淺談大跨徑連續(xù)剛構(gòu)懸澆箱梁合攏段施工

龍志剛

(湖南省長(zhǎng)沙市湖南路橋建設(shè)集團(tuán)公司)

1 工程概況

太平特大橋路線于牛頭山隧道出口和虎門漁政大樓右側(cè)之間跨越太平水道，太平水道水面寬約414 m。橋址區(qū)地形為山間溝谷，橋的兩端為山丘，中間為太平水道，地形呈U字形，橋址范圍內(nèi)的地面高程約2～40 m。

太平特大橋橋梁孔跨布置為:左幅40 m +5 ×49 m +40 m+(113.86 m+196.48 m +113.67 m)+40 m +50 m +40 m，全長(zhǎng)885 m;右幅6 ×50 m+(113 m +195 m +113 m)+40 m+50 m+2 ×40 m，全長(zhǎng)891 m。其中主橋跨越太平水道左幅(113.86 m +196.48 m +113.67 m)、右幅(113 +195 +113 )m均為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，左右幅分開修，半幅橋?qū)?9.85 m。主橋左幅8#、9#墩、右幅7#、8#墩位于河道中間，下部構(gòu)造為12.85 m×2.0 m 矩形雙肢薄壁墩與18.8 m×27.8 m大型承臺(tái)，上部構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力變截面連續(xù)箱梁，其中0#、1#塊做為掛籃安裝梁段采用支架現(xiàn)澆施工工藝，2#～24#塊采用掛籃懸澆施工工藝。

太平特大橋主橋箱梁在24#塊合攏，全橋共計(jì)6 個(gè)合攏段，其中4 個(gè)邊跨合攏段;2 個(gè)中跨合攏段。每個(gè)合攏段的結(jié)構(gòu)尺寸:梁長(zhǎng)2 m，梁高4.2 m，底板寬12.85 m，頂板寬19.85 m，頂板設(shè)有3%橫坡，底板厚30 cm、頂板厚28 cm、腹板厚45 cm，每個(gè)合攏段混凝土 數(shù)量為34.1 m3，重量為88.72 t。詳情見圖1 所示。

圖1 合攏段標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

2 合攏段需控制的難點(diǎn)

(1)中跨合攏段水平頂推力:設(shè)計(jì)合攏溫度為17～25 ℃，中跨合攏頂推力為800 t。

(2)合攏段臨時(shí)剛性鎖定。

(3)合攏段配重。

3 合攏段施工方法

箱梁合攏是實(shí)現(xiàn)大橋體系轉(zhuǎn)換，是全橋受力狀況和線形控制的關(guān)鍵工序，全橋箱梁合攏施工由邊到中對(duì)稱施工，即先進(jìn)行兩個(gè)邊跨合攏段施工，再進(jìn)行中跨合攏段施工。

根據(jù)太平特大橋施工實(shí)際情況，合攏段均利用懸澆掛籃經(jīng)過局部改造后作為模板和支架進(jìn)行合攏施工。

邊跨合攏段:在邊跨23#塊梁頭及邊跨現(xiàn)澆段梁頭預(yù)埋臨時(shí)剛性連接預(yù)埋件及吊桿孔，澆筑完23#塊并待強(qiáng)養(yǎng)生張拉之后，使用塔吊配合安裝現(xiàn)澆梁段底下的2I25b 承重主橫梁及吊桿，在2I25b 主橫梁及掛籃前下橫梁之間安裝I18 底縱梁，然后在I18 底縱梁上鋪裝鋪裝10 cm 厚組合鋼模板，焊接臨時(shí)剛性連接工字鋼，安裝配重荷載(合攏段混凝土 荷載)，綁扎鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋，觀測(cè)并選定澆筑時(shí)間，澆筑合攏段混凝土。預(yù)應(yīng)力張拉壓漿完成后，最后使用塔吊和卷揚(yáng)機(jī)拆除模板系統(tǒng)。

中跨合攏段:在中跨23#塊梁頭預(yù)埋臨時(shí)剛性連接預(yù)埋件、吊桿孔，澆筑完23#塊并等強(qiáng)養(yǎng)生張拉之后，對(duì)兩側(cè)23#塊施加8 000 kN 水平頂推力(注意根據(jù)合攏溫度需要調(diào)整)，并用槽鋼固定保持預(yù)頂力，在兩邊掛籃前下橫梁上搭設(shè)I18 作為縱梁并在其上鋪設(shè)底模，安裝配重荷載(合攏段混凝土 荷載)，綁扎鋼筋及預(yù)應(yīng)力鋼筋，觀測(cè)并選定澆筑時(shí)間，最后澆筑混凝土，預(yù)應(yīng)力張拉壓漿完成后，最后使用浮吊和卷揚(yáng)機(jī)拆除掛籃。

