廖 豐

（中鐵十六局集團第一工程有限公司，北京市 101300）

0 引言

為了減少大跨徑連續(xù)剛構橋梁梁體混凝土后期收縮徐變對結構產生不利影響，需在中跨合攏時對梁體先施加預頂力，然后利用勁性骨架進行鎖定。一般頂推點設置在腹板上，因頂推架及千斤頂較大，施工時會與主體結構鋼筋及鋼絞線產生沖突；且模板需要開倉處理，容易對結構產生造成影響，不利于控制合攏時間。以國道104五河淮河特大橋為例，利用體外勁性骨架做為頂推架，優(yōu)化頂推方案，減少對主體結構的影響，加快合攏段施工進度。

1 工程概況

國道G104五河淮河特大橋位于蚌埠市五河縣，是國道G104一級公路改建控制性工程。大橋南北走向跨越淮河450m寬Ⅲ級通航河道，工程地質、水文條件復雜，施工工期緊張。

其主橋采用（100+170+100）m連續(xù)剛構橋型，分左右幅，雙向四車道。主梁設計為單箱雙室預應力混凝土連續(xù)箱梁，采用掛籃懸澆施工，全橋共劃分為0#～27#塊。單幅箱梁頂板寬15.75m，底板寬10.75m。0#塊最大梁高10m，中跨合攏段最低梁高4.5m、節(jié)段長2m。

原設計中跨合攏千斤頂推點位于腹板上（見圖1）。

圖1 原設計中跨合攏千斤頂頂推點布置圖（單位：cm）

原設計中跨合攏施工流程為：立側模及底模（模板單邊固定）→安裝鋼筋及安裝波紋管（鋼筋及波紋管單邊固定并預留頂推位置）→頂推架安裝施工→安裝千斤頂及內模（預留千斤頂拆除窗口）→箱梁配重→勁性骨架單邊焊接→頂推施工→勁性骨架鎖定→拆除千斤頂并恢復鋼筋及模板→鋼筋焊接鎖定及模板固定→穿鋼絞線→邊卸載配重邊澆筑混凝土→混凝土達到設計指標后拆除勁性骨架。勁性骨架的焊接溫度要求在15℃左右，混凝土澆筑初凝宜控制在晚間10點左右及當天溫度較低時段，同時要求次日10點左右混凝土的強度不小于20MPa。要求頂推施工、勁性骨架鎖定、混凝土澆筑過程連續(xù)、迅速完成[1]。

2 頂推方案優(yōu)化

2.1 原設計頂推施工存在的問題

（1）頂推處箱梁截面厚度為50cm，內側鋼筋凈間距為36.9cm。根據(jù)設計8000kN頂推力計算，每個千斤頂需分配1333kN頂推力，需配置的頂推千斤頂直徑在50cm以上。安裝千斤頂、頂推架與鋼筋骨架干擾，需截斷部分鋼筋。

（2）因受截面寬度影響，安裝千斤頂、頂推架與波紋管產生干擾，部分波紋管和鋼絞線需要在頂推完成后才能安裝[2]。

（3）因受截面寬度影響，在安裝及拆除千斤頂時，內側模板需要開窗或者后安裝，夜間施工不可控因素多，容易產生質量通病。

（4）頂推施工、勁性骨架鎖定、混凝土澆筑過程連續(xù)，時間及溫度要求施工迅速完成。腹板內千斤頂?shù)陌惭b、拆除、鋼筋及鋼絞線的恢復、模板的恢復所需時間長，夜間頂推施工時，千斤頂安裝在密集的鋼筋骨架內部，不利于人員進行應力加載控制及千斤頂工作狀況控制，不利于合攏段時間性控制[3]。

2.2 優(yōu)化后采取的頂推結構體系

為了確保頂推施工不影響結構受力，減少對合攏段主筋、鋼絞線的干擾及損壞，并根據(jù)溫度情況迅速完成合攏段施工，在箱梁頂面及底板上設置頂推反力架，利用既有的勁性骨架作為頂推架，形成頂推體系。

頂推體系縱斷面示意圖見圖2，頂推體系平面布置圖見圖3。

圖2 頂推體系縱斷面布置圖

圖3 頂推體系平面布置圖

為了加強頂推架剛度，將原設計[40b槽鋼優(yōu)化為I40b工字鋼，并在底部預埋鋼板增設工字鋼預埋件增加抗剪能力，設置雙拼I32b千斤頂反力架7個，同步加載合計頂推力到8000kN后，立即進行勁性骨架鎖定，經(jīng)驗算頂推體系受力滿足要求。

