多跨連續(xù)剛構橋施工合攏技術

劉 彬，朱世萍，肖子旺

(1.中交一公局第五工程有限公司;2.西寧海湖開發(fā)建設管理有限公司;3.東北林業(yè)大學土木工程學院)

1 工程概況

窟野河特大橋位于神木縣縣城西北角，斜跨窟野河，半干旱大陸季風性氣候顯著。橋面平均高度約75m，最大橋高約96m，大橋主橋為6孔和7孔連續(xù)梁連續(xù)鋼構組合梁，結構形式為左線(69+4×130+79.5+39.5+76+4×140+76)m，右線(69+4×130+69+76+4×140+76)m，主墩采用單薄壁空心墩。里程樁號K1+168.3～K4+623.4，橋梁全長3455.1m?？咭昂哟髽蚩缈咭昂硬糠植捎枚嗫鐒倶嫅覞彩┕?，76.2m高墩，4孔跨徑140m、4孔跨徑130m均給工程的施工控制帶來一定的技術難度。

2 總體部署原則

先主橋、后引橋，先主體、后附屬，保重點、促一般。充分考慮本工程的特點，采取均衡有續(xù)的生產(chǎn)，剛構是本工程的重點，現(xiàn)澆段的施工可采取交叉作業(yè)的流水方法。整體工程安排三部分:140m剛構、130m剛構、現(xiàn)澆段，從地域來考慮，分為河道與岸上兩部分。每個施工階段內(nèi)所含的分部工程盡量安排流水作業(yè)，各專業(yè)工程之間交替進行。

3 總體施工方案

按照先140m跨徑剛構、次130m跨徑剛構，后第12聯(lián)現(xiàn)澆段，先下部后上部的總體思路考慮施工順序的安排，以剛構為重點，現(xiàn)澆段輔之，在確保剛構進度的前提下，其他可穿插進行。

剛構的施工順序:樁基→承臺→空心墩→0#塊→掛籃懸澆→合攏→橋面系。

現(xiàn)澆段施工順序:樁基→承臺→實心墩→現(xiàn)澆梁→橋面系。

4 合攏段施工質(zhì)量控制措施

4.1 合理安排合攏段的施工順序

合攏段的施工順序是合攏段的重要決策之一。

(1)不同的合攏段施工順序將引起不同的施工內(nèi)力及結構內(nèi)力的重分布效果。

(2)合攏段施工的先后順序安排是施工單位組織施工、控制進度的重要根據(jù)。

(3)合攏施工階段時，橋梁的理論設計與現(xiàn)場實際情況差距隨時間的累積量較大，需要合理的合攏段施工順序予以適當解決。

4.2 合攏時間的合理選擇

根據(jù)氣溫情況選擇氣溫較低、溫度變化幅度較小時鎖定合攏口并灌注合攏段混凝土。施工效率要高，澆筑時間應控制四小時內(nèi)，以兩小時的澆筑時間最為適宜。

4.3 合攏段材料的選取

由于合攏段位置關鍵且受力較為復雜，合攏段混凝土宜比梁段混凝土提高一個等級，宜采用早強、入?；炷撂涠炔淮笥?0cm的微膨脹混凝土?；炷吝_到強度后，解除另一端的支座臨時約束，完成體系轉換，張拉全部剩余預應力束。

4.4 合攏段長度的合理劃分

實踐證明，合攏段過長會導致施工難度成倍數(shù)增加，因此在滿足最低施工條件下，合攏段長度以短為宜，一般合攏長度在1.5～2m范圍內(nèi)為宜。方便施工且有利于結構受力的合理性。

4.5 合攏段兩端偏差的調(diào)整

合攏前在各節(jié)段施工中應逐段調(diào)整兩端中線可能的偏差，可通過計算，對于最終的少量偏差采用壓重的辦法進行微調(diào)。

4.6 合攏端口的臨時鎖定

在梁體設置內(nèi)剛性支撐，同時張拉臨時合攏鋼束，完成臨時鎖定，是目前較為常見的辦法。

考慮到窟野河大橋在合攏的短時期內(nèi)，會因梁體兩端豎向溫差和整體溫度的變化，在合攏端口梁截面將產(chǎn)生軸力及彎矩，固采用對已澆混凝土重量逐步減少合攏段兩側壓重物來調(diào)整彎矩;軸向力則利用設置內(nèi)剛性支撐和張拉臨時合攏鋼束予以約束調(diào)整。

