摘要：新疆地區(qū)巨大的晝夜溫差、絕對(duì)最高最低溫差以及強(qiáng)地震、強(qiáng)風(fēng)帶又給大跨高墩連續(xù)剛構(gòu)鐵路橋梁的設(shè)計(jì)和施工帶來了巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，本文介紹了高溫差高寒地區(qū)連續(xù)剛構(gòu)橋合龍段施工方法和步驟；

關(guān)鍵詞：高溫差 連續(xù)剛構(gòu) 合龍段 技術(shù)

1、原理

合龍段施工之前，每個(gè)T構(gòu)是一靜定結(jié)合。T構(gòu)每一個(gè)梁段(除0號(hào)段以外)的混凝土不受溫度影響而產(chǎn)生內(nèi)力。而中跨合龍段施工以后，成為超靜定結(jié)構(gòu)，中跨合龍段以及兩墩中間其它各個(gè)梁段的混凝土均受溫度影響，并產(chǎn)生溫度應(yīng)力，混凝土受拉或受壓。除中跨合龍段以外，其余各梁段混凝土均已達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，且施加了預(yù)應(yīng)力，因而能承受溫度變化所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。而合龍段混凝土在未達(dá)到一定強(qiáng)度前，不能承受溫度應(yīng)力，否則混凝土?xí)焕鸦驂簤模仨毑扇〖夹g(shù)措施使它不受力，且克服混凝土達(dá)到強(qiáng)度之前的收縮。

2、中跨合龍主要施工技術(shù)

2.1 合龍前的準(zhǔn)備工作

(1)合龍段施工時(shí)間的選擇

連續(xù)一剛構(gòu)橋梁施工過程中環(huán)境溫度的大小即日照溫差直接影響到結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)力分布，并且溫度因素使結(jié)構(gòu)體系發(fā)生變形還影響到施工中構(gòu)件的精度及主梁標(biāo)高，特別在大跨度連續(xù)一剛構(gòu)橋梁施工中，日照溫差影響更大。合龍段施工應(yīng)在日溫度和晝夜溫差較小的時(shí)間進(jìn)行。根據(jù)新疆地區(qū)以往三年的氣象預(yù)報(bào)資料顯示，溫差較小的月份為4月和9月，根據(jù)現(xiàn)階段的施工進(jìn)度，我單位選定在9月份進(jìn)行合龍。灌注臺(tái)龍段砼時(shí)，必須保證溫差在5～10℃內(nèi)，且溫度低于10℃，鑒于以上條件，我施工單位經(jīng)過測溫觀察確定于9月中旬凌晨3點(diǎn)30分到8點(diǎn)30分澆筑為最佳合龍時(shí)間。

(2)合龍段配重的計(jì)算

克其克蘇布臺(tái)特大橋在中跨合龍前，在合龍斷施加了120t的頂推力，該頂推力的施加是中跨合龍前的一個(gè)重要的工序，因?yàn)樵摿Φ氖┘邮菫榱说窒炷劣捎谑湛s徐變而引起的次內(nèi)力。如下圖1.1給出120t頂推力于合龍段，且掛藍(lán)由8號(hào)塊移到9號(hào)塊，在3個(gè)墩9號(hào)塊運(yùn)用配重的結(jié)構(gòu)簡圖(單位KN)，其中掛藍(lán)重470KN，配重?cái)?shù)值為280KN。其重量為合龍塊混凝土的自重。

2.2 全橋應(yīng)力及標(biāo)高測量

(1)中跨合龍預(yù)拱度主粱節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的預(yù)供度設(shè)置：

由于克其克蘇布臺(tái)特大橋在合龍前有120t的頂推力的施加，所以在中跨合龍施工前就存在有比較大的撓度突變，所以能否正確設(shè)置預(yù)供度成為能否使克橋順利臺(tái)龍的美鍵，我們運(yùn)用BSAS軟件，對(duì)壘橋進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，以及仿真分析?jì)算出經(jīng)實(shí)踐證明比較正確的預(yù)拱度。

