多跨預應力混凝土連續(xù)箱梁橋合龍段施工技術

張 同 文

(湖南高速鐵路職業(yè)技術學院，湖南 衡陽 421002)

1 工程概況

主橋上部結構為變截面四跨預應力混凝土連續(xù)箱梁橋，跨徑布置為70+110+110+70=360 m。主橋分為兩幅設置，單幅橋寬16.5 m，兩幅間距為6 m，橋梁全寬39 m，橋面機動車道橫坡為2%，人行道橫坡為向內1%。主橋上部結構采用C50混凝土，箱形截面，單箱單室結構，橋面2%橫坡通過調整主梁腹板高度來形成，箱梁底板水平，人行道橫坡由人行道枕梁高度不同實現(xiàn)。

2 合龍段施工

2.1 邊跨合龍段施工

1)邊跨合龍段箱體底板、翼板采用支架法施工，箱體頂板采用吊架法施工。邊跨現(xiàn)澆段、懸臂段15號塊澆筑完成，拆除掛籃底、側模系統(tǒng)后，拆除邊跨現(xiàn)澆段支架圍護，搭設邊跨合龍段支架，鋪設合龍段底、側模板，并預壓；頂板吊架參照中跨合龍段吊架施工；

2)按設計圖紙綁扎合龍段鋼筋，縱向主筋先綁扎一端，埋設波紋管并穿縱向預應力鋼絞線，安裝豎向預應力精軋螺紋鋼筋，并先將勁性骨架一端先按圖紙要求焊接到預埋鋼板上；

3)根據(jù)前3天測定的一天中氣溫較低時刻，迅速將勁性骨架另一端焊接好，焊接做到對稱、均衡、同步，至此勁性骨架已將合龍口完全鎖定；

4)在合龍口鎖定前對中跨端合龍位置和邊跨端合龍位置設置配重，跨中和邊跨合龍位置配重均為合龍段重量的一半；

跨中和邊跨懸臂段合龍口位置采用水箱配重，水箱采用鋼管作為圍擋骨架，內用竹膠板后背木方拼裝，內側鋪雙層塑料布防止漏水。合龍口鎖定后，將合龍段主筋的另一端綁扎好，并將模板與13號塊、邊跨現(xiàn)澆段全部鎖緊。邊跨合龍段混凝土方量30.59 m3，重量為81.2 t，邊跨合龍段施工時配重40.6 t；中跨合龍段混凝土方量42.89 m3，重量為113.8 t，中跨合龍段施工時配重56.9 t；

5)灌注邊跨合龍段混凝土，每澆筑2 m3～3 m3，便放出所澆筑混凝土重量一半的水；直至混凝土澆筑完成，放完所有水。混凝土澆筑完成后立即覆蓋進行養(yǎng)護；

6)合龍段混凝土應采用地收縮混凝土，28 d混凝土限制干縮率不大于2×10-4；

7)對隨梁試塊進行檢測，待合龍塊混凝土強度達到設計強度的90%且齡期達到7 d后，張拉合龍鋼絞線束至100%σcon，解除勁性骨架鎖定，解除的方法是用四把割槍同步割除四個勁性骨架的一端焊縫，注意解除過程保持同步性。同時對稱張拉頂、底板鋼絞線束，張拉順序為先長束后短束；

8)進行封錨壓漿；

9)在壓漿達到設計強度以后，拆除掛籃和卸除橋上所有荷載。

邊跨合龍段示意圖及邊跨合龍配重水箱布置圖分別見圖1，圖2。

2.2 拆除臨時固結，完成邊跨體系轉換

待邊跨合龍段預應力張拉壓漿完成后，拆除邊跨合龍段模板及邊跨現(xiàn)澆段支架，拆除次序由邊跨合龍段向現(xiàn)澆段方向進行。拆除箱梁臨時固結，解除工作盡量保持同步，臨時固結的拆除按如下步驟解除：先拆除臨時支座，錨固鋼筋用砂輪機切割，再解除臨時固結精軋螺紋鋼筋，最后拆除承臺上的支承鋼管，拆除臨時支座和臨時固結時宜先拆除邊跨側，再拆除中跨側。當所有臨時固結全部解除后，梁體形成單懸臂簡支梁體系。在拆除前與拆除后均要觀測箱梁懸梁端的豎向變形。

