箱梁合攏段施工技術(shù)探討

趙靜萍

（河南省路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南 商丘 476000）

1 工程概況

該主橋上部結(jié)構(gòu)為43m＋76m＋43m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，主梁截面為單箱雙室箱梁，單個(gè)箱體頂板寬23.55m，厚0.28m，設(shè)2%的橫坡；底板寬15.55m，厚度為0.25～0.75m，按二次拋物線漸變，箱梁根部梁高4.35m，跨中梁高2.1m，腹板厚度0.52～0.70m，僅在1/4跨以后1個(gè)節(jié)段至主墩段及邊跨現(xiàn)澆段腹板加厚，漸變段按直線漸變；翼緣板懸臂長(zhǎng)為3.0～5.0m，端部厚0.2m，根部厚0.6m；合攏段長(zhǎng)度為2m，東西兩幅各有兩個(gè)邊跨合攏段、一個(gè)中跨合攏段，合攏段混凝土數(shù)量為30.54m3，重量為79.4t。

2 合攏前的準(zhǔn)備

時(shí)間區(qū)段的選擇：各合攏跨合攏前，應(yīng)對(duì)主梁的梁頂高程、橋軸線和橋長(zhǎng)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，觀測(cè)氣溫變化及氣溫引起的梁體豎向和水平向相對(duì)位置變化的關(guān)系，連續(xù)觀測(cè)時(shí)間不小于48小時(shí)，以確定澆筑合攏砼的時(shí)間區(qū)段。

吊籃安裝：本橋合攏段長(zhǎng)均為2.5米，均采用“吊籃法”施工，即利用吊桿將底籃懸掛在合攏段兩側(cè)的箱梁頂板和底板上，在底籃上鋪設(shè)底模和架設(shè)內(nèi)、外側(cè)模，進(jìn)行合攏段箱梁的施工。

勁性骨架的安裝：按設(shè)計(jì)合攏溫度及張拉預(yù)應(yīng)力后彈性壓縮進(jìn)行約束鎖定（預(yù)埋型鋼支架進(jìn)行焊接）。在鎖定前，應(yīng)用千斤頂和頂支架將梁段順橋向預(yù)頂，如果設(shè)計(jì)有要求，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求辦理。鎖定后，撤除千斤頂，再?gòu)?fù)測(cè)合攏段長(zhǎng)度、高程。在鎖定的同時(shí)，應(yīng)釋放被臨時(shí)固定的活動(dòng)支座，體系進(jìn)行轉(zhuǎn)換。合攏前應(yīng)在兩懸臂端加平衡重，并在混凝土澆筑過程中逐步撤除，使懸臂撓度保持穩(wěn)定。

3 總體施工安排

箱梁的合攏過程為結(jié)構(gòu)的體系轉(zhuǎn)換過程，是控制全橋施工的關(guān)鍵工序。根據(jù)設(shè)計(jì)及施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，邊跨合攏段采用搭設(shè)支架施工，中跨合攏段采用掛籃的外模與底模板作為吊架進(jìn)行施工。全橋箱梁合攏順序?yàn)檫吙缰林锌鐚?duì)稱對(duì)行，即先邊跨合攏，再中跨合攏。由于邊跨6#塊、邊跨現(xiàn)澆段和邊跨合攏段均在支架上進(jìn)行，支架承載能力較強(qiáng)，可視為剛性支承。邊跨合攏段處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，澆筑邊跨合攏段混凝土對(duì)邊跨現(xiàn)澆段和邊跨6#塊相對(duì)變形和受力較小，故邊跨合攏段不設(shè)置施工荷載平衡壓重，僅在中跨合攏段進(jìn)行施工荷載平衡壓重。

4 邊跨合攏

箱梁的合攏是控制主橋受力狀況和線形的關(guān)鍵工序，因此箱梁的合攏順序、合攏溫度和工藝都必須嚴(yán)格控制。

在6#塊張拉、孔道注漿完成，且邊跨現(xiàn)澆段混凝土達(dá)到85%強(qiáng)度后，即進(jìn)行邊跨合攏施工。邊跨合攏施工工序如下：

4.1 清除橋面荷載

在合攏段施工前，將橋面上不必要的施工荷載清除，一時(shí)無(wú)法清除的施工荷載可移至0＃塊上，使橋面上的施工荷載處于相對(duì)平衡狀態(tài)。

4.2 支架搭設(shè)、模板安裝及鋼筋施工

邊跨合攏段支架搭設(shè)、鋼筋加工與綁扎、模板的安裝與其它邊跨支架節(jié)段的施工工藝均相同；不同之處就是邊跨合攏段支架頂部鋪設(shè)縱向方木，在方木頂部橫橋向密鋪Φ50鋼管，然后再在鋼管上鋪設(shè)縱向、橫向方木、底模，確保支架與與箱梁底板之間通過鋼管的滾動(dòng)能相對(duì)移動(dòng)，使邊跨合攏段能隨先澆筑成型的T構(gòu)自由伸縮，避免邊跨合攏段底板混凝土拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂縫。

