中圖分類號(hào)：U448.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOl：10.13282/j.cnki.wccst.2025.04.039

文章編號(hào)：1673-4874（2025）04-0142-04

0 引言

傳統(tǒng)連續(xù)剛構(gòu)橋合龍段施工常采用先邊跨后中跨合龍[1或先中跨后邊跨合龍的施工工藝，這些方法都需要對(duì)合龍段進(jìn)行逐跨合龍。近年隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路修建施工效率越來(lái)越高，連續(xù)剛構(gòu)橋一次性同步合龍技術(shù)作為一種新興的施工工藝，引起了廣泛的關(guān)注[2]。譚冬蓮等[3以某大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)橐劳?，提出了邊中跨一次性合龍及先中跨后邊跨逐跨合?duì)主梁內(nèi)力、線形、主墩水平位移的受力影響，指出邊中跨一次性合龍主梁應(yīng)力分布更均勻。然而實(shí)際剛構(gòu)橋合龍施工過(guò)程需要精細(xì)化施工管理及組織協(xié)調(diào)，本文以三跨連續(xù)剛構(gòu)橋邊中跨3個(gè)合龍口一次性同步合龍為依托，闡明智能調(diào)載輔助剛構(gòu)橋邊中跨一次性同步合龍施工藝和控制措施。

1 工程概述

1.1連續(xù)剛構(gòu)橋工程概況

大橋主橋?yàn)?7 m+ 145m+77m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，按雙幅橋設(shè)置，箱梁采用單箱單室直腹板斷面，頂寬12.75m，底板寬7m。合龍段施工前先完成邊跨現(xiàn)澆段施工，然后采用掛籃吊架同步完成邊中跨合龍段，最后同步張拉預(yù)應(yīng)力束，完成連續(xù)剛構(gòu)橋體系。全橋單幅共有2個(gè)邊跨現(xiàn)澆段，2個(gè)邊跨合龍段，1個(gè)中跨合龍段。邊、中跨合龍段長(zhǎng)度為 2m ，高度為 3.2m ，其中中跨合龍段設(shè)計(jì)有一道環(huán)形橫隔板，邊跨合龍段混凝土設(shè)計(jì)方量為20. 7m³ ，中跨合龍段混凝土設(shè)計(jì)方量為 24.8m³ 混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C55。

合龍段箱梁采用縱向、橫向、豎向的三向預(yù)應(yīng)力體系[4。合龍縱向預(yù)應(yīng)力：分為中跨底板合龍束、邊跨底板合龍束、中跨頂板合龍束、邊跨頂板合龍束、并設(shè)置備用孔道，縱向預(yù)應(yīng)力鋼束分為 23?s 15.2、19＼s15.2、1 7 ＼phi ＼mathsf { s }$ 15.2型鋼束，張拉控制應(yīng)力均為1395 $＼mathrm { { M P a } }$ 。橫向預(yù)應(yīng)力：采用3s15.2低松弛低回縮高強(qiáng)度鋼絞線；豎向預(yù)應(yīng)力：采用JL32精軋螺紋粗鋼筋。

1.2同步合龍施工重難點(diǎn)

智能調(diào)載輔助實(shí)現(xiàn)剛構(gòu)橋邊中跨同步合龍施工工藝為廣西首次使用，該方案只需一次合龍就可完成連續(xù)剛構(gòu)橋梁合龍?bào)w系的轉(zhuǎn)換，既解決了傳統(tǒng)連續(xù)剛構(gòu)橋合龍段逐跨合龍需要大量時(shí)間的問(wèn)題，又可大幅縮短合龍工期，提高施工效率[5]。但同時(shí)也存在以下施工難點(diǎn)：

（1）技術(shù)難度高。邊中跨同步合龍要求結(jié)構(gòu)一次性轉(zhuǎn)換到超靜定狀態(tài)[，溫度變化、混凝土收縮徐變等因素對(duì)合龍段的影響顯著增加，結(jié)構(gòu)受力分析復(fù)雜，需通過(guò)精細(xì)的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)確保施工安全。

（2）施工質(zhì)量控制要求高。合龍段施工工藝的改變，頂推力值與預(yù)應(yīng)力張拉順序也隨之發(fā)生變化，使各懸澆梁節(jié)段的預(yù)拱度發(fā)生變化，容易因主梁內(nèi)力較大造成混凝土崩裂以及線形難以控制，造成波浪或跨中下?lián)系荣|(zhì)量問(wèn)題。

