大跨度連續(xù)梁橋合龍段施工技術(shù)應(yīng)用分析

李文迪

摘 要：以某連續(xù)梁橋施工為例，簡(jiǎn)要闡述了其合龍段的施工原理及施工方案選擇，并對(duì)其施工要點(diǎn)進(jìn)行分析研究，提高合龍段的施工水平和工程質(zhì)量。根據(jù)混凝土配合比的試驗(yàn)研究為合龍段施工提供可靠理論支持，并改善施工工藝，通過(guò)對(duì)合龍段的應(yīng)力監(jiān)測(cè)，探索應(yīng)力變化規(guī)律，證實(shí)橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。

關(guān)鍵詞：連續(xù)梁橋；合龍段施工；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U445.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2023）01-0018-03

0 引言

大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁以其結(jié)構(gòu)剛度大、施工難度相對(duì)較低、運(yùn)營(yíng)成本低等優(yōu)點(diǎn)，得到廣大橋梁工程師的青睞[1]。建筑行業(yè)的快速發(fā)展推動(dòng)了施工技術(shù)的提升，促進(jìn)了大跨度現(xiàn)需橋梁相關(guān)技術(shù)的不斷更新，與此同時(shí)也深化了支架和吊臂混凝土現(xiàn)澆、頂推、懸臂結(jié)構(gòu)安裝等技術(shù)。

目前應(yīng)用比較普遍的是吊臂混凝土現(xiàn)澆，其施工時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)、施工工藝較為復(fù)雜，而且中間還需要進(jìn)行多次建筑體系的變化，易受外部條件的干擾。合龍技術(shù)在橋梁的施工中也非常關(guān)鍵，是大跨預(yù)應(yīng)力橋施工中的重中之重，能夠?qū)虻某休d力和耐久度起到非常大的作用。本篇重點(diǎn)以連續(xù)梁式橋?yàn)榉治霭咐?，?duì)大跨度連續(xù)梁合龍段所使用的相關(guān)技術(shù)要求加以研究與說(shuō)明。

1 工程概述

某公路橋全長(zhǎng)1 629.3 m。其中，左右幅第七聯(lián)為懸澆箱梁，連續(xù)箱梁長(zhǎng)為163.2 m，跨徑組合為（44.1+75+44.1）m，采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋面連續(xù)。橋墩采用柱式墩，墩臺(tái)采用樁基礎(chǔ)。20#、23#墩采用2.2 m樁基礎(chǔ)，墩柱為2.4×2.4 m方形墩，21#、22#主墩采用2.5 m樁基礎(chǔ)墩柱為2.8×2.8 m方形墩。橋梁縱面縱坡為0.418%。

箱梁具體參數(shù)如表1、表2，該公路橋上部結(jié)構(gòu)為單箱雙室預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，梁頂寬16.25 m，梁底寬9.25 m，頂板厚度30 cm，腹板厚度45、65 cm，中支點(diǎn)局部加厚至85 cm，底板厚由跨中的30 cm變化至中支點(diǎn)梁根部的65.9 cm，中支點(diǎn)處局部加厚至120 cm，底板厚度30～120 cm，主墩處梁高4.5 m，中心線梁高2.2 m。其中，0#梁段在支架上現(xiàn)澆，長(zhǎng)10 m；1#～9#梁段為懸臂澆筑節(jié)段，長(zhǎng)度分別為3 m×3+3.5 m×3+4 m；2個(gè)11#梁段（邊跨現(xiàn)澆段）長(zhǎng)5.52 m采用支架現(xiàn)澆；2個(gè)邊跨合龍段及1個(gè)中跨合龍段，合龍段長(zhǎng)度均為2 m。

2 合龍施工方案的選擇

在對(duì)大跨度混凝土連續(xù)橋梁進(jìn)行懸臂現(xiàn)澆作業(yè)時(shí)，合同作業(yè)的次序一般分為逐孔合龍和多孔一次性合龍兩種方式。但是因?yàn)榇罂缍葮蛄哼\(yùn)用的吊桿較長(zhǎng)，T構(gòu)超定靜結(jié)構(gòu)需要在結(jié)構(gòu)上發(fā)生多次轉(zhuǎn)變[1]，再加上外界條件的干擾，例如氣候、溫度、濕度、澆筑壓力等因素，合龍階段混凝土的應(yīng)力就難以掌控。合龍階段混凝土質(zhì)量相應(yīng)較小，也易產(chǎn)生裂紋，同時(shí)混凝土出現(xiàn)了收縮及徐變情況，對(duì)橋后期的線形變化和承載力情況也產(chǎn)生了很大的影響。

