悬灌连续梁合龙段施工和控制要点

王开文

(中铁十二局集团市政工程有限公司，广东珠海519000)

1 工程概况

广珠城际轨道交通工程金鼎2#特大桥位于海塘区，施工范围内淤泥较深。主桥为(48+80+48)m连续梁(13#～16#墩)，主桥现浇箱梁采用C55混凝土，预应力采用三向预应力体系，采用挂篮法施工。箱梁横截面为单箱单室斜腹板，顶宽11.6m，底宽5.43～6.63 m，14#、15#墩中支点处梁高5.30 m，边跨直线段和跨中处梁高3.20 m。全桥共分47个梁段，其中0#块长为11.0 m，一般梁段(1#～10#)长分成3.0～4.0 m，合龙段长2.0 m，边跨直线段长5.6 m。

2 总体施工方案

0#块采用钢管和工字钢支架现浇施工。边跨直线段采用钢管桩基础和碗扣钢管满堂支架现浇施工。一般梁段采用菱型挂篮对称悬臂浇筑。合龙梁段利用挂篮平台进行现浇施工，合龙顺序为先边跨，后中跨。

2.1 0#块施工

连续梁0#块支架基础落于自身承台和两侧增设的钢筋混凝土扩大基础上。承台施工完毕后，在承台四周(0#块范围内)挖除淤泥，换填2.5 m厚碎石类填料，压路机碾压密实，实测地基承载力满足要求。

支架平台结构为:在中墩每侧横向设2排400×10钢管立柱，每排4根钢管，每根钢管立柱支撑在承台和钢筋混凝土扩大基础上，每排立柱上加设斜撑体系;在钢管立柱顶横向架设I50a工字钢，再在I 50a工字钢上纵向布置I 36a工字钢;其上铺设5 cm×10 cm方木和1.5 cm厚竹胶板底模。混凝土浇筑前对支架按120%重量预压，消除塑性变形，预留弹性变形。

2.2 边跨直线段施工

边跨直线段采用满堂支架法施工，支架受力传递在承台和钢管桩基础上。承台施工完毕后，基坑及时回填密实，基坑外打单排400×10钢管桩，计5根;钢管桩顶横放I28a工字钢，其上与承台间按间距60 cm摆放I 22a工字钢;其上搭设碗扣钢管满堂支架，纵向间距90 cm，横向间距60 cm，步距120 cm，支架上纵向布置12 cm×14 cm方木，横向布置5 cm×10 cm方木，底模用1.2 cm厚竹胶板铺设。混凝土浇筑前对支架按120%重量预压，消除塑性变形，预留弹性变形，确保线形符合要求。

2.3 合龙段施工

合龙段施工是连续梁悬臂施工和体系转换的重要环节，施工必须满足受力状态的设计要求和保持梁体线形。该连续梁共有3处合龙梁段，使用挂篮进行合龙施工，合龙顺序为先边跨后中跨。边跨合龙段混凝土浇筑后，张拉边跨预应力束，解除主墩顶临时固结，使悬臂T构变为简支结构;中跨合龙后，使两个简支结构形成一个连续梁，完成两次体系转换。

3 合龙段施工和控制要点

合龙段处于挂篮上悬臂端，受温度变化、日照、风力等影响，会发生轴向伸缩、竖向绕曲及水平向偏移变形。在预应力钢筋张拉前，尤其是混凝土浇筑早期，这些变形会导致合龙段混凝土开裂，施工中必须严格控制。本桥合龙段施工正处于夏季，过程中各方面控制尤显重要。其中主要采用两种方法来进行控制:一是采取外部型钢支撑的办法，以承受温度升高使梁纵向伸长产生的拉应力，二是临时张拉部分纵向预应力束，以预压力来抵消两端因温度降低而缩短所产生的应力;同时做好必要的辅助工作。

3.1 合龙施工主要步骤

(1)焊接外部型钢支撑和张拉临时束，对边跨合龙段进行临时锁定。

(2)浇筑边跨合龙段混凝土，张拉边跨预应力束，解除临时锁定。

(3)边跨直线段支架卸落，拆除中墩临时固结，并对中墩顶永久支座进行限位。

(4)焊接外部型钢支撑和张拉临时束，对中跨合龙段进行临时锁定，解除中墩永久支座限位装置。

(5)浇筑中跨合龙段混凝土，张拉中跨预应力束。

(6)按设计要求依次对称张拉连续梁预应力束，拆除模板和挂篮，完成体系转换，最后形成连续梁结构。

3.2 合龙段施工工艺

(1)清理梁上不必要的材料和设备等。

(2)合龙段两端的节段均施工完毕后，前移挂篮到位，调整挂篮的中线位置和高程。

(3)开始安装合龙段底模、侧模，在模内按设计图加工及安装钢筋、波纹管和立内模等。

(4)进行合龙口临时锁定。按设计要求在腹板两侧的顶板和底板顶面预埋钢板，梁体内埋设加强钢筋，采用双排槽钢与预埋钢板焊接。同时释放边墩永久支座的临时约束，使梁一端在合龙口锁定连接下能沿支座自由伸缩。

