王會(huì)菊

（中鐵十八局集團(tuán)第三工程有限公司，河北 涿州 072750）

天津塘沽西跨京津塘高速公路特大橋跨津?yàn)I高速公路段（DK37+701.6～DK37+923.3）為60+100+60m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)。梁全長(zhǎng)221.5m，邊支座中心線至梁端0.75m，梁中支點(diǎn)處梁高7.85m，跨中10m直線段及邊跨15.75m直線段梁高4.85m，梁高下緣按二次拋物線變化。梁體為單箱單室、變高度、變截面結(jié)構(gòu)。梁頂寬12m，箱梁底寬6.7m。頂板厚度除梁端附近均為40cm，底板厚度40～120cm，按直線線性變化，腹板厚60～80cm、80～100cm，按折線變化。全聯(lián)在端支點(diǎn)、中跨中及中支點(diǎn)處共設(shè)5個(gè)橫隔板，橫隔板設(shè)有孔洞，供檢查人員通過。

1 結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換

連續(xù)梁橋采用懸臂施工法，在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時(shí)，為保證施工階段的穩(wěn)定，連續(xù)梁邊跨先合龍，釋放梁墩錨固，結(jié)構(gòu)由雙懸臂狀態(tài)變成單懸臂狀態(tài)，最后跨中合龍，形成連續(xù)梁受力狀態(tài)［1］。施工過程中存在梁的受力結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）結(jié)構(gòu)由雙懸臂狀態(tài)轉(zhuǎn)換成單懸臂受力狀態(tài)時(shí)，梁體某些部位的彎矩方向發(fā)生轉(zhuǎn)換。所以在拆除梁墩錨固前，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求張拉一部分或全部布置在梁體下部的正彎矩預(yù)應(yīng)力束。對(duì)活動(dòng)支座還需保證解除臨時(shí)固結(jié)后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，如需控制和采取措施限制單懸臂梁發(fā)生過大縱向水平位移。

（2）梁墩臨時(shí)錨固的放松，應(yīng)均衡對(duì)稱進(jìn)行，確保逐漸均勻地釋放。在放松前應(yīng)測(cè)量各梁段高程，在放松過程中，注意各梁段的高程變化。如有異常情況，應(yīng)立即停止作業(yè)，找出原因，以確保施工安全。

（3）對(duì)轉(zhuǎn)換為超靜定結(jié)構(gòu)，需考慮鋼束張拉、支座變形、溫度變化等因素引起結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力。若按設(shè)計(jì)要求需進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整時(shí)，應(yīng)以標(biāo)高、反力等多因素控制相互校核。如出入較大，應(yīng)分析原因。

（4）在結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換中，臨時(shí)固結(jié)解除后，將梁落于正式支座上，并按標(biāo)高調(diào)整支座高度及反力。支座反力的調(diào)整應(yīng)以標(biāo)高控制為主，反力作為校核［2］。

2 合龍段施工

合龍段的施工工藝流程如圖1所示。

圖1 合龍段施工工藝框圖

連續(xù)箱梁合龍施工時(shí)先合龍邊跨，再合龍中跨。合龍溫度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，合龍段兩端懸臂標(biāo)高及軸線允許偏差應(yīng)符合設(shè)計(jì)或規(guī)范要求。

2.1 邊跨合龍施工

2.1.1 施工準(zhǔn)備

（1）懸臂梁段澆注完畢，拆除懸臂掛籃；

（2）清除箱頂、箱內(nèi)的施工材料、機(jī)具，用于合龍段施工的材料、設(shè)備有序放至墩頂；

（3）在“T構(gòu)”兩懸臂端預(yù)備配重水箱；

（4）近期氣溫變化規(guī)律測(cè)量記錄。

2.1.2 邊跨合龍段支架及模板

邊跨合龍段與邊跨等高度現(xiàn)澆段一樣，采用滿堂支架支架施工。懸臂梁段澆注完畢，拆除掛籃，接長(zhǎng)邊跨等高度現(xiàn)澆段支架，拼裝合龍段支架，支架的搭設(shè)與現(xiàn)澆段要求一樣。外模采用掛籃模板，底模采用200mm竹膠板，內(nèi)模采用組合鋼模。