(2)中跨合龍應(yīng)力檢測

分別對(duì)掛籃行走后、頂推前、頂推后、澆注砼后、張拉前、張拉后進(jìn)行應(yīng)力檢測。(3)中跨合龍標(biāo)高測量

分別對(duì)掛籃行走后、頂推前、頂推后、澆注砼后、張拉前、張拉后進(jìn)行。

2.3 沙袋配重

為防止?jié)仓熊P合龍段砼時(shí)，箱粱兩懸臂端的變形不平衡，產(chǎn)生應(yīng)力破壞新老砼的結(jié)合，采取在兩個(gè)T構(gòu)靠中跨的懸臂端分別配置平衡重(每端重量為合龍段砼重量的一半)，在澆筑合龍段時(shí)根據(jù)混凝土澆筑速度同步卸載配重。合龍狀態(tài)時(shí)的施工荷載及其他情況應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，此時(shí)除配重外應(yīng)將施工機(jī)具等臨時(shí)荷載全部清除或移至O#塊頂部，保證應(yīng)力狀態(tài)與設(shè)計(jì)相符。使用BSAS軟件計(jì)算應(yīng)力及撓度，比較中跨合龍段兩側(cè)兩個(gè)梁段的頂面高程，如果其高差△《15mm，則繼續(xù)進(jìn)行下步施工；如果△>15mm，則運(yùn)行線形控制軟件，計(jì)算使△15mm的配重方法和要求。然后把砂袋按要求重量放在梁上指定位置，達(dá)到要求后，再進(jìn)行下道工序。

2.4 焊接剛性骨架鎖定梁體

全橋合龍后，梁體從靜定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槌o定結(jié)構(gòu)，由于鋼絞線張拉和混凝土收縮徐變等因素的影響，墩頂將發(fā)生縱向水平位移，從而產(chǎn)生對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)不利的附加內(nèi)力。為減小和避免這種附加內(nèi)力的影響，臺(tái)龍段鋼筋、合龍支架與模板鎖定前，在合龍段兩梁段間施加水平推力使墩頂預(yù)偏，以抵消墩頂以后將要發(fā)生的縱向水平位移。鑒于該原因，在加載完平衡重、安裝臨時(shí)支撐前，應(yīng)首先在中跨臺(tái)龍段處用千斤頂對(duì)兩側(cè)的T構(gòu)進(jìn)行對(duì)頂，頂推時(shí)須選在且最低氣溫時(shí)進(jìn)行，頂推力由設(shè)計(jì)方提供。為防止因溫差對(duì)合龍段混凝土產(chǎn)生不利影響，在灌注混凝土前，選擇氣溫最低的時(shí)間，每個(gè)合龍段都設(shè)4個(gè)體外支撐(頂板2個(gè)，底板2個(gè)，根據(jù)受力計(jì)算由設(shè)計(jì)方確定剛性支撐的形式)。頂板剛性支撐的布置要考慮避免與豎向預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生沖突。安裝剛性支撐時(shí)，先將其一端焊牢，待千斤頂施加完設(shè)計(jì)提供的預(yù)頂力后，再在剛性支撐另一端加楔形鋼板塊打緊，并將楔形塊，剛性支撐、以及臨時(shí)支撐墊石的預(yù)埋鋼板間施以滿焊，焊接完畢后，張拉合龍段臨時(shí)鎖定鋼束，從而將中躊現(xiàn)澆段兩邊的兩個(gè)T構(gòu)臨時(shí)鎖定、連成一體，完成體系轉(zhuǎn)換。

2.5 鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道的綁扎、安裝

綁扎底、腹板鋼筋，安裝底、腹板波紋管，支立合龍段內(nèi)模，綁扎頂板鋼筋和波紋管等，為防止張拉時(shí)對(duì)合龍段底板產(chǎn)生不利影響，特在底板上加上防崩鋼筋，做好灌注混凝土前的一切準(zhǔn)備工作。

2.6 澆筑混凝土

合龍段的混凝土澆筑時(shí)間選在一天中氣溫較低、氣溫差變化比較小，必須保證溫差在5～10℃內(nèi)。且溫度低于10℃，鑒于以上條件，我們經(jīng)過測溫觀察確定于9月中旬凌晨3點(diǎn)30分到8點(diǎn)30分澆筑為最佳合龍時(shí)間。澆筑要快速，減少溫度應(yīng)力對(duì)合龍段混凝土的影響?；炷凉嘧⑦^程中，要安排專人不斷地吊走放置在T構(gòu)合龍側(cè)的配重。施工結(jié)束時(shí)，應(yīng)吊走兩側(cè)的全部配重。卸除平衡重與灌注混凝土同步等量地進(jìn)行?；炷磷鳂I(yè)的結(jié)束時(shí)間要根據(jù)天氣情況，安排在氣溫回升之前。新澆筑的混凝土在氣溫上升時(shí)以受壓狀態(tài)達(dá)到終凝，從而預(yù)防合龍段混凝土的開裂?；炷翝仓昊炷梁髴?yīng)及時(shí)養(yǎng)生。為避免早期收縮、日照溫度翹曲裂紋，初凝后噴霧式養(yǎng)護(hù)，終凝后采用無紡?fù)凉げ己退芰媳∧じ采w保溫保濕養(yǎng)護(hù)一低溫時(shí)(低于+5℃)需要采取保溫措施，減少非線性溫差引起的梁體收縮及次內(nèi)力。

