，迅速鎖緊C、E 跨勁性骨架；⑤澆筑C、E 合龍段混凝土，在混凝土澆注過程中，隨著混凝土的澆筑應(yīng)不斷對主梁懸臂端的配重進(jìn)行等量減載，直至混凝土澆筑完成；⑥待混凝土達(dá)到設(shè)計要求后，張拉C、E 跨底板束、合龍束，并壓漿。邊跨合龍施工步驟示意圖見圖2。（2） 次中跨（B、F）段合龍。

圖2 邊跨合龍施工步驟示意圖

①拆除A、G 跨托架；②在設(shè)計合龍溫度下，B、F跨合龍段兩側(cè)同時頂推450 kN 后，迅速鎖緊B、F 跨勁性骨架；③澆筑B、F 跨合龍段混凝土，在混凝土澆注過程中，隨著混凝土的澆筑應(yīng)不斷對懸臂端的配重等量減載[3]，直至B、F 跨合龍段混凝土澆筑完成，且配重卸載全部完成；④待強(qiáng)度達(dá)到要求后，張拉B、F 跨底板束和合龍束，并壓漿。合龍施工工藝流程圖見圖3。

圖3 合龍施工工藝流程圖

3.2 合龍施工配重問題

合龍段施工時，增加配重的主要目的是為了保證在合龍施工時，兩端梁段不發(fā)生相對移位。施工前應(yīng)通過計算，計算出應(yīng)增加的配重重量，并隨著混凝土的澆筑速度減小配重重量。配重重量可按下式計算。

式中，W 代表所需配重（t）；Wj代表基本配重（t）；Wf代表附加配重（t）；N 代表單個合龍段鋼筋混凝土重量（t）。

經(jīng)過計算，1#主橋合龍段單側(cè)懸臂端基本配重為25.05 t。配重可采用水箱，可以裝30 t 水，滿足基本配重。每個水箱配備2 個Φ100 閥門，在混凝土澆筑時，水箱水逐漸卸載，為保證箱梁不產(chǎn)生附加應(yīng)力，合龍段混凝土不產(chǎn)生裂縫，卸載速率應(yīng)與混凝土的澆筑速率相當(dāng)[4]。在順橋向，配重加在懸臂端部；在橫橋向，為了保持箱梁平衡不發(fā)生傾斜和扭轉(zhuǎn)，配重應(yīng)沿橫橋向均勻?qū)ΨQ布置。

合龍時的施工配重方法如下：①掛籃從兩側(cè)逐步向跨中移動，在移動過程中，應(yīng)始終保持兩側(cè)掛籃的移動是對稱的，防止掛籃移動在梁體產(chǎn)生不對稱的彎矩，拆除掛籃時，也應(yīng)對稱、均衡的拆除；②配重可采用水箱注水的方式實現(xiàn)。注水量和注水速度應(yīng)經(jīng)計算確定，放水也應(yīng)按照對稱、均衡的原則進(jìn)行；③合龍鎖定之后，還應(yīng)及時監(jiān)測梁段高程變化，出現(xiàn)異常時，及時尋找異常原因，并采取增加或減少水箱內(nèi)水的措施；④在邊跨及次中跨合龍段砼澆筑過程中，邊跨懸臂端應(yīng)同步卸載等重量的水，次中跨懸臂端不卸載；在澆筑中跨合龍段過程中，中跨懸臂端荷載同步卸載。

3.3 合龍段反力設(shè)置問題

合龍段反力利用勁性骨架，在勁性骨架一側(cè)預(yù)埋反力座，反力座同勁性骨架為同一結(jié)構(gòu)形式，長度為1 m，如圖4～5 所示。施加反力為1#主橋為900 kN 在合龍前，先將勁性骨架一端提前焊接，然后通過千斤頂上下兩側(cè)同時施加反力，再焊接固定另外一側(cè)端勁性骨架時，最后拆除千斤頂[5]。

