陳財(cái)福

摘要 中跨合龍是連續(xù)剛構(gòu)橋施工中的最后階段，也是成橋的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。文章以某連續(xù)剛構(gòu)橋施工實(shí)例為基礎(chǔ)，對(duì)中跨合龍工藝流程進(jìn)行了詳細(xì)介紹，同時(shí)分析了合龍準(zhǔn)備工作要點(diǎn)、合龍配重細(xì)節(jié)、勁性骨架設(shè)計(jì)與安裝關(guān)鍵控制點(diǎn)，以及頂推、錨固、澆筑等核心工序注意事項(xiàng)，旨在為提高橋梁合龍施工質(zhì)量提供保障。

關(guān)鍵詞 橋梁工程項(xiàng)目；連續(xù)剛構(gòu)橋；中跨合龍；施工技術(shù)要點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào) U448.23文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）09-0111-03

0 引言

連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)楝F(xiàn)結(jié)單大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)類(lèi)型，尤其在100～300 m跨徑橋梁中應(yīng)用廣泛。連續(xù)剛構(gòu)橋長(zhǎng)期服役過(guò)程中會(huì)面臨著耐久性下降、跨中持續(xù)下?lián)稀⒂泻α芽p等病害，而合龍段施工質(zhì)量控制水平與相關(guān)病害關(guān)系密切，因此需對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋合龍段施工技術(shù)的合理應(yīng)用給予足夠關(guān)注。

1 工程概況

某公路大橋項(xiàng)目為連續(xù)剛構(gòu)橋+預(yù)制箱梁，全長(zhǎng)618 m，主橋墩為薄壁空心墩，墩高124 m，橋高137 m。該橋梁為三向預(yù)應(yīng)力體系，通過(guò)頂板束、邊跨底板束、合龍束、腹板束、中跨底板束、備用束6類(lèi)預(yù)應(yīng)力保持體系結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。該項(xiàng)目已順利合龍，施工中采用了菱形掛籃懸臂方案施工。

2 工藝流程

該項(xiàng)目連續(xù)剛構(gòu)橋梁中跨合龍段工藝流程見(jiàn)圖1。

3 合龍準(zhǔn)備工作

連續(xù)剛構(gòu)中跨合龍段合龍前，由于日照、降雨、氣溫升降、雨雪等因素影響，會(huì)導(dǎo)致懸臂端頭梁體墩身扭轉(zhuǎn)或出現(xiàn)上撓、下?lián)系痊F(xiàn)象，影響合龍施工的順利進(jìn)行。因此，低溫環(huán)境下合龍段合龍施工前，應(yīng)當(dāng)使用勁性骨架將懸臂端梁體強(qiáng)制錨固在一起，避免受力、張拉、扭轉(zhuǎn)等過(guò)程中，使合龍段混凝土體積變化或明顯變形，從而影響成橋進(jìn)度及質(zhì)量[1]。

將菱形掛籃改裝成合龍模板，拆除掛籃前移吊帶，保留手拉葫蘆與兩側(cè)吊帶，將掛籃前后端下橫梁錨固，隨后對(duì)掛籃底模進(jìn)行調(diào)整，構(gòu)成合龍段底模基礎(chǔ)，將外側(cè)導(dǎo)梁錨固于掛籃外，并將其提升，形成中跨合龍段外側(cè)模板，詳見(jiàn)圖2所示。

4 合龍配重

水箱配重和沙袋配重為兩種最常用的配重方案，水箱配重方案可以實(shí)現(xiàn)分級(jí)同步控制，卸載便捷且配重加載更易控制，故懸臂配重中多應(yīng)用此方案。合龍配重的目標(biāo)在于提高合龍過(guò)程的穩(wěn)定性，并在合龍施工中對(duì)梁體標(biāo)高適當(dāng)修正，使橋梁合龍符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)[2]。該項(xiàng)目梁端配重25 t，合龍段19.5 m3，于合龍段兩側(cè)設(shè)置竹膠板和鋼管架，內(nèi)側(cè)鋪設(shè)防水油布，池底設(shè)置泄水管，向內(nèi)注水25 t，混凝土澆筑的過(guò)程中根據(jù)澆筑速度同步排水，詳情如圖3所示。

5 勁性骨架設(shè)計(jì)及安裝

梁體升溫時(shí)對(duì)合龍段產(chǎn)生的壓力、梁體降溫時(shí)對(duì)合龍段產(chǎn)生的拉力、墩柱扭曲產(chǎn)生的彎剪應(yīng)力是勁性骨架的主要受力來(lái)源，頂推過(guò)程中勁性骨架可以傳遞水平作用力，并產(chǎn)生錨固位移的作用[3]。為滿(mǎn)足受力要求，骨架選用工字型截面增加其抗扭曲能力，結(jié)合該項(xiàng)目特點(diǎn)于橋梁合龍段頂板與底板處設(shè)置了4道勁性骨架，詳情如圖4所示。

