大跨度悬浇连续梁合拢段施工

王海川

摘要：本文介绍了六沾铁路复线天生峡双线特大桥连续梁合拢段施工，从温度、线形、混凝土配合比、压重等几方面进行控制，取得了比较好的效果。

关键词：悬浇；连续梁；合拢；施工；控制

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1 概述

沪昆铁路六盘水至沾益段天生峡双线特大桥主桥最高墩为73m（4#墩），上部构造为(68+2×128+72m) 4孔预应力混凝土连续刚构，梁体为单箱单室、变高度、变截面箱梁，梁体全长397.6m，混凝土悬灌最大节段重量为2048kN。连续梁结构见图1.1所示。

图1.1天生峡双线特大桥连续梁结构示意图

2.合拢段施工控制技术

2.1 总体施工方案

2.1.1 中跨合拢

连续梁采用悬臂浇筑法施工，根据设计要求，合拢顺序采取先中跨合拢，结构由双悬臂状态变成单悬臂状态，最后边跨合拢，成连续受力状态。本桥中跨合拢段为2m。合拢时4#墩挂篮对称向内收拢，合拢段侧模分别采用3#墩和5#墩挂篮侧模，内模及底模采用木胶板。合拢前两个16#节段必须多次测量，高程如果跟设计误差太大，必须加载两端尽量控制在1cm之内。利用N36、N37钢束为临时锁定索，张拉至20%。根据合拢段重量的一半，用水箱分别在两端悬臂端进行压重平衡。

2.1.2 边跨合拢

按照设计要求，结合现场实际情况，边跨合拢采用悬臂延伸边跨的施工方案。合拢施工顺序为：先移动3#墩小里程方向挂篮就位→安装2#墩上永久性支座（注意安装支座防护罩）→调整挂篮上吊杆和模板到位→铺设墩顶上底模支撑和底模板(支座上板处留空）→外侧模板就位→绑扎底腹板钢筋并敷设波纹管→安装内模板→绑扎顶板钢筋并敷设波纹管→安装端模板→检查尺寸并测量顶面标高→确认无误后加固模板→灌筑混凝土→混凝土养生达到设计要求强度等级和弹性模量→拆除模板→张拉压浆→张拉束端头封锚。

2.2 施工控制

2.2.1 混凝土配合比设计

合拢段混凝土比梁体提高一个等级，采用微膨胀早强混凝土，做特殊配合比设计。严格控制用水量，以减少砼的收缩影响。合拢砼尽量提高砼的早期强度，达到抵抗外界因素引起的合拢段内力超过砼同期的拉、压强度。

2.2.2合拢段施工控制措施

施工监控是挂篮施工的重要环节，在合拢前（尤其是在后3节段），对箱梁顶面标高及轴线进行联测，并连续观测气温变化及梁体相对标高的变化轴线偏移量，观测合拢段在温度影响下的梁体长度变化，连续观测时间不少于48h，观测间隔根据温度变化和梁体构造而定，一般可间隔中3h观测一次。及时收集荷载变化与挠度变形的关系（挂篮移动前后，张拉前后，砼浇筑前后），高程偏差应与现浇段梁进行对比，及时调整，避免合拢高差超过要求而难于控制梁面平整度。

2.2.3 温度场建立

边、中跨合拢前5d均必须建立准确的温度场。中跨最后梁段施工完成后，派专人连日（每天每隔1h一次）观测昼夜的温度场变化（每小时记录夜间温度），同时密切关注温度与合拢高程、合拢长度变化的关系。选择原则：一天中最低气温，温度变化幅度最小时段，且在未来的3d内均不会有较大的温度变化，温度变化幅度在10℃以内。

2.3 合拢施工

全桥必须同时均衡对称合拢。必须清除T构上不必要的施工荷载，T构上的施工荷载应处于相对平衡状态，合拢时也必须对称同步进行，避免在合拢段端部造成相对变形，影响产生次内力和合拢精度。在浇注过程中需要调整两悬臂段合拢施工荷载，使其变形相等，避免合拢段产生竖向应力。中跨合拢梁段采用合拢吊架施工，合拢吊架采用精轧钢做吊杆，侧模模板采用施工挂篮的侧模模板，内模及底模采用木胶板。

2.3.1 模板系统安装步骤

（1）挂篮行走1.5m后再将外滑梁行走至另一端16#节段上，用吊杆固定,然后将外模拉到位。

（2）底模在两节16#节段端头各预埋7根φ50钢管，用精轧钢做吊杆，底模横梁采用I25工字钢双根并置，纵梁腹板下方采用I18工字钢两根并置，其余部位可与采用I16工字钢，上铺10×10方木，再铺1.5mm竹胶板，底模纵横梁必须焊接，方木与纵梁用铁丝捆上，以便底模整体拆除。