該大跨度連續(xù)橋梁合龍混凝土現(xiàn)澆施工，采用先進(jìn)行邊跨合龍、再進(jìn)行中跨合龍的順序。在進(jìn)行合龍之前，將支撐結(jié)構(gòu)用精軋螺紋臨時(shí)固定，在合龍段形成可以接受承重的受力點(diǎn)，防止因?yàn)樘鞖庠虬l(fā)生形變，再進(jìn)行后續(xù)施工步驟。

本工程方案順序?yàn)椋褐Ъ墁F(xiàn)澆施工0#塊（中橫梁）→掛籃對(duì)稱施工1#、1#塊→掛籃對(duì)稱施工2#、2#→施工3#、3#→施工4#、4#→施工5#、5#→施工6#、6#→施工7#、7#→施工8#、8#→施工9#、9#→合攏10#、10#。

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 合龍段模板與支撐系統(tǒng)施工要點(diǎn)

本工程采用吊籃法進(jìn)行施工，在橋梁合龍截?cái)嗝嬖黾拥趸@，可以降低進(jìn)度或者管理因素的影響。在對(duì)臨時(shí)構(gòu)件和內(nèi)外膜現(xiàn)澆系統(tǒng)進(jìn)行拼裝時(shí)，必須要嚴(yán)絲合縫，在分配梁、模板、鋼支架、木支架等構(gòu)件之間的空隙要做到最小，在拼裝結(jié)束之后，必須要開(kāi)展預(yù)壓工序，防止出現(xiàn)非彈性形變。

3.1.1 邊跨合龍段施工要點(diǎn)

在施工前現(xiàn)澆托架，同時(shí)按標(biāo)準(zhǔn)制作試塊，同步進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待試驗(yàn)強(qiáng)度到95%、彈性模量100%、齡期高于5 d 之后，再通過(guò)利用掛籃制作合龍吊架和模板系統(tǒng)，用螺栓把懸臂端和托架固定，最后施工邊跨合龍段。

3.1.2 中跨合龍段施工要點(diǎn)

中跨合龍段采用懸空吊架法（利用一側(cè)掛籃）施工，先合龍邊跨后合龍中跨。以中跨合龍段側(cè)掛籃底模和內(nèi)頂模基礎(chǔ)為整體承載的基礎(chǔ)，合龍段的另一側(cè)可以不拆除掛籃，將其當(dāng)作施工時(shí)的配重。

3.2 平衡配重施工要點(diǎn)

平衡配重主要是由施工荷載均衡配重塊與鋼筋混凝土平衡物兩部分所構(gòu)成[2]。該橋在實(shí)施合龍時(shí)把大橋的臨時(shí)負(fù)荷完全拆除，然后采取在吊桿末端放置鋼絞線的方式增加均衡質(zhì)量，配重的質(zhì)量與合龍段澆筑的混凝土相當(dāng)。附加配重是為了調(diào)節(jié)梁體變形、合龍標(biāo)高及應(yīng)力因素而設(shè)置的[3]。其主要包括：①施工中的合龍架自重以及澆筑之前作用在合龍架的荷載。②直接作用于懸臂的荷載。③合龍段兩端高程偏差調(diào)整。

依據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，合龍段的兩邊存在的高差不能高于20 mm（必須在6：00日出前開(kāi)始測(cè)量）。因此，配重的線性偏差調(diào)整必須通過(guò)壓緊配重進(jìn)行微調(diào)，再經(jīng)測(cè)量顯示誤差符合標(biāo)準(zhǔn)后方可后續(xù)施工。

本次配重使用水箱法建造，即對(duì)合龍段進(jìn)行支撐鎖定之后對(duì)兩端進(jìn)行水箱壓重，水箱的質(zhì)量為合龍段混凝土重量的1/2，并要確保水箱中的積水可以不斷的排除，在合龍段混凝土施工時(shí)，水箱重量能夠與混凝土質(zhì)量進(jìn)行同步等量減載。

3.3 鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道安裝施工要點(diǎn)

