箱梁合拢段施工技术探讨

2012-12-30赵静萍

中国新技术新产品 2012年9期

赵静萍

（河南省路桥建设集团有限公司，河南商丘 476000）

1 工程概况

该主桥上部结构为43m＋76m＋43m三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，主梁截面为单箱双室箱梁，单个箱体顶板宽23.55m，厚0.28m，设2%的横坡；底板宽15.55m，厚度为0.25～0.75m，按二次抛物线渐变，箱梁根部梁高4.35m，跨中梁高2.1m，腹板厚度0.52～0.70m，仅在1/4跨以后1个节段至主墩段及边跨现浇段腹板加厚，渐变段按直线渐变；翼缘板悬臂长为3.0～5.0m，端部厚0.2m，根部厚0.6m；合拢段长度为2m，东西两幅各有两个边跨合拢段、一个中跨合拢段，合拢段混凝土数量为30.54m3，重量为79.4t。

2 合拢前的准备

时间区段的选择：各合拢跨合拢前，应对主梁的梁顶高程、桥轴线和桥长进行联测，观测气温变化及气温引起的梁体竖向和水平向相对位置变化的关系，连续观测时间不小于48小时，以确定浇筑合拢砼的时间区段。

吊篮安装：本桥合拢段长均为2.5米，均采用“吊篮法”施工，即利用吊杆将底篮悬挂在合拢段两侧的箱梁顶板和底板上，在底篮上铺设底模和架设内、外侧模，进行合拢段箱梁的施工。

劲性骨架的安装：按设计合拢温度及张拉预应力后弹性压缩进行约束锁定（预埋型钢支架进行焊接）。在锁定前，应用千斤顶和顶支架将梁段顺桥向预顶，如果设计有要求，应按设计要求办理。锁定后，撤除千斤顶，再复测合拢段长度、高程。在锁定的同时，应释放被临时固定的活动支座，体系进行转换。合拢前应在两悬臂端加平衡重，并在混凝土浇筑过程中逐步撤除，使悬臂挠度保持稳定。

3 总体施工安排

箱梁的合拢过程为结构的体系转换过程，是控制全桥施工的关键工序。根据设计及施工现场的实际情况，边跨合拢段采用搭设支架施工，中跨合拢段采用挂篮的外模与底模板作为吊架进行施工。全桥箱梁合拢顺序为边跨至中跨对称对行，即先边跨合拢，再中跨合拢。由于边跨6#块、边跨现浇段和边跨合拢段均在支架上进行，支架承载能力较强，可视为刚性支承。边跨合拢段处于相对稳定状态，浇筑边跨合拢段混凝土对边跨现浇段和边跨6#块相对变形和受力较小，故边跨合拢段不设置施工荷载平衡压重，仅在中跨合拢段进行施工荷载平衡压重。

4 边跨合拢

箱梁的合拢是控制主桥受力状况和线形的关键工序，因此箱梁的合拢顺序、合拢温度和工艺都必须严格控制。

在6#块张拉、孔道注浆完成，且边跨现浇段混凝土达到85%强度后，即进行边跨合拢施工。边跨合拢施工工序如下：

4.1 清除桥面荷载

在合拢段施工前，将桥面上不必要的施工荷载清除，一时无法清除的施工荷载可移至0＃块上，使桥面上的施工荷载处于相对平衡状态。

4.2 支架搭设、模板安装及钢筋施工

边跨合拢段支架搭设、钢筋加工与绑扎、模板的安装与其它边跨支架节段的施工工艺均相同；不同之处就是边跨合拢段支架顶部铺设纵向方木，在方木顶部横桥向密铺Φ50钢管，然后再在钢管上铺设纵向、横向方木、底模，确保支架与与箱梁底板之间通过钢管的滚动能相对移动，使边跨合拢段能随先浇筑成型的T构自由伸缩，避免边跨合拢段底板混凝土拉应力过大而产生裂缝。

4.3 合拢锁定

合拢锁定为内刚性支撑，内刚性支撑型钢骨架采用与箱梁端部预埋钢板焊接形成锁定。合拢口标高达到监控及设计要求后，进行合拢劲性骨架的锁定。首先将内刚性支撑全部进行单端焊接，然后在当天温度最低时集中数台电焊机，同时进行内刚性支撑焊接锁定，要求最短的时间内同时完成焊接。

4.4 混凝土施工

合拢段混凝土的浇筑选取在选择在温差较小的阴天且气温最低的夜间进行,采用微膨胀混凝土。浇注顺序先底板、腹板、顶板，中间向两端浇注进行，合拢段的砼浇注时间尽量短，控制在3h内浇筑完毕，在合拢段混凝土浇注完成后，但其还未达到足够强度以前，为避免日照引起温升加剧，造成合拢段混凝土产生收缩裂纹，在混凝土表面覆盖土工布，由专人负责不间断喷水7天，使合拢段混凝土保持湿润状态。同时为避免因日照引起梁顶与梁底温差过大，对与合拢段相邻的其它节段的混凝土顶板表面也予以不间断喷水降温，减小温度变形。