(5)按设计要求张拉4束临时束(2T10、2B8)，张拉力均为1000 kN。临时张拉束对称布置在底板、顶板最外侧。

(6)梁体配重。若合龙段两端标高偏差在15 mm以内，则不用配重，若标高差在15 mm以上，则在T构两侧压配重。本梁采用在T构两侧各堆放22 t重的砂袋进行配重，过程中随边跨合龙段浇筑混凝土的重量，同步减去边跨侧砂袋的重量，保持T构两侧力矩平衡。

(7)在一天之中最低温时浇筑合龙段混凝土。

(8)混凝土养护。待混凝土强度、弹性模量达到设计要求时，拆除内外模板，将临时束张拉至设计吨位，并按照设计要求张拉相应预应力束，并拆除外部支撑和挂篮。

(9)拆除边跨直线段支架和中墩处临时固结，并对中墩永久支座进行限位锁定。

(10)边跨合龙后，即可进行中跨合龙段的施工。因中跨两梁段上的挂篮非常接近，可同时利用两挂篮进行中跨合龙段的施工。施工与边跨合龙基本相同，采用加设外部临时支撑锁定、张拉临时预应力束和合龙梁体两端配重及换重，注意在合龙口锁定后，解除中墩永久支座的临时约束。

3.3 合龙段施工注意事项

(1)合龙段在灌筑混凝土前一周，对桥梁高程、轴线和桥长进行联测，并观测这一周时间的气温数据，找出气温变化规律，确定一天中最低温度时间、恒温时间和升温时间，以便在低温及温度变化幅度小的时间内灌筑混凝土，合龙时间选择在凌晨的0时～4时。

(2)对合龙口两侧梁段接头处凿毛，将面层的砂浆凿去，露出新鲜的骨料面，注意不要碰坏钢筋、管道及预埋件等。凿完后用水将凿毛面冲洗干净，在浇筑合龙段混凝土前，使凿毛面充分吸水，但余留水分不要太多，以保证不会出现由于新旧混凝土接头不良引起的裂纹。

(3)合龙口型钢支撑和临时束的张拉力必须严格按要求进行。刚性支撑锁定时间根据连续观测结果确定，在梁体相对变形最小和温度变化最小的时间区段内，对称、均衡、同步锁定。临时型钢支撑可在任何时间段焊接支撑的一端，在一天温度较低时快速焊接支撑的另一端。为减少锁定时间，在锁定前，完成合龙临时束张拉的准备工作(如安装临时束锚具、千斤顶等)。待刚性支撑焊完后，在1 h内张拉完全部合龙临时束。

(4)纵向预应力筋在混凝土浇筑前将其全部穿入。为防万一，在合龙段相邻两侧梁段施工时，分别在其波纹管道上预留压浆管道。

(5)为了减少混凝土浇筑时的挠度变形，保证混凝土质量，在合龙段两端配重。浇筑混凝土过程中，及时将每级卸下的配重移至0号块后再卸至桥下。

(6)合龙段混凝土的配合比试验要专项设计，采用微胀、早强混凝土。施工时，外加剂的掺量必须准，混凝土根据底板、腹板和顶板不同部位而选用不同的坍落度，以便混凝土能顺利入模，混凝土浇筑完及时加强养护，防止发生裂纹。

(7)合龙段混凝土浇筑应选在日温差较小的阴天，一天中日气温最低，温度变化幅度小之时快速、连续进行浇筑混凝土。浇筑完正值气温上升为最好。

(8)合龙段混凝土施工前一天和合龙段混凝土浇筑完成后，安排专人在全桥范围内全天连续7 d洒水降温，加强保湿养护，并将合龙梁段及两悬臂端进行覆盖降低日照温差影响，并适时在箱体内洒水养护。

(9)临时张拉的预应力筋不准误切割，待合龙混凝土浇筑完后还要进行补拉。

(10)按设计要求，先顶板后底板再腹板，先长后短，先边跨后中跨的顺序，依次对称张拉连续梁预应力束。

(11)桥梁悬浇施工中线形控制非常重要，只有预拱度设置合理才能使桥梁上部结构在经历施工、运营状态反复发生向上或向下形式挠度后，保证结构运营一段时间后达到设计所期望的标高线形。因此在悬浇施工阶段，对每个节段须准确设置预拱度。

计算预拱度值可按以下方面考虑:挂篮变形对该施工段的影响值(挂篮设计和加载试压后得到);本施工段及以后浇筑的各段对该点挠度影响值;本施工段纵向预应力束张拉后对该点影响值;由徐变、收缩、温度、结构体系转换、二期荷载、活载等影响产生的挠度计算值。据此来提供梁体各截面的最终挠度变化值，设置施工预拱度，调整每块模板安装时的前端标高。