鋼筋捆扎在加工場(chǎng)地進(jìn)行集中加工，并在現(xiàn)場(chǎng)二次捆扎。在捆扎前將勁性骨骼的固定部位先保留，待勁性骨骼鎖緊后再修補(bǔ)捆扎。在底板束管道施工時(shí)，先試穿所有低板束。地板填料使用雙層波紋管，通過(guò)插入鋼絲繩芯棒，確保順利澆筑混凝土。鋼筋與其他預(yù)應(yīng)力梁和管道布置在同一箱形梁的懸臂梁部分。

3.4 合龍段端口臨時(shí)鎖定施工要點(diǎn)

大跨預(yù)應(yīng)力鋼筋梁式橋吊桿澆筑工程中，由于受陽(yáng)光的輻射、雨水、晝夜溫度、氣溫以及風(fēng)等因素共同影響，其吊桿端會(huì)產(chǎn)生豎向撓曲、水平偏位變化以及軸向伸縮，導(dǎo)致合龍段的端口標(biāo)高及長(zhǎng)度不停變化[4]。由于合龍端口處于懸臂狀態(tài)，為避免兩端變形導(dǎo)致混凝土澆筑產(chǎn)生裂縫，合龍前對(duì)端口做臨時(shí)鎖定與約束，以控制合龍段兩端口相對(duì)位移及錯(cuò)動(dòng)造成混凝土變形裂縫[5]。

3.4.1 選擇適宜的時(shí)間

在施工時(shí)為確保合龍段的兩邊都能保持相對(duì)固定，避免在混凝土澆筑之后和早期硬化過(guò)程中出現(xiàn)明顯的溫度變化，要選擇適宜施工的天氣與時(shí)段，并且在施工前3 d進(jìn)行測(cè)溫并記錄、分析出梁體隨溫度變化最小的時(shí)間點(diǎn)。

3.4.2 復(fù)核測(cè)量后確認(rèn)標(biāo)高

在正式進(jìn)行合龍施工前，在施工與監(jiān)控單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的合龍標(biāo)高和線形復(fù)核測(cè)量后，再依據(jù)監(jiān)控單位的檢算和相應(yīng)的要求針對(duì)性地調(diào)整合龍口標(biāo)高。

3.4.3 及時(shí)安裝剛性支撐

當(dāng)對(duì)標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整以后，將剛性支撐一端和梁端連接，在達(dá)到預(yù)定鎖緊的時(shí)間后迅速焊接，達(dá)到鎖定狀態(tài)。

3.4.4 準(zhǔn)確施加預(yù)壓力

鎖定后，選擇2N19和2N39號(hào)鋼束用于邊跨，使用2N21和2N44號(hào)鋼束用于中跨，將其當(dāng)作臨時(shí)的預(yù)應(yīng)力束，保證在臨時(shí)鎖定狀態(tài)下的張拉力只有設(shè)計(jì)的30%。當(dāng)施工時(shí)遇到嚴(yán)重的氣候變化時(shí)，及時(shí)調(diào)整臨時(shí)的預(yù)應(yīng)力鋼束大小，再檢查鋼支撐和預(yù)埋件，確保支撐和梁體的安全性之后再調(diào)整張拉力。

3.4.5 及時(shí)解除臨時(shí)約束

當(dāng)臨時(shí)鎖定之后需要將一側(cè)箱梁的固定約束立即釋放，保證一端可以在鎖定狀態(tài)下進(jìn)行自由伸縮。

3.5 合龍段混凝土施工要點(diǎn)

由于在合龍段運(yùn)用了微膨脹的混凝土，所以在運(yùn)送中需要不停拌和，以此來(lái)保障混凝土能夠順利施工。具體施工要點(diǎn)有以下3點(diǎn)。

第一，合龍段混凝土的施工之前，必須充分檢査鋼筋段及支架、鋼筋直徑及預(yù)應(yīng)力管道、鋼筋保護(hù)層、墊片和鋼筋緊固件等施工條件，檢査合格后，在規(guī)定的溫度下進(jìn)行澆筑。

第二，施工時(shí)需要同步合龍段的混凝土施工，工期不超過(guò)4 h，施工速度10 m3/h左右。具體施工順序是：先做底板和腹板，設(shè)置道壓艙模板，再搭多層網(wǎng)單元，層厚一般不超過(guò)30 cm，最后施作兩側(cè)翼緣板頂。這樣能夠減少頂板中部板模板支架的變形，減少現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)角區(qū)頂板造成混凝土開(kāi)裂。附著型振搗器與插入型振搗棒聯(lián)合應(yīng)用進(jìn)行澆筑時(shí)，需要注意兩者不能與鋼支架和波紋管接觸。