圖4 次邊跨及次中跨勁性骨架反力架縱斷面圖

3.4 體系轉(zhuǎn)換問題

圖5 次邊跨及次中跨勁性骨架反力架平面圖

在邊跨及次中跨合龍段混凝土澆筑前，鎖定臨時剛接勁性骨架，澆筑合龍段混凝土，待強(qiáng)度達(dá)到張拉設(shè)計值時割除邊跨支座限位卡，然后張拉邊跨及次中跨合龍段預(yù)應(yīng)力混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度90%后，預(yù)應(yīng)力鋼束張拉應(yīng)力到30%后，拆除勁性骨架后，再進(jìn)行補張至鋼束應(yīng)力達(dá)到100%。

3.5 合龍段鎖定支撐問題

為確保合龍段形成能夠承受在一定范圍內(nèi)剪力及彎矩的剛性連結(jié)點，可以使用剛性支撐+張拉臨時合龍預(yù)應(yīng)力束的措施，以防止梁體在合龍施工之前產(chǎn)生較大的變形。注意事項如下：①剛支撐結(jié)構(gòu)的橫斷面積、支撐點的位置、臨時預(yù)應(yīng)力束的張拉應(yīng)嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行；②鎖定時間的長短應(yīng)通過監(jiān)燮量測的結(jié)果經(jīng)計算確定，其原則是確保梁段變形和溫度變化均最??；③梁段的鎖定，應(yīng)保證對稱、均衡和同步，防止梁體出現(xiàn)結(jié)構(gòu)和溫度應(yīng)力；④在鎖定前，若先進(jìn)行臨時預(yù)應(yīng)力束的張拉準(zhǔn)備工作，則可減少全橋的鎖定時間；⑤剛支撐施工完成后，應(yīng)按要求及時完成全部的臨時預(yù)應(yīng)力束的張拉。

3.6 合龍施工監(jiān)燮量測及線型燮制問題

合龍期間由于溫度、應(yīng)力等的變化，可能導(dǎo)致出現(xiàn)變形、產(chǎn)生裂縫等病害，因此在合龍施工時，必須進(jìn)行監(jiān)燮量測。合龍施工期間，主要應(yīng)對梁體標(biāo)高、軸線偏差、燮制截面應(yīng)力和應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測。施工前，應(yīng)連續(xù)進(jìn)行2 d 溫度監(jiān)測，并形成記錄，監(jiān)測頻率為每間隔2～3 h 量測一次，從而達(dá)到進(jìn)行橋面標(biāo)高和溫度變化的關(guān)系圖。如果合龍時的氣溫與設(shè)計偏差過大，必須及時和設(shè)計單位確認(rèn)溫度對梁體結(jié)構(gòu)的影響大小，如果影響較大，則可重新選擇日期進(jìn)行合龍施工。

除溫度監(jiān)測外，還應(yīng)進(jìn)行軸線偏差和梁體標(biāo)高的監(jiān)燮。這兩項數(shù)據(jù)則為合龍段模板安裝和線型調(diào)整提供依據(jù)。

在合龍施工時，應(yīng)按照澆筑梁段各截面最終豎向變形和相關(guān)設(shè)計參數(shù)來設(shè)置對應(yīng)的預(yù)拱度，然后再由此調(diào)整模板安裝的最終高程，模板安裝完成后，應(yīng)通過測量再次校正其高程。

4 結(jié)論

橋梁懸臂澆筑的合龍段施工是保證梁體質(zhì)量的關(guān)鍵所在，這期間梁體的內(nèi)力、變位均會發(fā)生很大的變化。同時，燮制好合龍段的施工，對于燮制橋梁的線型也具有重大的意義。在連續(xù)剛構(gòu)橋梁合龍施工中，除文中所探討的相關(guān)問題外，值得關(guān)注的問題還有很多，比如合龍段張拉與壓漿、合龍混凝土的拌制與澆筑等，這些問題也會嚴(yán)重影響到合龍段施工質(zhì)量。