（3）組織協(xié)調(diào)難度大。邊中跨3個(gè)合龍段同步進(jìn)行對(duì)稱施工，各合龍口的吊架安裝、平衡配重、合龍頂推、勁性骨架鎖定、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉均需要進(jìn)行同步協(xié)調(diào)施工，并同時(shí)投入大量勞動(dòng)力。

針對(duì)上述的施工難點(diǎn)，本文提出以下措施：

（1）綜合考慮溫差及混凝土收縮徐變不同影響因素，對(duì)邊中跨一次同步合龍施工過(guò)程各主要工況進(jìn)行大量結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，保證主梁的內(nèi)力及變形均符合規(guī)范要求。

（2）新的合龍方式的改變，使主梁內(nèi)力增大，為避免施工過(guò)程因不均勻荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，通過(guò)對(duì)懸澆節(jié)段預(yù)拱度的“一增一減一調(diào)”，實(shí)現(xiàn)大橋合龍口同步精確控制，保障成橋線形。合龍前通過(guò)在中跨合龍口施加頂推力以消除混凝土收縮徐變、整體溫度效應(yīng)以及成橋二期恒載產(chǎn)生的位移，是改善橋梁受力變位的有效施工措施。

（3）成立相關(guān)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，組織協(xié)調(diào)各方資源投入，完成邊中跨一次性同步合龍施工。

2智能調(diào)載輔助實(shí)現(xiàn)同步合龍關(guān)鍵技術(shù)

傳統(tǒng)合龍段配重通過(guò)水袋預(yù)壓法進(jìn)行施工，但這種方法加載和卸載的平衡點(diǎn)難以控制，實(shí)際使用過(guò)程中會(huì)對(duì)兩個(gè)懸澆段產(chǎn)生不均勻擾動(dòng)，從而加大合龍段的標(biāo)高誤差、預(yù)拱度及軸線偏位，且操作相對(duì)復(fù)雜、工作效率低。

考慮到依托大橋采取邊中跨同步合龍技術(shù)，3個(gè)合龍段同步進(jìn)行對(duì)稱施工，為對(duì)全橋合龍情況進(jìn)行全局把控，實(shí)現(xiàn)協(xié)同精確控制與調(diào)整，經(jīng)過(guò)技術(shù)團(tuán)隊(duì)及專家的反復(fù)論證，提出采用智能調(diào)載系統(tǒng)輔助實(shí)現(xiàn)剛構(gòu)橋邊中跨同步合龍施工方法，解決合龍段混凝土澆筑過(guò)程中重量的動(dòng)態(tài)平衡控制，消除施工過(guò)程中因不均勻荷載產(chǎn)生的內(nèi)力和變形，使合龍段的內(nèi)力和變形與設(shè)計(jì)值相吻合。

2.1智能調(diào)載系統(tǒng)設(shè)備安裝

智能調(diào)載系統(tǒng)主要硬件由智能調(diào)載控制柜、變頻器、混凝土流量計(jì)、水流量計(jì)、智能監(jiān)控機(jī)器人、溫度傳感器、水泵、無(wú)線網(wǎng)橋等組成。該系統(tǒng)基于混凝土泵入重量等同于卸水重量的代換控制邏輯，通過(guò)在混凝土泵管安裝的混凝土流量計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土泵入質(zhì)量來(lái)對(duì)合龍口的水箱配重動(dòng)態(tài)質(zhì)量進(jìn)行同步卸載，并依據(jù)配重水箱出水口安裝的水流量計(jì)以及水箱水位高度進(jìn)行復(fù)核配重余量；同步監(jiān)控邊中跨合龍段混凝土澆筑進(jìn)度及其差異過(guò)大導(dǎo)致的T構(gòu)根部應(yīng)力增量數(shù)據(jù)，協(xié)同控制全橋水泵進(jìn)行合龍段兩側(cè)不均衡但總質(zhì)量均衡卸水，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整橋多跨合龍配重調(diào)載均衡，提升合龍質(zhì)量。智能調(diào)載系統(tǒng)布置圖見(jiàn)圖1。

圖1單個(gè)合龍口智能調(diào)載系統(tǒng)布置示意圖

2.1.1水箱布置及配件安裝

2.1.1.1水箱配重布置

將連續(xù)剛構(gòu)橋邊中跨3個(gè)合龍段掛籃吊架進(jìn)行前移到位后，利用方木及木板在各連續(xù)剛構(gòu)橋合龍口端頭放置2個(gè)圓柱水箱，水箱尺寸為內(nèi)徑 2.8m ，高 3m 。水箱上部設(shè)有進(jìn)水口，下部設(shè)有出水口。單幅3個(gè)合龍段共計(jì)8個(gè)水箱。水箱及掛籃配重及位置布置見(jiàn)圖2。在水箱裝滿設(shè)計(jì)高度的水后，在水箱上貼好刻度線，刻度線以1m為單位，方便混凝土澆筑時(shí)管理人員能動(dòng)態(tài)了解水箱水位高度進(jìn)行復(fù)核配重余量。