2.1.3 設(shè)平衡重

采用在懸臂端的水箱中加水的方法設(shè)平衡重，近端及遠(yuǎn)端所加平衡重噸位由施工平衡設(shè)計(jì)確定。配重及合龍步驟見圖2。

圖2 邊跨合龍施工步驟圖

其中，圖2a“T構(gòu)”懸臂澆注及邊跨等高度現(xiàn)澆段施工完畢，搭設(shè)合龍段支架；圖2b加水箱配重，鋼筋綁扎，預(yù)應(yīng)力管道安裝，邊跨合龍段鎖定；圖2c選擇當(dāng)天最低溫度時(shí)間澆注混凝土，逐級(jí)卸除水箱配重；圖2d邊跨合龍段預(yù)應(yīng)力張拉及錨固完畢，拆除合龍段支架。

2.1.4 支架預(yù)壓

（1）邊跨合龍段總重量及荷載分配。

合龍段14#和14`#塊總重均為67.448t，其長(zhǎng)為2m，考慮到施工中存在的附加荷載，現(xiàn)取1.2系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，則其總重80.9t。除去翼緣板的重量，則在合龍段的底寬范圍內(nèi)的預(yù)壓重量為67.1t。

（2）預(yù)壓物布置。

預(yù)壓采用砂袋堆載預(yù)壓，每個(gè)砂袋暫擬定裝滿砂后重量按1.2噸計(jì)算，施工時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際稱量重量為準(zhǔn)，根據(jù)預(yù)壓重量進(jìn)行堆載預(yù)壓。

砂袋數(shù)量：67.1÷1.2t/袋=56袋，底板寬度為6.7m，則平均每平米的預(yù)壓重量為5t，即平均每平米4.2袋。

（3）沉降觀測(cè)點(diǎn)的布置。

每端順橋向各設(shè)1個(gè)斷面，每個(gè)斷面橫橋向布設(shè)5個(gè)測(cè)點(diǎn)，5個(gè)測(cè)點(diǎn)分別設(shè)在兩側(cè)翼緣板各1個(gè)、兩腹板處各1個(gè)，底板中心處1個(gè)，對(duì)各測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)。

（4）觀測(cè)時(shí)間及頻率。按加載前、加載50%荷載、加載100%荷載、加載120%荷載（完畢）。加載完畢后規(guī)定每天觀測(cè)2次，早晚各1次，并做好沉降觀測(cè)記錄，以備支架預(yù)設(shè)預(yù)拱度時(shí)計(jì)算所用。

沉降觀測(cè)應(yīng)選擇每天的氣溫較低時(shí)，大致時(shí)間為早上8：00和下午5：00左右。支架的預(yù)壓時(shí)間無嚴(yán)格要求，一般以全部加載完畢后連續(xù)3d的沉降不大于2mm即可說明支架沉降已穩(wěn)定。開始按預(yù)拱度要求調(diào)整底模高程，調(diào)整結(jié)束后即可卸載。

卸載按照荷載的100%、荷載的50%、卸載后進(jìn)行觀測(cè)。卸載時(shí)按加載先后順序進(jìn)行。

預(yù)壓觀測(cè)結(jié)果的整理：預(yù)壓結(jié)束后算出支架的非彈性變形、基礎(chǔ)沉降變形及彈性變形值，用以計(jì)算模板標(biāo)高調(diào)整時(shí)的預(yù)留值。

2.1.5 普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝

普通鋼筋在地面集中加工成型，運(yùn)至合龍段綁扎安裝，綁扎時(shí)將勁性骨架安裝位置預(yù)留，等勁性骨架鎖定后補(bǔ)充綁扎。底板束管道安裝前，應(yīng)試穿所有底板束，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。合龍段底板束管道采用鋼管，或者用雙層波紋管替代，管道內(nèi)穿入鋼絞線芯模，以保證合龍段混凝土澆注后底板束管道的暢通。其余預(yù)應(yīng)力束及管道安裝同箱梁懸灌梁段。