第三，施工完成后，混凝土結(jié)構(gòu)的合龍梁段施工區(qū)域必須用一層薄薄的覆蓋材料或土工布進(jìn)行保護(hù)，并由施工人員做好水泥測(cè)量記錄。在施工區(qū)邊緣1 m的區(qū)域內(nèi)灑水，以減少水分流失而引起裂縫。

3.6 預(yù)應(yīng)力施工分析

在進(jìn)行合龍段的永久束張拉之前需要使用灑水降溫，并通過(guò)覆蓋箱梁懸臂的形式降低與小箱梁的溫差。基礎(chǔ)混凝土鋼筋束管架設(shè)前要確保管路通暢，當(dāng)合龍段鋼筋滿足工程要求承載力和相應(yīng)齡期時(shí)，松開(kāi)框架外模板和內(nèi)側(cè)模，依據(jù)規(guī)定張拉順序和張拉的大小進(jìn)行施工張拉。橫向和豎向以及頂板的縱向預(yù)應(yīng)力的工序和箱梁懸灌梁段基本一致，只有在鋼束張拉結(jié)束之后才能脫底模。預(yù)應(yīng)力的壓漿需要遵守“由張拉端向錨固端壓漿，由低端向高端進(jìn)行壓漿”的基本原則。梁體在進(jìn)行張拉預(yù)應(yīng)力筋過(guò)程中，用于臨時(shí)鎖定的永久預(yù)應(yīng)力束需要在其他預(yù)應(yīng)力束張拉完后再調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)張拉值。

3.7 合龍段施工監(jiān)測(cè)要點(diǎn)

檢測(cè)要點(diǎn)具體有以下4點(diǎn)。

第一，施工中一定要嚴(yán)格控制箱梁頂面負(fù)荷的布置和方向，對(duì)拆除后廢棄的模板和垃圾也要及時(shí)清掃。按照監(jiān)控部門的標(biāo)準(zhǔn)做好壓重荷載布設(shè)，并且要求計(jì)算必須準(zhǔn)確無(wú)誤。

第二，施工時(shí)需要正確觀測(cè)實(shí)際高程，確保連續(xù)梁線形正確。

第三，因?yàn)楸O(jiān)測(cè)氣溫的變化，所以需要在梁體上設(shè)置高溫觀測(cè)站進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

第四，在合龍后，除規(guī)定的荷載外，不能在梁面堆放其他荷載。

4 結(jié)語(yǔ)

連續(xù)梁橋合龍段施工是橋梁施工中極其重要的一環(huán)，將使橋梁結(jié)構(gòu)由靜定轉(zhuǎn)為超靜定，其施工的細(xì)節(jié)決定工程的質(zhì)量。大跨度連續(xù)橋梁合龍段在施工時(shí)容易受到不同的因素影響，例如晝夜氣溫的變化、濕度變化、混凝土早期的收縮、結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換速度和澆筑壓力變化等，所以針對(duì)合龍段施工的工藝和技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，以此來(lái)避免后續(xù)類似工程施工時(shí)受各種因素產(chǎn)生的不良影響，進(jìn)一步提升了施工效率，為今后各類橋梁的工程實(shí)施提供了參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙永鵬.大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋合龍段施工技術(shù)要點(diǎn)探討[J].山西交通科技，2019（4）：57-59+84.

[2] 潘曉飛，耿志華，張康榮，等.大跨度連續(xù)梁橋合龍段施工技術(shù)應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2022（21）：100-103.

[3] 莫冬華.高墩大跨剛構(gòu)橋合龍段幾道關(guān)鍵工序的力學(xué)性能研究[D].長(zhǎng)沙：長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2011.

[4] 蔣玉漢.大跨度連續(xù)梁橋懸澆施工關(guān)鍵技術(shù)分析[J].交通世界，2021（13）：119-122.

[5] 朱月平.大跨度連續(xù)梁橋懸臂澆筑合龍控制關(guān)鍵技術(shù)研究[J].工程質(zhì)量，2020，38（1）：62-66.