表1平衡配重技術(shù)參數(shù)表

圖2邊中跨合龍段平衡配重布置圖

2.1.1.2安裝水箱開(kāi)關(guān)、水泵、混凝土電磁流量計(jì)、水流 量計(jì)及水位計(jì)

將水箱、蝶閥（水箱自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)）、水泵、混凝土流量計(jì)和水流量計(jì)按順序用 ?50mm 鋼水管、法蘭盤及螺栓連接。主要部位功能如下：

蝶閥：作為水箱的開(kāi)關(guān)，在管道上主要起到切斷和節(jié)流作用。

水泵：在必要時(shí)對(duì)水的泄出起到加壓、增大流速的作用。

混凝土電磁流量計(jì)：實(shí)時(shí)記錄混凝土泵入速率與累計(jì)量，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳回控制柜，由控制柜控制水箱卸載。

水流量計(jì)：實(shí)時(shí)記錄泄水的流速和累計(jì)水流量，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳回控制柜，保證水箱配重準(zhǔn)確度。

水位計(jì)：放置于水箱內(nèi)部，用于人工復(fù)核泄水量及水箱水位高度。

2.1.1.3安裝混凝土流量計(jì)

安裝前檢查混凝土電磁流量計(jì)有無(wú)損壞，內(nèi)部有無(wú)雜物、碎屑。在安裝混凝土泵管時(shí)，將混凝土流量計(jì)同步安裝在靠近澆筑點(diǎn)的兩根泵管之間，再使用扳手將卡箍螺栓擰緊，需保證各前后結(jié)合面平整并緊密貼合，通水檢測(cè)氣密性，無(wú)明顯漏水現(xiàn)象即可。在澆筑時(shí)通過(guò)混凝土流量計(jì)實(shí)時(shí)檢測(cè)混凝土澆筑方量，用于采集混凝土澆筑時(shí)的數(shù)據(jù)信息，并傳遞給中央控制柜。

2.1.2配重卸載系統(tǒng)安裝及調(diào)試

2.1.2.1安裝配重卸載系統(tǒng)

將中央控制柜放置在水箱的一側(cè)，接入電箱，并將所有的壓力傳感器、蝶閥、水泵、混凝土電磁流量計(jì)和水流量計(jì)的線路接入中央控制器。為防止施工過(guò)程中場(chǎng)地浸濕，對(duì)關(guān)鍵線路和電子設(shè)備造成損壞，中央控制器和電箱應(yīng)放置于距離水箱2m以上，并做好防水措施。

2.1.2.2配重卸載系統(tǒng)調(diào)試

打開(kāi)控制箱進(jìn)行調(diào)試，檢查各儀器數(shù)據(jù)是否接收正常，排除故障因素。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主頁(yè)面中“設(shè)備連接”界面，會(huì)顯示各項(xiàng)設(shè)備連接情況，綠色表示通訊正常；灰色表示通訊異常、未連接。

2.1.2.3水箱加水配重

在控制系統(tǒng)中輸入混凝土方量，中央控制器發(fā)出定量加水指令，水箱達(dá)到預(yù)設(shè)水量后定量開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)停進(jìn)水閥，完成配重施加。

2.2混凝土澆筑配重智能調(diào)載

根據(jù)邊中跨同步合龍的預(yù)計(jì)日期，提前掌握合龍期間的氣溫預(yù)報(bào)情況，為合龍口鎖定時(shí)間段提供依據(jù)。合龍段混凝土澆筑應(yīng)盡量選擇晚上12：00左右進(jìn)行，混凝土澆筑應(yīng)在一天中最低氣溫時(shí)開(kāi)始，使整個(gè)混凝土初凝過(guò)程處于升溫狀態(tài)，保證混凝土早期強(qiáng)度較低時(shí)不承受拉應(yīng)力。為避免連續(xù)剛構(gòu)橋施工過(guò)程產(chǎn)生裂縫，進(jìn)行混凝土澆筑前，應(yīng)對(duì)整橋進(jìn)行整體降溫，在連續(xù)剛構(gòu)橋橋面橫坡高點(diǎn)位置沿縱橋向布置水管，通過(guò)水管對(duì)整橋橋面進(jìn)行整體淋水降溫控制，可降低溫度應(yīng)力產(chǎn)生的影響。