4 施工難點(diǎn)采取的相應(yīng)措施

4.1 中跨主梁水平頂推力

首先在中跨合攏段兩側(cè)梁端頂推點(diǎn)位置預(yù)埋上下兩塊鋼板，施工時(shí)在上鋼板位置采用200 t 千斤頂施加頂推力，頂推點(diǎn)1 的頂推力為1 460 kN，頂推點(diǎn)2 的頂推力為1 200 kN。待所有頂推點(diǎn)頂推力均勻施加完成后，于下鋼板位置焊接2I30 槽鋼將合攏段兩側(cè)梁段限位保持預(yù)頂力，然后取出千斤頂。

4.2 合攏段臨時(shí)剛性鎖定和混凝土 澆筑

合攏段在灌注前—周，對(duì)橋梁高程、軸線、橋長(zhǎng)進(jìn)行聯(lián)測(cè)并觀測(cè)這一周時(shí)間的氣溫?cái)?shù)據(jù)，找出氣溫變化規(guī)律，確定一天中最低溫度時(shí)間，恒溫時(shí)間，升溫時(shí)間，以便在低溫及溫度變化幅度小的時(shí)間內(nèi)開始安裝合攏段剛性連接，合攏段進(jìn)行臨時(shí)鎖定后需保持合攏段無相對(duì)變形。合攏段臨時(shí)鎖定要抵抗溫度應(yīng)力、T 構(gòu)兩端不平衡彎矩等多種外力。

4.3 合攏段的配重

為保證主橋箱梁線型及箱梁懸臂施工的受力平衡，保證澆筑合攏段混凝土質(zhì)量，按照施工要求，需要在箱梁懸臂端頭亦即23#塊梁端頭進(jìn)行配重。配重荷載使用鋼護(hù)筒水箱裝水的方式，使合攏兩端高差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)，每端配重相當(dāng)于合攏段混凝土重量的—半，安裝中跨合攏段臨時(shí)剛性連接，澆筑混凝土 過程中，要根據(jù)配重方案中的卸載要求，一邊澆筑混凝土，一邊卸掉配重水箱內(nèi)的水。

5 合攏段施工步驟

(1)預(yù)埋吊桿孔及預(yù)埋板

在23#塊箱梁或邊跨現(xiàn)澆段箱梁的梁頭，預(yù)埋合攏段施工需用的吊桿孔。

(2)澆筑現(xiàn)澆段及合攏段混凝土 后待強(qiáng)張拉壓漿

澆筑完邊跨現(xiàn)澆段或合攏段后，澆筑混凝土等強(qiáng)5 d，混凝土達(dá)到90%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋并進(jìn)行管道壓漿。

(3)安裝承重橫梁及底縱梁(邊跨合攏段)

(4)中跨掛籃改造

在中跨23#塊混凝土 澆筑完成后，利用23#塊掛籃前下橫梁作為承重橫梁，在上鋪I18 縱梁和底模，吊帶和精軋螺紋鋼在穿過底板和頂板合攏段混凝土位置，需用木盒包裹，使之與合攏段混凝土分離，以便于混凝土 澆筑完成后掛籃的拆除。

(5)模板的制作和安裝

底板模板采用10 cm 厚組合鋼模直接鋪設(shè)在底縱梁上。

內(nèi)腹板模采用鋼平板模模板安裝，內(nèi)外腹板模板之間使用Φ25 精軋螺紋鋼作為對(duì)拉螺桿。

(6)鋼筋的制作和安裝

鋼筋先在鋼筋制作場(chǎng)加工好，轉(zhuǎn)運(yùn)到墩旁吊裝，然后在掛籃平臺(tái)上綁扎。

先綁扎底板底層鋼筋，然后安裝全部腹板鋼筋，之后安裝縱向預(yù)應(yīng)力筋管道及豎向預(yù)應(yīng)力管道，然后安裝腹板倒角鋼筋，報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后，安裝內(nèi)腹板模板和頂板模板，然后綁扎頂板翼板模板鋼筋，在布設(shè)頂板預(yù)應(yīng)力管道。