2.2 合龍施工

（1）合龍鎖定。

合龍前使懸臂端與邊跨等高度現(xiàn)澆段臨時(shí)連接，盡可能保持相對(duì)固定，以防止合龍段混凝土在澆注及早期硬化過程中發(fā)生明顯的體積改變。鎖定時(shí)間按合龍段鎖定設(shè)計(jì)執(zhí)行，臨時(shí)“鎖定”是合龍的關(guān)鍵。合龍“鎖定”遵循又拉又撐的原則，即“鎖定”包括焊接勁性骨架和張拉臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束。支撐勁性骨架采用“預(yù)埋槽鋼+連接槽鋼+預(yù)埋槽鋼”三段式結(jié)構(gòu)，其斷面面積及支承位置根據(jù)鎖定設(shè)計(jì)確定。合龍時(shí)，在兩預(yù)埋槽鋼之間設(shè)置連接槽鋼，并由聯(lián)結(jié)鋼板將連接槽鋼與預(yù)埋槽鋼焊接成整體，同時(shí)注意焊縫應(yīng)設(shè)在不同截面處。臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束按設(shè)計(jì)布置，臨時(shí)預(yù)應(yīng)力張拉噸位按鎖定設(shè)計(jì)確定。勁性骨架頂緊后進(jìn)行張拉，臨時(shí)束張拉錨固后不壓漿，合龍完畢后將拆除。合龍鎖定布置如圖3所示。

圖3 合龍段合龍鎖定布置示意圖

（2）澆注合龍段混凝土。

合龍段混凝土澆注過程中，按新澆注混凝土的重量分級(jí)卸去平衡重（即分級(jí)放水），保證平衡施工。合龍段混凝土選擇在一天中氣溫較低時(shí)進(jìn)行澆注，可保證合龍段新澆注混凝土處于氣溫上升的環(huán)境中，在受壓的狀態(tài)下達(dá)到終凝，以防混凝土開裂，混凝土的澆注速度每小時(shí)10m3左右，3～4h澆完。

（3）預(yù)應(yīng)力施工。

合龍段永久束張拉前，采取覆蓋箱梁懸臂并灑水降溫以減小箱梁懸臂的日照溫差。底板預(yù)應(yīng)力束管道安裝時(shí)要采取措施保證管道暢通，待合龍段混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定強(qiáng)度和相應(yīng)齡期后、張拉前解除臨時(shí)鎖定。先張拉邊跨頂板預(yù)應(yīng)力束，再張拉底板第一批預(yù)應(yīng)力束，按照設(shè)計(jì)要求的張拉噸位及順序雙向?qū)ΨQ進(jìn)行張拉。橫向、豎向及頂板縱向預(yù)應(yīng)力施工同箱梁懸灌梁段施工，合龍段施工完畢后，拆除臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束并對(duì)其管道壓漿。直線段支架下落，拆除模板及支架。

3 中跨合龍施工

3.1 吊架及模板安裝

中跨合龍梁段采用合龍吊架施工，合龍吊架和模板采用施工掛籃的底籃及模板系統(tǒng)組裝施工。

安裝步驟為：（1）將掛籃的底籃整體前移至合龍段另一懸臂端；（2）在懸臂端預(yù)留孔內(nèi)穿入鋼絲繩，用幾組滑車吊起底籃前橫梁及內(nèi)外滑梁的前橫梁；（3）拆除掛籃前吊桿；（4）用卷揚(yáng)機(jī)調(diào)整所有鋼絲繩，使底籃及內(nèi)外滑梁移到相應(yīng)位置，安裝錨桿、吊桿和聯(lián)接器將吊架及模板系統(tǒng)錨固穩(wěn)定；（5）將主桁系統(tǒng)退至0＃梁段后拆除。