在邊中跨3個(gè)合龍口勁性骨架焊接完成后，盡快完成每個(gè)合龍口縱向預(yù)應(yīng)力頂?shù)装宥淌念A(yù)張拉，每束預(yù)張拉力為50t，然后進(jìn)行合龍段混凝土澆筑施工。

混凝土澆筑過(guò)程中，系統(tǒng)以水箱蓄水作為配重手段，通過(guò)中央控制柜的感應(yīng)模塊讀取混凝土流量計(jì)數(shù)據(jù)，當(dāng)泵送混凝土流經(jīng)電磁流量計(jì)時(shí)，電磁流量計(jì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)并記錄混凝土流量數(shù)值，實(shí)時(shí)將監(jiān)測(cè)到的流量數(shù)值轉(zhuǎn)換成動(dòng)態(tài)電信號(hào)，在控制模塊的計(jì)算機(jī)上可顯示實(shí)時(shí)混凝土流量?？刂颇K接收到混凝土流量電信號(hào)后，將混凝土重量增量轉(zhuǎn)化為水箱泄水量，同步傳遞信號(hào)至配重模塊的定量開(kāi)關(guān)，根據(jù)接收到的實(shí)時(shí)混凝土流量數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵開(kāi)閉（水泵關(guān)閉時(shí)，水箱隨壓強(qiáng)變化的自卸流速為 1～3m³/h ，水泵開(kāi)啟后，流速最高可達(dá)25 m³/h） ，通過(guò)利用流量計(jì)控制水箱的泄水速率，并將水箱設(shè)置水位計(jì)作為調(diào)載過(guò)程中的復(fù)核手段，與混凝土總泵入量作為校核補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)等質(zhì)量放水。

在混凝土澆筑過(guò)程中，中央控制柜將對(duì)各作業(yè)流程進(jìn)行智能信息化處理，并實(shí)時(shí)查詢數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)反饋澆筑過(guò)程的荷載變化，從而更精確地控制合龍段線形。此外，在混凝土澆筑過(guò)程中，還應(yīng)安排管理人員全程檢查水箱水位計(jì)復(fù)核調(diào)載情況，定量進(jìn)行開(kāi)關(guān)，作為水箱配重實(shí)時(shí)等質(zhì)量放水的備用方案。

3同步合龍施工技術(shù)其他控制要點(diǎn)

3. 1 頂推施工

反力架設(shè)計(jì)于箱梁中線頂板處，由雙拼工字鋼、鋼板、斜撐型鋼、U型加密鋼筋組成，通過(guò)在合龍段兩側(cè)的梁端預(yù)埋鋼板及U型加密鋼筋，一側(cè)預(yù)埋鋼板加焊雙拼工字鋼、斜撐及鋼板，采用千斤頂頂于梁端預(yù)埋鋼板處及雙拼工字鋼端頭處鋼板。

頂推力施加必須有現(xiàn)場(chǎng)指揮部統(tǒng)一指揮協(xié)調(diào)，各合龍口頂板、內(nèi)箱的施工人員配備對(duì)講機(jī)用于指令傳達(dá)與接收。正式頂推前，頂推指揮、操作人員應(yīng)提前進(jìn)行演練，熟悉千斤頂操作步驟及性能。應(yīng)事先檢查千斤頂工作、油表指針是否正常，油管是否完好，頂推反力架安裝是否牢靠，位置是否準(zhǔn)確，千斤頂是否與壓力表配套標(biāo)定、配套使用，不得混用。檢查無(wú)誤后進(jìn)入頂推步驟。頂推力嚴(yán)格按照均勻分級(jí)加載原則進(jìn)行。頂推過(guò)程中頂推位移與頂推力雙控，施工時(shí)以頂推位移為主，頂推力為輔。在達(dá)到設(shè)計(jì)合龍溫度條件后，施加頂推力時(shí)按照 0% 20%50%80%100% 的順序分級(jí)加載。每級(jí)頂推到位后需持荷觀察15min，測(cè)量監(jiān)控點(diǎn)的位移情況。

3.2 勁性骨架施工

3.2.1勁性骨架設(shè)計(jì)

每個(gè)合龍段體外設(shè)剛性支撐4組（底板2組、頂板2組），外剛性支撐采用雙 30^? 槽鋼，呈門形上下面用鋼板連接焊接而成；焊接時(shí)采用貼角焊，焊縫寬度應(yīng)gt;10mm ，焊縫必須飽滿連續(xù)。