4.3 合攏鎖定

合攏鎖定為內(nèi)剛性支撐，內(nèi)剛性支撐型鋼骨架采用與箱梁端部預(yù)埋鋼板焊接形成鎖定。合攏口標(biāo)高達(dá)到監(jiān)控及設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行合攏勁性骨架的鎖定。首先將內(nèi)剛性支撐全部進(jìn)行單端焊接，然后在當(dāng)天溫度最低時(shí)集中數(shù)臺(tái)電焊機(jī)，同時(shí)進(jìn)行內(nèi)剛性支撐焊接鎖定，要求最短的時(shí)間內(nèi)同時(shí)完成焊接。

4.4 混凝土施工

合攏段混凝土的澆筑選取在選擇在溫差較小的陰天且氣溫最低的夜間進(jìn)行,采用微膨脹混凝土。澆注順序先底板、腹板、頂板，中間向兩端澆注進(jìn)行，合攏段的砼澆注時(shí)間盡量短，控制在3h內(nèi)澆筑完畢，在合攏段混凝土澆注完成后，但其還未達(dá)到足夠強(qiáng)度以前，為避免日照引起溫升加劇，造成合攏段混凝土產(chǎn)生收縮裂紋，在混凝土表面覆蓋土工布，由專人負(fù)責(zé)不間斷噴水7天，使合攏段混凝土保持濕潤(rùn)狀態(tài)。同時(shí)為避免因日照引起梁頂與梁底溫差過大，對(duì)與合攏段相鄰的其它節(jié)段的混凝土頂板表面也予以不間斷噴水降溫，減小溫度變形。

當(dāng)合攏段混凝土的強(qiáng)度達(dá)到90%以上且齡期不小于7天時(shí)，即可按設(shè)計(jì)張拉順序進(jìn)行張拉。即先張拉縱向束，再?gòu)埨敯鍣M向筋。

5 中跨合攏

5.1 解除臨時(shí)固結(jié)

待邊跨合攏段張拉、孔道灌漿完成，且臨時(shí)墩及臨時(shí)支座拆除后進(jìn)行中跨合攏施工。中跨合攏施工工藝流程如下：

邊跨合攏→邊跨合攏段預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿→現(xiàn)澆段支架的拆除→臨時(shí)墩的拆除→臨時(shí)支座的拆除→中跨合攏→中跨合攏段預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿→掛籃吊模架拆除。其中臨時(shí)墩的拆除原則是：對(duì)稱進(jìn)行，先拆除兩邊墩，后拆除中間墩；臨時(shí)支座拆除原則是先邊墩后中墩。

5.2 調(diào)整標(biāo)高

合攏施工前對(duì)全橋標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量合攏段兩端高差（相對(duì)）是否超過2cm，若超過則根據(jù)標(biāo)高相差大小，在懸臂端進(jìn)行采用砂袋荷載壓重進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整，砂袋壓重必須待合攏段預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉后才可清除。

5.3 合攏段施工荷載的平衡

調(diào)整懸臂端合攏施工荷載采用在中跨6號(hào)段端部磚砌筑水池盛水進(jìn)行荷載平衡，根椐合攏段混凝土重量確定水池容量。在合攏段澆注混凝土?xí)r，按比例同步放出水池內(nèi)同等重量的水，使合攏段兩端高差始終控制在允許范圍（在5mm以內(nèi)），使合攏段施工荷載不引起豎向附加應(yīng)力。

5.4 合攏吊架安裝

中跨6號(hào)段預(yù)應(yīng)力張拉、孔道灌漿后，將其中一套掛籃主桁、底模及側(cè)模整體向后移回0號(hào)段附近，盡量減小中跨合攏段頂多余的施工荷載。由于掛籃前吊帶受到對(duì)面6號(hào)段混凝土箱梁阻擋，按照以下步驟進(jìn)行掛籃底模、側(cè)模的移動(dòng)與錨固，實(shí)現(xiàn)掛籃模板系統(tǒng)前、后吊點(diǎn)的受力轉(zhuǎn)換。

5.4.1 通過吊具（帶滾軸）、精軋螺紋鋼將外模吊梁前吊點(diǎn)由固定聯(lián)結(jié)轉(zhuǎn)換為活動(dòng)聯(lián)結(jié)。此時(shí)外模吊梁前、后吊點(diǎn)均為活動(dòng)聯(lián)結(jié)。用手動(dòng)葫蘆拖動(dòng)左右兩側(cè)外模吊梁前移至對(duì)面6號(hào)段頂板預(yù)留孔（垂直投影）位置，利用精軋螺紋鋼進(jìn)行外模吊梁前吊點(diǎn)受力轉(zhuǎn)換。

5.4.2 底模前底橫梁、后底橫梁通過鋼絲繩與外模吊梁聯(lián)結(jié)，由外模吊梁承受底模荷載，拆除掛籃主桁架與底模之間前、后吊點(diǎn)的約束聯(lián)系。