2.3 中跨合龍段施工

1)在兩端邊跨合龍段臨時固結解除完成后，安裝中跨吊架，用來施工中跨合龍段；

2)按設計圖紙綁扎合龍段鋼筋，縱向主筋先綁扎一端，埋設波紋管并穿縱向預應力鋼絞線，安裝豎向預應力精軋螺紋鋼筋，并先將勁性骨架一端按圖紙要求焊接到預埋鋼板上；

3)根據(jù)前3天測定的一天中氣溫最低時刻，迅速將勁性骨架另一端焊接好，焊接做到對稱、均衡、同步，焊接完成后，勁性骨架已將合龍口完全鎖定；

4)在合龍口鎖定前對中跨合龍位置兩側設置配重。合龍口鎖定后，將合龍段主筋的另一端綁扎好，并將吊架模板與15號塊全部鎖緊。

中跨合龍段示意圖和中跨合龍配重水箱布置圖分別見圖3，圖4。

1)灌注中跨合龍段混凝土，每澆筑2 m3～3 m3，每側便放出所澆筑混凝土重量一半的水,直至混凝土澆筑完成?；炷翝仓瓿珊罅⒓锤采w進行養(yǎng)護；

2)對隨梁試塊進行檢測，待合龍塊混凝土強度達到設計強度的90%且齡期達到7 d后，張拉合龍鋼絞線束至100%σcon，解除勁性骨架鎖定，解除的方法是用四把割槍同步割除四個勁性骨架的一端焊縫，注意解除過程保持同步性。同時對稱張拉頂、底板鋼絞線束，張拉順序為先長束后短束。在張拉鋼束前應瞬間拆除主墩支座上的臨時水平約束，使之形成活動支座;

3)進行封錨壓漿；

4)在壓漿達到設計強度以后，拆除吊籃和卸除橋上所有荷載；在中跨合龍段施工完成后，箱梁受力體系由原先的單懸臂簡支梁變成連續(xù)梁。

中跨合龍段吊架布置圖見圖5。

2.4 合龍段勁性骨架驗算

每個合龍段設置8個勁性骨架，勁性骨架布置示意圖見圖6。

2.4.1合龍后溫升或溫降產(chǎn)生的摩擦力計算

計算因溫升或溫降產(chǎn)生的摩擦力需分邊跨和中跨合龍段兩種情況，最不利情況屬于中跨合龍段。大橋半幅半跨梁段及掛籃自重、風荷載、施工荷載的總重量為：

(273.7+256.1+239.9+224.9+211.2+230.5+215.1+201.5+189.4+178.9+193.4+183.4+175.4+169.1+164.3)×2+1 813.4+81.2+113.8+561.8+92+26+13.3=8 915.1 t。

考慮1.1倍超載，則半幅半跨橋總荷載為：

G=8 915.1×10×1.1=98 066 kN。

支座摩擦系數(shù)按μ=0.05考慮，則因升溫或降溫中跨合龍段產(chǎn)生的一側水平摩擦力為：

F=μG=0.05×98 066=4 903 kN。

2.4.2鎖定裝置的本體強度驗算

單根Ⅰ40b工字鋼的截面面積為：A=9.41×103mm2，共設置16根Ⅰ40b工字鋼，則允許軸力為：[N]=140×9.41×103×16×10-3=21 078 kN。

合龍段兩側溫度變化產(chǎn)生的水平摩擦力為4 903×2=9 806 kN<[N]=21 078 kN，滿足要求。

2.4.3鎖定裝置的焊縫強度驗算

焊縫高度取10 mm，焊縫長度為16根Ⅰ40b工字鋼兩邊與下部預埋鐵焊縫長度之和，每邊為1 m長，共16×2×1=32 m。

22 MPa<[τ]=160 MPa。

滿足要求。

3 合龍段施工要點

1)為縮短合龍時勁性骨架的安裝及焊接時間，合龍時安排四臺焊機實施同時對稱焊接，即底板對稱安排兩臺焊機，頂板對稱安排兩臺焊機，焊接時應同時進行對稱焊接兩根勁性梁。為了確保焊接時的工作效率，每臺焊機配備兩人。

2)勁性骨架安裝前必須預先放樣，清除預埋板頂面的毛刺及氧化膜，確保勁性梁安裝位置準確，并與預埋板貼緊焊接。

3)勁性骨架施焊時，在預埋鋼板周邊混凝土澆水降溫，避免燒傷混凝土。

4)選擇日最低溫度條件下合龍，使合龍段混凝土在養(yǎng)生階段始終處于受壓狀態(tài)。

5)采用平衡重即在邊跨合龍時在15號塊件上壓重，重量相當于1/2合龍段混凝土梁重，在混凝土澆筑進程中同步卸載，以避免在混凝土澆筑過程中梁體產(chǎn)生撓動影響合龍段混凝土質量。

6)為了防止合龍段出現(xiàn)裂縫，應在混凝土中適量摻加微膨脹劑。混凝土澆筑前應對已澆塊件腹板和翼板外側接觸面進行鑿毛。

7)合龍施工期間加強測量監(jiān)控，尤其是臨時固結解除、合龍束張拉等對梁體撓度影響較大的工序實行全程測量監(jiān)控。

4 結語

橋梁合龍段的施工工藝和質量控制是否得當，將影響整個橋梁的高程和線形控制。所以，在合龍段施工前，應制定合理的施工技術方案，嚴格控制線形，做好施工過程中的臨時鎖模和橋梁混凝土澆筑控制，以保證橋梁合龍段施工順利進行。