3.2 設(shè)平衡重

采用在懸臂端的水箱中加水的方法設(shè)平衡重，近端及遠(yuǎn)端所加平衡重噸位由施工平衡設(shè)計(jì)確定。配重及合龍步驟如圖4所示。

圖4 中跨合攏段施工過程示意圖

其中，圖4a邊跨合攏；圖4b施工掛籃后移，中跨合攏吊架安裝。加配重水箱；圖4c鋼筋綁扎，預(yù)應(yīng)力管道安裝，合攏鎖定；圖4d選擇當(dāng)天最低溫度時(shí)間澆注混凝土，逐級(jí)卸除水箱配重；圖4e合攏段預(yù)應(yīng)力張拉及錨固完畢，拆除合攏吊架。

3.3 合龍施工

普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道安裝與邊跨合龍段相同。

（1）合龍鎖定。合龍前使合龍段兩共軛懸臂端臨時(shí)連接，盡可能保持相對(duì)固定，以防止合龍段混凝土在澆注及早期硬化過程中發(fā)生明顯的體積改變。合龍前除“T構(gòu)”懸臂端按平衡要求設(shè)置平衡重外，如施工控制有要求時(shí)還將對(duì)合龍段處采取調(diào)整措施。合龍段支撐勁性鋼骨架施工及臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束張拉施工同邊跨合龍段施工。

解除連續(xù)梁墩頂?shù)呐R時(shí)鎖定，并切斷該墩臨時(shí)支座錨固鋼筋，完成體系轉(zhuǎn)換。

（2）澆注合龍段混凝土。中跨合龍段混凝土澆注與邊跨合龍段施工相同。

（3）預(yù)應(yīng)力施工。中跨合龍完成后，張拉中跨預(yù)應(yīng)力束，再張拉邊跨底板第二批預(yù)應(yīng)力束。合龍段施工完畢后，拆除臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束并對(duì)其管道壓漿。

（4）合龍鎖定設(shè)計(jì)。合龍鎖定中采用又拉又撐的方法，即用勁性骨架承受壓力，用臨時(shí)預(yù)應(yīng)力束承受拉力。勁性骨架根據(jù)溫度荷載計(jì)算其所需截面積，同時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其壓桿穩(wěn)定性；臨時(shí)預(yù)應(yīng)力應(yīng)確保降溫時(shí)勁性骨架中既不出現(xiàn)拉應(yīng)力，又要滿足升溫時(shí)骨架不致受壓過大而失穩(wěn)。具體張拉噸位根據(jù)合龍期間可能出現(xiàn)的溫度范圍計(jì)算，合龍鎖定溫度選擇在設(shè)計(jì)要求的最佳溫度范圍內(nèi)。

4 結(jié)束語

（1）0#塊、邊跨現(xiàn)澆段施工支架及墩旁托架、掛籃在施工前必須進(jìn)行預(yù)壓。

（2）在鋪0#塊底模時(shí)，需預(yù)先放置支座。

（3）合龍段施工時(shí)先邊跨合龍，張拉完邊跨預(yù)應(yīng)力筋后方可合龍中跨。

（4）在滿足正常施工溫度的條件下，合龍段混凝土澆筑時(shí)間在一天中溫度最低時(shí)澆筑，并使混凝土澆筑后溫度開始緩慢上升為宜。

（5）嚴(yán)格按梁段合龍及體系轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)步驟操作，保證梁體受力重新調(diào)整和合理分配在邊跨合龍后，即進(jìn)行第一階段體系轉(zhuǎn)換終張拉，并測(cè)出待合龍梁端撓度變化值，再進(jìn)行第二階段合龍段預(yù)力張拉和澆筑混凝土。每階段體系轉(zhuǎn)換，必須保持一端能自由伸縮，另一端固定，以防止縱向終張拉力損失。

塘沽西跨京津塘高速公路特大橋懸灌箱梁合攏段順利合龍，線性及各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，保證了施工安全質(zhì)量，此施工技術(shù)能滿足大跨度連續(xù)梁合龍施工要求。

［1］ 龍厚全. 獅山橋拓寬改造工程大跨度鋼箱梁合龍段的施工工藝［J］.江蘇建筑，2017，（S1）：73-76.

［2］ 吳承凌，徐學(xué)西. 鴨綠江大橋主跨合龍技術(shù)［J］. 中外公路，2017，37（05）：188-192.