操作時，要求合攏端口的鎖定應迅速、對稱地進行，在合攏端口鎖定后立即釋放一側T構的支座固定約束，以減小溫度內(nèi)力。

5 合攏段力學分析原理

合攏口鎖定主要是克服梁體溫差變化產(chǎn)生的軸向力和合攏段混凝土作用下產(chǎn)生的彎矩。梁體降溫時，混凝土發(fā)生收縮變形，對合攏段產(chǎn)生拉力，由此確定預應力的張拉力;梁體升溫時，混凝土發(fā)生膨脹，對合攏后產(chǎn)生壓力，由此確定剛性支撐的斷面。

由于合攏期短，可不計入混凝土的徐變效應，對于窟野河大橋，梁截面較大，溫度的升高將產(chǎn)生巨大的溫度內(nèi)力，剛性支撐無法承受，故考慮到結構的安全及施工的方便，宜在合攏口鎖定后立即釋放一端梁的滑動支座約束;對連續(xù)剛構，則要求墩身有一定的柔度。

6 合攏段的施工方案設計

考慮各客觀因素對成橋階段的影響，制定窟野河大橋合攏段施工方案。

在“T”構及邊跨現(xiàn)澆直線段完成后，即可進行合攏施工。合攏順序為:邊跨合攏→中跨(預施水平頂力)合攏→次邊跨合攏。在現(xiàn)澆直線段梁段達到設計強度80％時，開始張拉鋼束，張拉順序按設計要求進行，張拉時上下游同時對稱進行，張拉完成后，拆除梁底支架，箱梁由靜定體系變?yōu)閱慰鐜冶鄣某o定結構。

邊跨、中跨、次邊跨合攏后，體系由靜定的簡支體系轉變?yōu)槌o定的連續(xù)體系。在體系轉換過程中，由于氣溫變化及各種因素的影響，會導致合攏段混凝土拉裂或壓壞。在合攏前，采用剛性支承臨時鎖定合攏段兩端，使其成為可以承受一定彎矩、剪力的牢固結點，確保梁體的安全。在梁上預埋鋼筋及鋼板，在合攏口底板上面、頂板上面各設型鋼連接構件作為剛性支撐。型鋼連接構件與預埋鋼板焊牢，并設置剪刀撐焊接在型鋼連接構件上。然后張拉臨時預應力束實施鎖定，最后澆筑混凝土。

中跨合攏前，焊接剛性支撐之后，施加6000kN的水平頂力。焊接剛性支承，張拉鋼絞線，澆筑混凝土，整個施工應一氣呵成，盡量縮短鎖定時間。對合攏段的混凝土，澆筑選擇在夜間溫度最低、變化最小時，從鎖定到澆筑混凝土完畢的時間盡可能控制在最短，混凝土中加入緩凝早強劑，并加強養(yǎng)護。同時派專人負責現(xiàn)場觀測，預防發(fā)生意外情況。

中跨合攏段與次邊跨合攏段采用型鋼搭設托架作為支撐系統(tǒng)，安裝側模和底模，內(nèi)模用組合鋼模。中跨合攏后，再對次邊跨進行臨時鎖定，然后拆除墩的臨時支墩和臨時支座，澆筑次邊跨合攏段。拆除臨時支座時，應緩慢對稱進行，并注意觀測支座下沉量，使體系轉換順利完成。

7 總結

完善的合龍技術是橋梁成功建造的前提，在連續(xù)梁施工的整個過程中，合攏段的施工是連續(xù)梁施工和體系轉換的重要環(huán)節(jié)，合攏施工必須滿足受力狀態(tài)的設計要求及梁體線型，控制合攏段的施工誤差。

在窟野河特大橋建造的過程中，影響現(xiàn)澆懸臂合攏施工和結構內(nèi)力的因素很多，只有結合工程實際情況，充分考慮各方面的影響因素，進行力學分析，選定合理有效的施工方案，才能節(jié)省工程費用，保證工期進度，方便施工，確保工程質(zhì)量。

通過對連續(xù)剛構橋合攏技術的研究，提出了較為科學合理的合攏段實施方案，為窟野河大橋的順利合攏提供了有力的技術保障。

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