3.2.2 勁性骨架鎖定

勁性骨架的鎖定是連續(xù)剛構(gòu)橋合龍段施工中的重要環(huán)節(jié)。主梁懸臂端由于溫度變化的影響會(huì)產(chǎn)生下?lián)匣蛏下N并伴有軸向變形，在混凝土早期強(qiáng)度不高未進(jìn)行張拉前，這些變形容易導(dǎo)致合龍段混凝土開(kāi)裂，故必須在合龍口設(shè)置勁性骨架支撐。在確定澆筑日期當(dāng)天白天先將每組勁性骨架一端進(jìn)行焊接，另一端根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)確定澆筑的時(shí)間點(diǎn)前 1～1.5 h進(jìn)行頂推到位后焊接鎖定，邊中跨合龍段的勁性骨架需要迅速同步的完成焊接，確保在 0.5～1.0 h內(nèi)完成所有勁性骨架的焊接，鎖定邊跨合龍勁性骨架后，現(xiàn)場(chǎng)檢查驗(yàn)收勁性骨架焊縫質(zhì)量，滿足后卸載合龍段的頂推設(shè)備及反力架，同時(shí)對(duì)邊中跨3個(gè)合龍口同步進(jìn)行預(yù)張拉頂、底板的合龍短束。

3.3 預(yù)應(yīng)力施工

3.3.1 張拉時(shí)間

在混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 90% 、彈性模量達(dá)到28d的 90% ，且齡期 25 d的前提下進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束張拉施工。

3.3.2預(yù)應(yīng)力張拉順序

邊中跨合龍縱向合龍束要求在3個(gè)合龍段同步張拉。各合龍段張拉順序?yàn)椋合韧綇埨Q向預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì) 50% ，再同步張拉縱向合龍束，最后按設(shè)計(jì)同步張拉橫向束和二次補(bǔ)張拉豎向束至 100% 后，結(jié)束合龍段預(yù)應(yīng)力施工。

合龍縱向束張拉順序?yàn)椋合葟埨骱淆埧诘捻?、底短束至設(shè)計(jì)值的 50% ，解除每個(gè)合龍口的勁性骨架；然后開(kāi)始先長(zhǎng)束、后短束，先底板后頂板的順序按每束的預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)值的 100% 進(jìn)行張拉，其中短束已經(jīng)張拉 50% 的，直接張拉至 100% ，完成各合龍口縱向束張拉。待全橋預(yù)應(yīng)力張拉施工完成后，進(jìn)行各合龍口掛籃拆除，完成全橋合龍。

4結(jié)語(yǔ)

本文以廣西連賀高速某連續(xù)剛構(gòu)橋上構(gòu)合龍段的施工過(guò)程為例，提出了一種基于智能調(diào)載系統(tǒng)輔助實(shí)現(xiàn)連續(xù)剛構(gòu)橋邊中跨同步合龍的施工方法，通過(guò)理論分析與實(shí)踐驗(yàn)證相結(jié)合的方法，系統(tǒng)探討了同步合龍工藝的力學(xué)特性與施工控制要點(diǎn)，驗(yàn)證了該技術(shù)對(duì)提升合龍段施工精度與結(jié)構(gòu)受力均衡性的積極作用。未來(lái)應(yīng)結(jié)合BIM逆向建模、智能傳感器網(wǎng)絡(luò)等數(shù)字化手段，構(gòu)建施工全過(guò)程動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)，同時(shí)加強(qiáng)多物理場(chǎng)耦合作用下的合龍段變形機(jī)理研究，為提升橋梁施工質(zhì)量與服役性能提供更完善的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]莊艷偉，石虎強(qiáng).大跨度剛構(gòu)橋多跨一次性合龍施工技術(shù)研究與應(yīng)用[J].公路，2020，65（1）：134-140.

[2]祁超賢，王仁民，王海俐，等.基于單點(diǎn)頂推的雙幅六跨剛構(gòu)橋一次性合龍關(guān)鍵技術(shù)研究[J.建筑施工，2024，46（6）：895-898

[3]譚冬蓮，林新元，張凱，等.大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋一次合龍技術(shù)研究[C].中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)橋梁及結(jié)構(gòu)工程分會(huì)，2012（5）：541-545.

[4]馬玉榮，陳海波，呂改鋒，等基于一次性合龍方式的多跨連續(xù)剛構(gòu)橋梁頂推力J.沈陽(yáng)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018.30（4）：319-325

[5]苑輝，杜孟翔.連續(xù)剛構(gòu)橋梁一次性合龍關(guān)鍵技術(shù)研究J].施工技術(shù)（中英文），2021，50（17）：56-59

[6]解亞?wèn)|，王少輝，呂志強(qiáng)，等.多跨連續(xù)剛構(gòu)橋邊中跨同時(shí)合龍關(guān)鍵技術(shù)[J].中外公路，2021，41（5）：85-89.