雙拼20工字鋼斜撐與雙拼32工字鋼豎向布設(shè)，構(gòu)成頂推反力架，合龍段兩側(cè)混凝土施工階段將頂推反力架預(yù)埋于勁性骨架中，詳見(jiàn)圖5。

6 頂推

6.1 頂推力的確定

頂推施工的關(guān)鍵在于確定合龍頂推力，忽略墩身混凝土收縮徐變力與頂推力之間的關(guān)系，成橋狀態(tài)橋墩彎矩與頂推力水平之間存在線(xiàn)性相關(guān)性。以墩頂截面應(yīng)力和墩底界面應(yīng)力作為目標(biāo)函數(shù)，將不同合龍段頂推力作為變量，采用目標(biāo)線(xiàn)性規(guī)劃方案進(jìn)行模擬，獲得合龍段頂推力數(shù)據(jù)[4]。結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況可知，合龍段設(shè)計(jì)溫度與合龍實(shí)際溫度水平存在差異，導(dǎo)致成橋后合龍溫度偏高者降溫，合龍溫度低者升溫，墩身移位與合龍溫度關(guān)系如表1～2所示。

以墩身偏位目標(biāo)值為參考，結(jié)合實(shí)際成橋狀態(tài)對(duì)仿真模型進(jìn)行修訂，同時(shí)借助位移控制法，獲得合龍段實(shí)際頂推力值，詳見(jiàn)表3。

頂推力水平為3 415 kN且實(shí)際溫度為20 ℃情況下，5號(hào)墩頂外拉應(yīng)力值為1.5 MPa，墩底拉應(yīng)力值為1.0 MPa，7號(hào)墩頂拉應(yīng)力值為2 MPa，墩底拉應(yīng)力值為1.5 MPa。由此可知，該項(xiàng)目頂推力最大值為3 415 kN，合龍溫度高于20 ℃時(shí)，頂推力和溫度效應(yīng)之間的補(bǔ)償效應(yīng)消失，合龍溫度小于10 ℃時(shí)，則頂推力水平為2 667 kN[5]。

6.2 頂推施工

頂推施工前需對(duì)勁性骨架、千斤頂、反力裝置是否位于同一中心線(xiàn)進(jìn)行檢查，確保中心線(xiàn)與主梁垂直，防止頂推操作過(guò)程中由于偏心受壓導(dǎo)致穩(wěn)定性受損。

頂推操作前需進(jìn)行試頂，采用8個(gè)千斤頂對(duì)兩個(gè)合龍口位置同步頂推，并按照50%～100%的順序進(jìn)行加載，每次荷載持續(xù)時(shí)間15 min。根據(jù)頂推作用力和位移數(shù)據(jù)進(jìn)行雙重控制，任意一項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到預(yù)期要求后即可停止頂推作業(yè)[6]。

7 錨固

頂推到位后，氣溫10 ℃條件下確保千斤頂油泵不回油的前提下，將勁性骨架與合龍段牢固焊接，確認(rèn)鋼筋牢固安裝后進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)。初次進(jìn)行混凝土澆筑應(yīng)在當(dāng)晚22：00開(kāi)始，確保環(huán)境溫度15 ℃，并于次日10：00進(jìn)行混凝土強(qiáng)度值檢測(cè)，確保其強(qiáng)度達(dá)到20 MPa，隨后進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)[7]。

8 混凝土澆筑

中跨合龍段混凝土澆筑需按照平衡和對(duì)稱(chēng)的原則進(jìn)行，先將兩側(cè)配重水箱內(nèi)的水排出，并澆筑與排泄水重量相同的混凝土，確保混凝土澆筑與水箱配重之間動(dòng)態(tài)平衡[8]?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混凝土強(qiáng)度，抗壓值達(dá)到設(shè)計(jì)值90%后，將勁性骨架錨固解除，并進(jìn)行合龍段施工的體系轉(zhuǎn)化，將中跨頂板合龍預(yù)應(yīng)力鋼束張拉，先張拉長(zhǎng)束后張拉短束，最后進(jìn)行主橋連續(xù)剛構(gòu)中跨合龍[9]。

9 結(jié)論

綜上所述，合龍段施工質(zhì)量直接決定了成橋質(zhì)量，影響連續(xù)剛構(gòu)橋的施工質(zhì)量與受力狀況，關(guān)系到全橋建設(shè)成敗。該文基于某連續(xù)剛構(gòu)橋主橋合龍段施工實(shí)踐，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，重點(diǎn)探究了低溫條件下勁性骨架懸臂端強(qiáng)制錨固工藝、合龍段水箱配重、合龍段模板系統(tǒng)改裝、頂推力確定、合龍段溫度控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)及工藝要點(diǎn)。通過(guò)精細(xì)化管控，高墩大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁合龍段施工技術(shù)，確保了成橋質(zhì)量，為同類(lèi)項(xiàng)目施工提供了工藝參考。

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