5.4.3 用手動(dòng)葫蘆拖動(dòng)左右兩側(cè)外模吊梁同步前移，帶動(dòng)模板系統(tǒng)前移，直至模板系統(tǒng)重心與合攏段混凝土重心重合，采用精扎螺紋鋼將掛籃底模、側(cè)模錨固（通過在底板、頂板事先精確預(yù)留的孔洞）在中跨6號(hào)段。然后將掛籃主桁架移回到0號(hào)段頂。

5.4.4 合攏鎖定、鋼筋、波紋管、鋼絞線安裝

中跨合攏鎖定施工步驟、要求同邊跨合攏鎖定相同。綁扎底板與腹板鋼筋，波紋管安裝及連續(xù)束鋼絞線穿設(shè)，安裝內(nèi)模，綁扎頂板鋼筋，安裝頂板預(yù)應(yīng)力管道，預(yù)穿鋼絞束,仔細(xì)檢查波紋管是否有漏洞，接縫處是否纏繞是密實(shí)，并檢查剛性支承端焊接質(zhì)量。對(duì)砼施工縫進(jìn)行認(rèn)真處理后，即可進(jìn)行合攏鋼筋的綁扎及預(yù)應(yīng)力管道安裝，由于合攏段鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道密集，并且又增加了橫隔板及勁性骨架因此應(yīng)特別注意預(yù)應(yīng)力管道的定位和密封，確保管道暢通。由于合攏段預(yù)應(yīng)力鋼束管道內(nèi)不能穿襯管，為了確保施工的安全考慮，采用先穿束的方式。

5.4.5 中跨合攏段的臨時(shí)錨固

在中跨頂推力撤除后應(yīng)立即進(jìn)行臨時(shí)錨固（防止溫度變化將合攏段勁性骨架焊縫拉裂），可分別對(duì)稱張拉頂板、底板臨時(shí)錨固索（頂板兩束，底板兩束對(duì)稱布置），張拉力為設(shè)計(jì)張拉力的30%即可，作為中跨合攏段的臨時(shí)錨固體系。使骨架受壓，防止中跨合攏段砼在澆筑完成后，連續(xù)鋼束張拉之前砼開裂，之后現(xiàn)澆合攏段砼。

5.4.6 合攏段混凝土澆注

中跨合攏段混凝土的澆筑、養(yǎng)護(hù)同邊跨混凝土澆筑施工步驟基本相同。在灌注過程中安排專人間隔來(lái)回拉動(dòng)鋼絞線，防止一旦漏漿結(jié)成硬塊堵塞波紋管，振搗棒不允許觸及波紋管道，以防波紋管道進(jìn)漿，砼灌注完后，頂板砼表面收漿二次并壓平，及時(shí)做好箱內(nèi)外溫度觀測(cè)，做好記錄。當(dāng)合攏段混凝土的強(qiáng)度達(dá)到90%以上且齡期不小于7天時(shí)，即可按設(shè)計(jì)張拉順序進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

6 合攏注意事項(xiàng)

6.1 在全橋合攏施工前，必須清除箱梁內(nèi)外的多余荷載，以免影響箱梁合攏線型。

6.2 在合攏施工的前三天，特別是夜間，每小時(shí)測(cè)試一次室外溫度，確定最低的合攏溫度時(shí)間段，焊接合攏勁性骨架及澆筑合攏段砼宜選在氣溫變化不大的天氣進(jìn)行，并應(yīng)保證勁性骨架焊接和砼澆筑在一天中，氣溫較低的時(shí)刻（如凌晨2點(diǎn)鐘）進(jìn)行，并爭(zhēng)取在兩小時(shí)內(nèi)澆筑完成。

6.3 從合攏段前4個(gè)梁段起，對(duì)全橋各梁段的標(biāo)高和線形進(jìn)行聯(lián)測(cè)，并在這4個(gè)梁段內(nèi)逐步調(diào)整，以控制合攏精度。

6.4 全橋合攏前和合攏過程中，要加強(qiáng)全橋標(biāo)高和軸線的觀測(cè)。中跨合攏段吊架及模板的拆除，必須要在中跨底板束張拉完成后進(jìn)行。合攏段預(yù)應(yīng)束的張拉，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)順序進(jìn)行，張拉過程中還需加強(qiáng)線型觀測(cè)。

6.5 混凝土加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，盡量減小箱梁懸臂日照溫差，為此可采取覆蓋箱梁懸臂等減小溫差措施，注意保溫和保濕養(yǎng)護(hù)，以免砼開裂。

結(jié)語(yǔ)

在對(duì)箱梁合攏段進(jìn)行施工的過程中，管理人員一定要做好協(xié)調(diào)與統(tǒng)籌，對(duì)于施工中遇到問題需要及時(shí)給以妥善處理。技術(shù)人員一定要熟悉施工工藝流程，加強(qiáng)各工序銜接與控制，保證工程質(zhì)量。

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