吳玉賢

（保利長大工程有限公司，廣東 廣州 510000）

1 工程概況

臺州灣位于浙江中部沿海，為椒江口河口灣，該區(qū)域?yàn)閺?qiáng)潮海域，屬正規(guī)半日潮類型，潮汐1d 內(nèi)兩漲兩落。海域平均高潮位+2.20m，平均低潮位-1.00m。

臺州灣跨海特大橋全長4038m，是浙江臺州沿海高速公路項(xiàng)目的控制性工程。其通航孔橋?yàn)殡p塔雙索面疊合梁斜拉橋，H 型塔，橋跨布置85+145+488+145+85=948m。主梁采用分離式雙邊箱 （PK 式） 流線形扁平鋼箱疊合梁，疊合梁外側(cè)設(shè)置風(fēng)嘴。主梁含風(fēng)嘴全寬38.5m，中心梁高為3.5m?；炷撩姘逋ㄟ^剪力釘與鋼箱梁共同受力形成疊合梁。混凝土面板縱向按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計(jì)，橫向按普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。斜拉索梁端采用鋼錨箱形式錨固。全橋主梁共12 種類型，97 個梁段。標(biāo)準(zhǔn)梁段長度 10.5m，重量約453t；最重梁段為輔助墩墩頂塊，重約 575t。疊合梁標(biāo)準(zhǔn)斷面見圖1 所示。

圖1 疊合梁標(biāo)準(zhǔn)斷面 （尺寸單位：mm）

2 總體施工工藝

（1） 主塔下橫梁頂0 號塊及近塔處部分梁段采用 “搭設(shè)落地鋼管支架+浮吊吊裝+滑移就位后拼裝” 的工藝安裝。

（2） 輔助墩墩頂梁段和過渡墩墩頂梁段采用“搭設(shè)落地鋼管支架+浮吊吊裝+滑移就位后拼裝”工藝進(jìn)行安裝。

（3） 其余梁段均采用 “橋面吊機(jī)對稱懸臂拼裝” 工藝進(jìn)行安裝。

（4） 主塔和主梁同步進(jìn)行施工，主塔封頂前完成主梁0 號支架搭設(shè)施工。

（5） 在橋面吊機(jī)對稱懸臂拼裝主梁的過程中，利用浮吊船提前完成輔助墩和過渡墩墩頂梁段的吊裝，橋面吊機(jī)施工推進(jìn)至輔助墩和過渡墩墩頂時(shí)即可進(jìn)行邊跨及次邊跨合龍。

3 疊合梁拼裝施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 墩頂梁段安裝

工藝流程：支架搭設(shè)→起吊→移船→下放→滑移→精確調(diào)整。

墩頂梁段采用大型浮吊船吊裝。浮吊船在適當(dāng)位置緩緩起升疊合梁。疊合梁底板起升高度超過滑移支架滑道 50～80cm 后，通過絞錨、松錨操作前移浮吊船。浮吊船應(yīng)緩慢移動，幅度不宜過大，如圖2 所示。移動至設(shè)計(jì)落梁位置后，用手拉葫蘆及千斤頂輔助緩緩落梁，直至梁段落在滑道中布置的滑座上。梁段吊裝宜選在高平潮時(shí)進(jìn)行。

利用縱移裝置將疊合梁滑移至設(shè)計(jì)安裝位置附近?？v移裝置由液壓穿心式千斤頂、鋼絞線、滑塊和反力架組成，施工如圖3 所示。梁段精確調(diào)整和臨時(shí)固結(jié)施工應(yīng)選擇在風(fēng)平浪靜、無日照的時(shí)間段完成，主要設(shè)備為4 臺200T 三向千斤頂。應(yīng)嚴(yán)格按照疊合梁設(shè)計(jì)的臨時(shí)支撐點(diǎn)布置三向千斤頂，防止疊合梁變形。

圖2 近塔處疊合梁起吊

圖3 疊合梁滑移施工

3.2 標(biāo)準(zhǔn)梁段懸臂拼裝

原設(shè)計(jì)疊合梁標(biāo)準(zhǔn)梁段拼裝工藝為 “單節(jié)段一張拉” 工藝，即：歷經(jīng) “掛索并第一次張拉斜拉索→澆筑濕接縫混凝土并等強(qiáng)→張拉縱向預(yù)應(yīng)力束并壓漿→橋面吊機(jī)前移→第二次張拉斜拉索” 5 個主要工序，完成一個梁段的拼裝。其中“澆筑濕接縫混凝土并等強(qiáng)→張拉縱向預(yù)應(yīng)力束并壓漿” 2 個工序耗時(shí)約13 天。

橋址區(qū)位于浙東南沿海，是浙江省受臺風(fēng)影響最為頻繁的地區(qū)，每年6～10 月份臺風(fēng)頻發(fā)。為了確保大橋主體結(jié)構(gòu)安全，必須在2018 年臺風(fēng)期來臨前完成全橋合龍。為了實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，項(xiàng)目優(yōu)化施工工藝：變 “單節(jié)段一張拉” 為 “部分梁段兩節(jié)段一張拉”。即：相鄰兩個梁段拼裝完成后，一次性澆筑2 道濕接縫，并一次性張拉相鄰2 個梁段的縱向預(yù)應(yīng)力束。采用 “兩節(jié)段一張拉” 工藝施工時(shí)，需局部調(diào)整疊合梁預(yù)應(yīng)力設(shè)置，且在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控量測，保證最終的成橋線型及索力達(dá)到原設(shè)計(jì)成橋狀態(tài)。