当合拢段混凝土的强度达到90%以上且龄期不小于7天时，即可按设计张拉顺序进行张拉。即先张拉纵向束，再张拉顶板横向筋。

5 中跨合拢

5.1 解除临时固结

待边跨合拢段张拉、孔道灌浆完成，且临时墩及临时支座拆除后进行中跨合拢施工。中跨合拢施工工艺流程如下：

边跨合拢→边跨合拢段预应力张拉、压浆→现浇段支架的拆除→临时墩的拆除→临时支座的拆除→中跨合拢→中跨合拢段预应力张拉、压浆→挂篮吊模架拆除。其中临时墩的拆除原则是：对称进行，先拆除两边墩，后拆除中间墩；临时支座拆除原则是先边墩后中墩。

5.2 调整标高

合拢施工前对全桥标高进行测量，测量合拢段两端高差（相对）是否超过2cm，若超过则根据标高相差大小，在悬臂端进行采用砂袋荷载压重进行标高调整，砂袋压重必须待合拢段预应力钢绞线张拉后才可清除。

5.3 合拢段施工荷载的平衡

调整悬臂端合拢施工荷载采用在中跨6号段端部砖砌筑水池盛水进行荷载平衡，根椐合拢段混凝土重量确定水池容量。在合拢段浇注混凝土时，按比例同步放出水池内同等重量的水，使合拢段两端高差始终控制在允许范围（在5mm以内），使合拢段施工荷载不引起竖向附加应力。

5.4 合拢吊架安装

中跨6号段预应力张拉、孔道灌浆后，将其中一套挂篮主桁、底模及侧模整体向后移回0号段附近，尽量减小中跨合拢段顶多余的施工荷载。由于挂篮前吊带受到对面6号段混凝土箱梁阻挡，按照以下步骤进行挂篮底模、侧模的移动与锚固，实现挂篮模板系统前、后吊点的受力转换。

5.4.1 通过吊具（带滚轴）、精轧螺纹钢将外模吊梁前吊点由固定联结转换为活动联结。此时外模吊梁前、后吊点均为活动联结。用手动葫芦拖动左右两侧外模吊梁前移至对面6号段顶板预留孔（垂直投影）位置，利用精轧螺纹钢进行外模吊梁前吊点受力转换。

5.4.2 底模前底横梁、后底横梁通过钢丝绳与外模吊梁联结，由外模吊梁承受底模荷载，拆除挂篮主桁架与底模之间前、后吊点的约束联系。

5.4.3 用手动葫芦拖动左右两侧外模吊梁同步前移，带动模板系统前移，直至模板系统重心与合拢段混凝土重心重合，采用精扎螺纹钢将挂篮底模、侧模锚固（通过在底板、顶板事先精确预留的孔洞）在中跨6号段。然后将挂篮主桁架移回到0号段顶。

5.4.4 合拢锁定、钢筋、波纹管、钢绞线安装

中跨合拢锁定施工步骤、要求同边跨合拢锁定相同。绑扎底板与腹板钢筋，波纹管安装及连续束钢绞线穿设，安装内模，绑扎顶板钢筋，安装顶板预应力管道，预穿钢绞束,仔细检查波纹管是否有漏洞，接缝处是否缠绕是密实，并检查刚性支承端焊接质量。对砼施工缝进行认真处理后，即可进行合拢钢筋的绑扎及预应力管道安装，由于合拢段钢筋、预应力管道密集，并且又增加了横隔板及劲性骨架因此应特别注意预应力管道的定位和密封，确保管道畅通。由于合拢段预应力钢束管道内不能穿衬管，为了确保施工的安全考虑，采用先穿束的方式。

5.4.5 中跨合拢段的临时锚固

在中跨顶推力撤除后应立即进行临时锚固（防止温度变化将合拢段劲性骨架焊缝拉裂），可分别对称张拉顶板、底板临时锚固索（顶板两束，底板两束对称布置），张拉力为设计张拉力的30%即可，作为中跨合拢段的临时锚固体系。使骨架受压，防止中跨合拢段砼在浇筑完成后，连续钢束张拉之前砼开裂，之后现浇合拢段砼。

5.4.6 合拢段混凝土浇注

中跨合拢段混凝土的浇筑、养护同边跨混凝土浇筑施工步骤基本相同。在灌注过程中安排专人间隔来回拉动钢绞线，防止一旦漏浆结成硬块堵塞波纹管，振捣棒不允许触及波纹管道，以防波纹管道进浆，砼灌注完后，顶板砼表面收浆二次并压平，及时做好箱内外温度观测，做好记录。当合拢段混凝土的强度达到90%以上且龄期不小于7天时，即可按设计张拉顺序进行预应力张拉。