大连湾特大桥变截面箱梁挂篮合龙段施工方法

吴成程

(中铁九局 大连工程处，辽宁 大连 116001)

1 工程概况

沈大与大庄高速公路连接线工程路线起于土城子村北约600 m处，与大连土羊高速公路相接，跨越长大铁路金州编组站，与大庄高速公路延伸线对头相接于大连市开发区赫山西路与淮河西路交叉口北。本次施工范围为连接线二标段跨金州铁路编组站部分悬浇箱梁施工。上部结构由(45+70+70+45)m和(48+72+48)m两联预应力混凝土连续箱梁组成。桥梁全长398 m，顶板宽12 m，底板宽8 m，顶板厚25 cm，底板厚30～100 cm，标准腹板厚50 cm。梁底下部按二次曲线变化，跟部梁高4 m，跨中梁高2 m。上部结构施工采用悬灌施工工艺，共10个T构。每个T构单侧悬浇段数为8段，第9段为2 m长的合龙段。本工程技术控制的关键在于悬臂施工的高程监控。

2 预应力施工控制

为了保证中跨和边跨合龙段高标准、高精度的合龙对接，要求从0号段开始控制好每一个悬浇段。

2.1 模板及挂篮预压

悬臂浇筑施工0号段一般为搭设支架现浇。为了确保0号段两端1和1′截面满足施工高程，应先进行支架下方地面硬化并搭设支架，然后按照要求组装整体钢模板并调整底模高程。为了减少因支架非弹性变形及地基沉降带来的偏差，须用沙袋预压底模板，预压时长为5～7 d，预压重量为箱梁0号段吨位的一半，届时派专业测量人员每天进行沉降观测并做好记录。

支点0号段混凝土强度达到100%时需张拉该段预应力筋，要求张拉前和张拉后分别对0号段两端1和1′截面进行高程观测并做好相应记录(每个截面设置7个水准观测点和7个应变计)，将测量数据与理论数据进行比对，以便用桥梁设计软件调整下阶段立模高程(推荐使用同济大学开发的桥梁博士软件计算)。

0号段施工完成之后，开始对称安装两套挂篮，并用沙袋或水箱(袋)同步对挂篮进行预压测试。挂篮测试是在静态荷载下，对其主桁进行挠度观测。目的在于消除挂篮的非弹性变形和确定弹性变形的曲线值，以利于箱梁悬浇高程控制。预压重量不少于1.1倍的结构物自重。预压前，设置变形观测点，作好标识，作好第一次初始数据的测量与记录，然后分5级加载和5级卸载，分别作好观测数据记录并进行整理分析，得出挂蓝结构的非弹性变形值及弹性变形值，为后续施工提供技术参数。

2.2 预应力施工控制

悬浇连续箱梁预应力施工是控制合龙段精度的关键，也是连续箱梁施工的重要工序，需要从原材料、施工工艺及过程全面监控。

1)预应力原材料检验的控制

①预应力筋进场时，应按现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》GB/T 5224等的规定抽取试件作力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。检查数量按进场的批次和产品的抽样检验方案确定。检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。

②无黏结预应力筋的涂包质量应符合无黏结预应力钢绞线标准的规定。检查数量:每60 t为一批，每批抽取一组试件。检验方法:观察，检查产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。应注意的是:当有工程经验，并经观察认为质量有保证时，可不作油脂用量和护套厚度的进场复验。

③预应力筋用锚具、夹具和连接器应按设计要求采用。其性能应符合现行国家标准《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T 14370等的规定。

④预应力筋使用前应进行外观检查。其质量应符合:有黏结预应力筋展开后应平顺，不得有弯折，表面不应有裂纹、小刺、机械损伤、氧化铁皮和油污等;无黏结预应力筋护套应光滑、无裂缝，无明显褶皱。

⑤预应力筋用锚具、夹具和连接器使用前应进行外观检查。其表面应无污物、锈蚀、机械损伤和裂纹。

2)预应力施工数据控制

本工程预应力钢绞线采用高强度低松弛预应力束，强度等级为1 860 MPa。

腹板采用直径为32 mm的精轧螺纹钢筋，强度等级为780 MPa。

预应力施工为应力应变双控制，按照预应力束或钢筋在管道里面有效张拉长度△L为

式中，σ1——张拉起始端预应力束应力截面值;