合龍段混凝土要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行配置，并摻入微量膨脹劑，加強(qiáng)振搗，以免新老混凝土的連接處產(chǎn)生裂縫?；炷帘仨氃跍囟然厣皾仓戤叀?/p>

2.7 預(yù)應(yīng)力張拉，壓漿

待合龍段混凝土齡期達(dá)到7天且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90％后，張拉頂，底板縱向鋼絞線和豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋并壓漿。張拉前。先解除體外臨時(shí)水平支撐，以消除體外水平支撐對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉效果的影響。張拉的順序?yàn)椋合鹊装迨箜敯迨乳L束后短束，頂?shù)装褰诲e(cuò)進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力束張拉完成后采取真空輔助壓漿的施工工藝確保壓漿質(zhì)量，使其密實(shí)。

3、效益分析

3.1、經(jīng)濟(jì)效益

進(jìn)行本工法施工直接節(jié)約2套吊籃施工設(shè)備，節(jié)約人工、機(jī)械費(fèi)用10個(gè)工時(shí)和臺(tái)班。

3.2、社會(huì)效益

本工法打破了新疆地區(qū)鐵路懸灌施工“0”的突破，為新疆鐵路同類結(jié)構(gòu)橋梁的建設(shè)積累技術(shù)資料，形成了一套特殊氣候條件下高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)梁橋最優(yōu)施工控制和相關(guān)檢測的完整技術(shù)，推動(dòng)新疆鐵路懸灌橋梁技術(shù)的發(fā)展，促使新疆懸灌橋施工技術(shù)的日益成熟。隨著克其克蘇布合特大橋的成功修建，鐵路連續(xù)剛構(gòu)橋這優(yōu)秀橋型必然大規(guī)模進(jìn)入新疆地區(qū)，據(jù)了解，新疆地區(qū)即將動(dòng)工的另一條新建鐵路奎北鐵路上又走來了三座連續(xù)剛構(gòu)懸灌橋。

我們積累的連續(xù)結(jié)構(gòu)鐵路懸灌橋技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)必將有廣闊的應(yīng)用前景。

4、應(yīng)用實(shí)例

精伊霍鐵路克其克蘇布臺(tái)特大橋橋位位于新疆維吾爾自治區(qū)伊犁哈薩克自治州伊犁地區(qū)，為跨越克其克蘇布臺(tái)深溝而設(shè)，橋孔布置為(1-24+6-32)m簡支梁+一聯(lián)(48+2x 80+48)m連續(xù)剛構(gòu)+(3-32)m簡支梁。中心樁號(hào)為DKl67+026，橋梁全長584.51m。粱部結(jié)構(gòu)為48米+2x80米+48米連續(xù)剛構(gòu)箱粱。

奉項(xiàng)目的建設(shè)單位為烏魯木齊鐵路局精伊霍鐵路建設(shè)指揮部、設(shè)計(jì)單位為中國鐵道第一勘察設(shè)計(jì)院，監(jiān)理單位為烏鐵建監(jiān)理咨詢有限公司、施工單位為中鐵二十一局集團(tuán)第三工程有限公司，根據(jù)投標(biāo)合同書，本橋目標(biāo)工期共24個(gè)月，考慮到新疆的特殊氣候，受合龍溫差及最低溫度等因素的控制，2007年明份為懸灌梁中躊臺(tái)龍的最佳時(shí)間，否剛就要等到2008年4月份。截止2007年10月初，本橋已按原預(yù)定日期完成了懸灌粱中跨合龍。邊跨也順利合龍，施工共歷時(shí)24個(gè)月(冬休6個(gè)月)，圓滿地完成了各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和施工任務(wù)，經(jīng)工程監(jiān)理驗(yàn)收均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，取得了一定的成果。