（3）内模采用I16工字钢双根并置作为纵梁，两根纵梁在16#节段顶板端头预埋吊孔，用￠32精轧钢为吊杆，内模架采用挂蓝内模架。

中跨合拢段底模系统纵断面图见图2.3.1所示。

图2.3.1中跨合拢段底模系统纵断面图

2.3.2 合拢压重方案

连续梁中跨合拢段混凝土方量为：25.4m3，按一方混凝土配2.65m3水计算，则每边需配水重量：

（式2.3.2）

压重采用水箱压重，水箱置于桥面，水箱采用现场原有旧平钢模焊接，考虑到模板自重，水箱尺寸为6m（宽）×3m（长）×1.5m（高），总共4个水箱。中跨合拢段压重时，每个悬臂端放置2个。

在中跨合拢段施工时，中跨合拢段压重水箱均按照设计蓄水，浇筑砼时，合拢段两个水箱同步放水，以保持悬臂端高程不发生变化。

见图2.3.2所示。

图2.3.2中跨合拢段压重图

2.3.3 合拢段锁定设计与施工

合拢前使悬臂端与边跨等高度现浇临时连接，尽可能保持相对固定，以防止合拢段混凝土在浇筑及早期硬化过程中发生明显的体积变化，锁定时间按合拢段锁定设计执行，临时“锁定”是合拢的关键，合拢“锁定”遵循又拉又撑的原则，即“锁定”包括劲性骨架施工和张拉临时预应力束。

在每个16#节段上预埋两排合拢段锁定钢板，每排4块，锁定时采用4米的挂蓝行走轨道。利用N36、N37钢束为临时锁定索，张拉至20%，再将梁体外支撑焊接在预埋钢板上。

焊接时每根劲性钢支撑均先提前焊接一段，另一端待合拢段混凝土灌注前一小时焊接完成。焊接前应保证人员设备等资源，焊接过程中快速进行作业，以保证在一个温度梯段内完成焊接。

钢板预埋位置及尺寸见图2.3.3-1、锁定平面图见图2.3.3-2所示。

图2.3.3-1钢板及钢管预埋图 图2.3.3-2合拢段锁定平面图

2.3.4 合拢段混凝土施工

合拢段浇筑混凝土过程中，选择在一天中气温较低时进行浇筑，可保证合拢段新浇筑混凝土处于气温上升的环境中，在受压的状态下达到终凝，以防混凝土开裂，混凝土的浇筑速度每小时10ｍ3小时左右，2～3h浇完。合拢段施工需要砼泵车1台，同时，为了保证快速完成，必须备用1台应急。

混凝土浇筑完成后，表面覆盖土工布进行养护。前三天是水化热的高峰期，采用温水进行湿润养护，其余时间采用喷淋保湿养护，累计养护时间为14d。

2.2 预应力施工

合拢段混凝土强度达到设计的90%，弹性模量达到设计的80%，且不低于5d龄期进行预应力施工。

2.3.6 体系转换施工

体系转换步骤及方法：

（1）边跨合龙及支座转换

边跨合龙段是利用边跨直线段延长支架上立模灌注混凝土；待混凝土达到设计强度后张拉部分钢绞线束，然后拆除边跨支架和模板。3#、4#、5#号墩墩身经过临时支座与梁体固结，构成T 型刚构体系。

先将永久支座抄死，后拆除临时支座，即将活动支座临时变成固定支座，抄死后，必须保证在梁体自重的用下，支座能水平移动。

抄死的方法：将活动支座的顶、底板在顺桥向的两侧用钢板临时焊接，形成固结的约束。

（2）调整悬臂端高程

在桥台上设置千斤顶，利用千斤顶的起落，使梁的悬臂端或升或降，使其支座两侧悬臂标高相吻合（或符合纵向要求）。

（3）现场体系转换

按照设计要求，施工完18a段和19a后，解除3#墩0#块临时支座；施工完18b和17f后，解除4#墩0#块临时支座；施工完19f后解除5#墩0#块临时支座，至此完成梁体受力体系的转换。

3 取得效果

天生峡双线特大桥是六沾铁路复线三大重点控制性工程之一，为全线最高、跨度最大桥梁，也是全线唯一的悬浇梁。施工中，通过优化挂篮结构、精确线形控制、严控预应力张拉及真空压浆、细化合拢段各关键工序等方案的实施，大桥精确、顺利合拢，中跨合拢段最大两悬臂端相对高差5mm、中线偏差4mm，精度完全满足规范要求。既保证了施工质量安全，又节约了投资。各方对工程质量、进度给予了高度评价，多次受到通报表扬，为企业赢得了良好的声誉。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。