(7)預(yù)應(yīng)力管道安裝

縱向及頂板橫向預(yù)應(yīng)力管道采用塑料波紋管，豎向預(yù)應(yīng)力管道采用金屬波紋管，豎向預(yù)應(yīng)力管道重點(diǎn)要保證同排連通管及壓漿嘴的連通。接頭必須包扎牢固防止水泥漿滲入堵塞波紋管。

保證預(yù)應(yīng)力鋼筋豎直，并注意在安裝過程中，不能燒傷預(yù)應(yīng)力鋼筋。

(8)安裝合攏段配重

為保證主橋箱梁線型及箱梁懸臂施工的受力平衡，保證澆筑合攏段混凝土質(zhì)量，按照施工要求，需要在箱梁懸臂端頭亦即23#塊梁端頭進(jìn)行配重。

配重荷載使用鋼護(hù)筒水箱裝水的方式。配重荷載的安裝順序?yàn)椤?/p>

①邊跨合攏段安裝剛性連接之前，在邊跨的23#塊端頭放置配重水箱，均衡加水至配重荷載。

②安裝邊跨合攏段臨時(shí)剛性連接;澆筑邊跨合攏段混凝土，同時(shí)卸載邊跨23#塊配重荷載水箱。

③合攏段混凝土 待強(qiáng)張拉壓漿，解除邊跨合攏段臨時(shí)剛性連接。

④在中跨23#塊端頭放置配重水箱，均衡加水至配重荷載，安裝中跨合攏段臨時(shí)剛性連接。

⑤澆筑中跨合攏段混凝土，同時(shí)卸載中跨合攏段兩側(cè)的配重荷載水箱。

(9)安裝合攏段臨時(shí)剛性連接

利用預(yù)埋在合攏段兩側(cè)梁段內(nèi)的預(yù)埋鋼板，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，選在一天氣溫較低的時(shí)間，開始安裝合攏段剛性連接，臨時(shí)剛性連接采用焊接型鋼的形式。

(10)中跨合攏段頂推點(diǎn)設(shè)置

參照設(shè)計(jì)要求，中跨合攏段施工前需施加800 t 水平頂推力，一個(gè)合攏段需設(shè)置6 個(gè)頂推點(diǎn)。

(11)澆筑混凝土

合攏段混凝土添加微鼓脹劑，澆筑混凝土 過程中，要根據(jù)配重方案中的卸載要求，一邊澆筑混凝土，一邊卸掉配重水箱內(nèi)的水。

(12)預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力施工基本要求:①混凝土 強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時(shí)，并養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得小于5 d，方可進(jìn)行張拉，縱向預(yù)應(yīng)力筋采用雙端張拉，橫向預(yù)應(yīng)力筋采用單端交錯(cuò)張拉，豎向預(yù)應(yīng)力筋采用頂端單端張拉。

(13)拆除臨時(shí)剛性連接

拆除剛性連接應(yīng)與張拉工作配合進(jìn)行。

澆筑完邊跨合攏段混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%并養(yǎng)護(hù)5 d 后，兩端對(duì)稱雙向張拉預(yù)應(yīng)力束，張拉錨固邊跨合攏段24#、25#梁段的豎向精軋螺紋鋼筋及頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束(先橫向后豎向)，拆除邊跨支架及邊跨合攏段臨時(shí)剛性連接。

澆筑完中跨合攏段混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%并養(yǎng)護(hù)5 d 后，先錨固中跨縱向底板束預(yù)應(yīng)力束，解除臨時(shí)剛性連接，張拉錨固中跨剩余縱向底板束，張拉錨固中跨合攏段的豎向預(yù)應(yīng)力精軋螺紋鋼筋及頂板橫向預(yù)應(yīng)力(先橫向后豎向)。

(14)拆除合攏段模板、支架

拆除合攏段模板、支架，應(yīng)在合攏段張拉壓漿完成之后進(jìn)行，支架的拆除使用浮吊配合進(jìn)行，拆除的順序與安裝時(shí)相反進(jìn)行，即先裝后拆，后裝先拆。

6 結(jié) 語

太平特大橋合攏段采用的施工工藝，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，合攏段梁體表面混凝土未產(chǎn)生任何裂紋，證明了合攏的工藝的正確，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的水平，取的了良好的效益，為以后的連續(xù)箱梁的合攏段施工提供了參考。

［1］范立礎(chǔ).預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋［M］.北京:人民交通出版社，1988.

［2］向中富.橋梁施工控制技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2001.

［3］周瑞澤.預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁懸臂澆筑施工技術(shù)［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2007，(8).