頂推體系截面示意圖見圖4，頂推反力架示意圖見5。

圖4 頂推體系截面示意圖

圖5 頂推反力架示意圖（單位：cm）

（1）頂推反力架受力計算

a.I32b工字鋼截面特性：截面慣性矩Ix=11620cm，腹板厚度tw=11.5mm，截面靜矩Sx=426.1cm3，截面抵抗矩Wx=726cm3；

b.每個反力架雙拼工字鋼受力為1143kN，單拼工字鋼支受力為R=571.5kN，均布荷載為q=952.5kN/m，60cm長工字鋼按照均布荷載計算上下兩個支點反力為RA=285.75kN；

c.工字鋼所承受最大彎矩：Mmax=q×L2/8=42.86kN·m；

d.最大彎曲應力為σmax=Mmax/Wx=59.04N/mm2＜I32b工字鋼抗彎強度設計值205N/mm2，滿足要求；

e.支點最大剪應力：τ=RA×Sx/（Ix×tw）=91.1N/mm2＜I20b工字鋼抗剪強度設計值125N/mm2，滿足要求。

梁體采用C55混凝土，抗壓強度設計值為55N/mm2，按照85%強度做為控制應力46.7N/mm2，混凝土中預埋深度300mm，32b工字鋼端部與混凝土相接處所受最大擠壓應力為285.75kN/（132mm×300mm）=7.22N/mm2＜46.7N/mm2，滿足要求[4]。

表1 中跨合攏頂推結果

（2）優(yōu)化后中跨合攏施工流程

施工流程具體如下：立側模及底模（模板單邊固定）→安裝鋼筋、波紋管→安裝內?！╀摻g線→底板及頂板上頂推反力架施工→勁性骨架單邊焊接→安裝千斤頂→箱梁配重→頂推施工→勁性骨架鎖定→拆除千斤頂→鋼筋焊接鎖定及模板固定→邊卸載配重邊澆筑混凝土→混凝土達到設計指標后拆除勁性骨架。

頂推反力架提前在25#塊段澆筑時進行預埋，與梁體混凝土及鋼筋網(wǎng)焊接為一整體，對主體結構鋼筋有沖突地方進行鋼筋繞行及鋼筋補強，對結構受力不產生影響。

頂推體系優(yōu)化后頂推結果數(shù)據(jù)見表1。

主橋中跨合攏時間原計劃6h完成，實際完成時間為3h，縮短一半。頂推力達到設計要求的8000kN時，實際墩頂縱向位移及合攏段豎向位移均滿足設計要求。

3 體外勁性骨架頂推施工技術要點

（1）如頂推體系所含構件與豎向預應力位置有沖突，可適當調整該梁段內的豎向預應力的位置;與縱向預應力筋沖突時，可適當挪動頂推體系預埋件[5]。

（2）勁性骨架鎖定后應立即進行后續(xù)工作及混凝土的澆筑。混凝土的初凝時間應控制在晚間10點左右，外界溫度在15℃左右（根據(jù)設計圖要求），同時要求次日10點左右混凝土的強度不小于20MPa，并加強對合攏段混凝土的養(yǎng)護。

（3）澆注中跨合攏段前，先按照設計要求頂推主梁，合計頂推力初步暫定8000kN，頂推墩頂縱向位移按3cm考慮，后期根據(jù)施工合攏溫度進行調整。頂推保證千斤頂同步施加作用力，焊接各連接構件，鎖死骨架，然后拆除千斤頂，并立即澆注合攏段混凝土。

（4）為保證頂推施工過程中橋梁的安全，頂推時采用力和位移雙控原則，作用力分50%、80%、100%三級加載，每級加載持荷15min。頂推過程中若發(fā)生異常立即停止，頂推作用力及位移任意一項指標達到要求后立即停止頂推。

（5）千斤頂施工時如與預應力等沖突，可做適當調整。千斤頂下的墊片形式在保證牢固情況下亦可根據(jù)實際情況作出適當調整。

（6）勁性骨架構件焊縫采用單面貼角焊，厚10mm。U型鋼筋、抗剪工字鋼與鋼板在連接范圍內采用雙面焊。

4 結語

綜上所述，連續(xù)剛構橋梁在中跨合攏頂推時，在底板上及頂板上設置頂推反力架，利用勁性骨架傳遞頂推力，形成體外勁性骨架頂推系統(tǒng)，減少了對主體結構的干擾，有效控制質量通病。頂推施工時不用在模板上開窗，頂推千斤頂可操作性強，降低了施工作業(yè)難度。實踐證明，體外勁性骨架頂推施工技術具有一定的推廣性。

參考文獻：

[1]DB14/T1034-2014.大跨徑預應力混凝土連續(xù)梁和連續(xù)剛構橋梁施工監(jiān)控技術規(guī)程[S].

[2]CJJ11-2011.城市橋梁設計規(guī)范[S].

[3]呂華.馬家湖特大橋連續(xù)梁中跨合攏段施工[J].四川水利，2013（5）：59-61.

[4]貢保甲，劉世忠，趙瑤琴.沱江大橋中跨合攏的頂推施工控制分析[J].蘭州交通大學學報，2013（3）：26-29.

[5]姜鋒，胡江，曹景.佛山市禪西大道塱沙大橋主橋中跨合攏段軸向受力分析[J].城市道橋與防洪，2011（12）：25-29.