經(jīng)分析，采用 “單節(jié)段一張拉” 工藝施工，每個梁段拼裝施工工期19 天，兩個梁段共38天；采用 “兩節(jié)段一張拉” 工藝施工，兩個梁段拼裝施工工期25 天?？晒?jié)約工期13 天。臺州灣跨海特大橋單側(cè)有7 組共14 片梁段采用 “兩節(jié)段一張拉” 工藝施工，共節(jié)約工期91 天，約3個月。最終，臺州灣跨海特大橋于 2018 年 5 月10 日順利實(shí)現(xiàn)全橋合龍。兩種工藝的功效分析見表1 所示。

表1 兩種工藝工效對比分析

3.3 相鄰梁段匹配

由于疊合梁剛度大，按照傳統(tǒng)工藝進(jìn)行匹配時(shí)，會導(dǎo)致混凝土面板在錨固區(qū)域出現(xiàn)巨大的負(fù)彎矩，從而產(chǎn)生裂縫［1］，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。經(jīng)建模分析，疊合梁斜拉橋拉索錨固區(qū)混凝土面板裂縫的角度通常為45°左右，主要原因?yàn)椋夯炷撩姘迨艿竭吀拱鍌鬟f的順橋向剪力，以及橫梁傳遞的橫橋向剪力，在這兩個混凝土面板平面內(nèi)剪力的作用下，混凝土面板有沿45°開裂的趨勢。而裂縫通常首先出現(xiàn)在混凝土面板頂面，主要是因?yàn)槔麇^固區(qū)局部負(fù)彎矩較大，使錨固區(qū)混凝土面板頂面局部拉應(yīng)力過大。

裂縫的控制通常有 “抗” 與 “放” 兩種思路?！翱埂?即通過提高結(jié)構(gòu)的抗力來抵抗開裂荷載，“放” 即通過合理的措施釋放潛在開裂區(qū)域的內(nèi)力以避免開裂。從裂縫產(chǎn)生原因及 “放” 的防裂思路入手，提出 “邊腹板濕接縫分塊滯后澆筑” 的防裂措施。經(jīng)建模分析，梁段吊裝時(shí)，與被吊梁段緊鄰的2～3 根斜拉索的索力值增加的比較明顯，即吊裝工況下，這2～3 個梁段的混凝土面板應(yīng)力增加的最大，有可能出現(xiàn)裂縫。故滯后現(xiàn)澆縫可以滯后2 個節(jié)段澆筑，即在澆筑第i 號和第i-1 號橫向濕接縫的同時(shí)，澆筑第i-2 號和第i-3 號邊腹板滯后現(xiàn)澆縫，如圖4 所示。

經(jīng)現(xiàn)場實(shí)踐，“邊腹板濕接縫分塊滯后澆筑” 措施可以有效減小梁段吊裝過程中傳遞給已拼裝梁段拉索錨固區(qū)附近混凝土面板的不利荷載，避免混凝土面板裂縫的產(chǎn)生。

圖4 邊腹板濕接縫滯后2 個節(jié)段澆筑

3.4 拼裝線型控制

疊合梁成橋狀態(tài)的線型精度主要由組拼精度、疊合精度和拼裝精度控制［2］?？芍饕獜囊韵聨讉€方面著手來控制疊合梁拼裝的線型精度：

（1） 疊合梁預(yù)制精度是成橋狀態(tài)線型控制的前提。疊合梁鋼結(jié)構(gòu)制作、組拼和面板疊合均采用 “5+2” 長線法匹配施工。即：第一輪在胎架上一次性組拼或疊合7 個梁段，組拼或疊合完成后將前5 個梁段轉(zhuǎn)出，留下2 個梁段參與下一輪組裝或疊合。循環(huán)往復(fù)，直至所有梁段組拼和疊合完成。在組拼和疊合施工過程中應(yīng)嚴(yán)控胎架變形，保證組拼和疊合精度。

（2） 疊合梁現(xiàn)場拼裝時(shí)，0 號塊的精度是線型控制的基礎(chǔ)。0 號塊及輔助墩和過渡墩墩頂塊均采用三向千斤頂來調(diào)節(jié)精度，誤差控制±2mm以內(nèi)。

（3） 采用提前掛索法和千斤頂反頂配合進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)梁段匹配，確保梁端匹配面施焊時(shí)高差少于2mm。鋼混疊合梁斜拉橋梁段對稱懸臂吊裝過程中，已拼裝梁段在橋面吊機(jī)前支點(diǎn)的巨大豎向力作用下，懸臂端會產(chǎn)生較大的橫向變形。而被吊梁段的橫向變形卻很小，由此產(chǎn)生的 “不匹配變形值” 導(dǎo)致被吊梁段和已拼梁段不能完全精確對接。提前掛索法即：梁段采用橋面吊機(jī)吊裝到位后，在邊腹板匹配焊接，提前安裝該梁段斜拉索并施加部分索力，然后卸載部分橋面吊機(jī)起吊荷載，完成該梁段其余部分的匹配焊接。

（4） 合龍塊吊裝前 4-5 個節(jié)段開始進(jìn)行軸線、標(biāo)高調(diào)整，確保合龍時(shí)兩側(cè)軸線標(biāo)高偏差在5mm 以內(nèi)。

4 結(jié)束語

通過對臺州灣跨海特大橋疊合梁拼裝施工關(guān)鍵技術(shù)的研究和應(yīng)用，臺州灣跨海特大橋疊合梁在2018 年5 月10 日順利實(shí)現(xiàn)全橋合龍，比原計(jì)劃工期提前了3 個月。且疊合梁拼裝施工過程中采用 “提前掛索法” 及 “邊腹板濕接縫后澆法”，不僅有效消除了 “不匹配變形值”，提高了梁段匹配精度，而且防止了混凝土面板施工裂縫的產(chǎn)生，確保了工程質(zhì)量。該關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，可為后續(xù)類似工程施工提供借鑒和參考。