σ2——张拉预应力束计算截面应力值;

L——张拉起始端至计算截面之间的长度;

k——单位延米管道安装局部偏差系数;

x——张拉端至计算截面之间的长度;

μ——管道摩擦系数;

θ——预应力钢束走向偏角(rad)。

一般预应力束布置为平曲线、竖曲线或平竖曲线同时出现，此时需要分段计算，每发生线路的变化，须分出一段;曲线部分应按照曲线要素计算曲线长度、转角。整根钢束累积张拉长度为各段长度之和。

张拉控制应力σk起始端为75%预应力束强度标准值σb，施工时为了减少张拉端锚具内缩引起的预应力损失，施工应力按照(1.02～1.05)σk进行张拉。

3)张拉方法控制

悬浇箱梁预应力施工一般为三向预应力体系，即横向预应力环箍(底板无黏结横向预应力、腹板预应力精轧钢筋、顶板横向预应力)、纵向预应力(腹板纵向预应力束、顶板纵向预应力、底板纵向预应力)。本工程张拉顺序为:①底板横向无黏结预应力束(单端锚固1φj12.7 mm沿桥轴向布设间距为0.5 m)。②对称张拉腹板预应力φ32 mm精轧螺纹钢筋。③张拉顶板横向预应力束(单端锚固3φj12.7 mm)。④对称张拉腹板纵向预应力束(两端锚固12φj15.24 mm)。

在张拉过程中，必须严格执行张拉顺序，且对称布设的预应力须对称张拉，以保证结构对称均衡受力，从而确保结构合龙段精确对接。

3 混凝土施工平衡控制

悬浇箱梁混凝土施工应做到对称平衡施工，尽量将施工机具、材料等荷载沿T构的两端对称堆放。本工程最大悬浇块体质量为56 t，加上混凝土浇筑时的冲击力作用及施工荷载，如果不控制浇筑的平衡性，会使悬臂两端发生超限高差，长时间作用会使先期浇筑的块体内产生内力变化，从而引起箱梁悬臂段挠度的变化，影响合龙段的对接精确度。

本工程浇筑悬臂块体时严格控制浇筑混凝土的数量，按照每2 m3一轮换对称浇筑的块体。经计算，如此浇筑混凝土悬臂块体时所产生的不平衡弯矩及临时挠度均在施工允许范围内，减少了因混凝土浇筑不平衡所致的合龙段对接偏差，提高了对接精度。

4 测量组织及技术控制

本工程根据施工环境及测量控制的要领，制订了以下监测内容:

①项目部成立桥梁监控小组，专门负责箱梁的监控测量工作，整理资料，并聘请九局高级工程师讲解监控重点。②项目部召开专门会议，强调监控重要性，总工程师组织编写监控方案，负责方案的实施。③购买精度更高的测量仪器，减小测量结果偏差，针对施工现场风速大的客观条件，小组制订措施，把5个主墩的监控控制进行了责任分工，尽量在风力较小的时候测量，遇大风时需多测几次，取其平均值，以消除误差，并要求时常检测测量仪器，以减少仪器误差。④购买一定数量的混凝土应变计，埋入各块体的截面中，随时观测箱梁应力情况。

5 临时锚固体系控制

临时锚固体系是悬臂箱梁施工重要的临时结构体系，其张拉锚固状况直接影响施工的安全及后期合龙段的对接精度。为了减少因其带来的偏差，要求0号块体桥面上的临时锚固墩，其强度及弹性模量两项指标均达到规范要求时，按照设计要求张拉临时锚固预应力钢绞线;两端挂篮安装完成后应再次进行张拉，并要求每推进一个悬浇段，张拉一次临时锚固体系，特别是存在较大纵坡的悬臂梁桥施工更应如此。这可避免因临时锚固预应力束松弛而带来悬臂端两侧的竖向位移偏差，保证合龙段的对接精度。

［1］杨仲杰，胡永，丁靖，等.超宽桥面部分斜拉桥合龙段施工技术［J］.铁道建筑，2007(6):26-28.

［2］雷俊卿主编.桥梁悬臂施工与设计［M］.北京:人民交通出版社，2000.