港珠澳大桥长跨墩顶块预制施工技术

梁丰，白建伟

（1.中交武汉港湾工程设计院，湖北武汉430070；2.中交二航局第二工程有限公司，重庆400012）

港珠澳大桥长跨墩顶块预制施工技术

梁丰1，白建伟2

（1.中交武汉港湾工程设计院，湖北武汉430070；2.中交二航局第二工程有限公司，重庆400012）

文章阐述了港珠澳大桥香港段接线高架桥工程180 m大跨度超高墩顶块预制项目中，墩顶块预制工艺方法和模板系统解决方案。通过大量引入液压同步技术，实现模板系统快速开/合模控制，提高了预制功效。通过实践证明，整套系统的可操作性强，自动化程度高，取得了很好的经济效益。

港珠澳大桥；节段梁预制；模板；施工技术；墩顶块

1 工程概况

港珠澳大桥跨越伶仃洋，东接香港，西接澳门，珠海。针对港珠澳大桥特定的质量要求（桥设计使用年限为120 a）和特定的施工环境要求，提出了“工厂化、大型化、标准化、装配化”总体要求。本项目依托局港珠澳大桥香港高架桥接线工程。港珠澳大桥香港高架桥接线工程西起粤港分界线，东至景观山隧道，全长9.3 km。其上部结构全部采用预制拼装混凝土节段箱梁。其墩顶块结构如图1所示。

图1 墩顶块节段梁结构图Fig.1Structure of segmental Beam of pier top block

2 墩顶节段梁预制关键技术分析

墩顶块节段梁预制是整个节段梁预制的基础，也是施工难度最大的关键节点。

2.1 墩顶节段梁结构特点

本项目墩顶块由3榀梁段组成，节段梁自身为非对称结构，其主要结构特点如下：

1）节段高/长比大，稳定性差，梁高/梁长= 10.23/3=3.4/1；

2）SOP-A两侧有凸起三角齿，需一次浇筑；

3）内腔结构复杂，为多隔板多腔室结构；

4）内腔腹板和隔墙均存在大面积剪力键结构；

5）预应力管道复杂。

2.2 预制工艺分析

本项目墩顶块由3榀梁组成，分别为SOP-A，SOP-B，SOP-A组成，由于墩顶块自身结构不对称，为提高预制功效，布置2个墩顶块预制台座，分别用于两侧SOP-A的预制，SOP-A预制拟采用两侧布置端模及端模架，两侧端模架通过精轧螺纹钢筋对拉，形成抱箍体系，SOP-A的预制总体布置如图2所示。

图2 SOP-A预制总体立面布置图Fig.2SOP-A prefabricated general layout

SOP-A预制完后，通过龙门吊将SOP-A转移到SOP-B预制台座，利用两个SOP-A作为匹配梁，进行SOP-B预制，即“ABA”预制工艺，为国内外首次使用，总体布置如图3所示。

2.3 SOP-A墩顶块预制

SOP-A墩顶块预制模板系统包括端模及端模架、外模及外模架、底模及底模架、内模、液压内模台车、抱箍体系等。其预制重点难点如下：

1）实现模板系统快速开/合控制和精确调位；

2）保证内腔大面积齿块模板顺利脱模；

3）实现端模剪力键与梁段的分离。

2.3.1 外模及外模架

外模的面板为10 mm钢板，次梁为[14a，外模架是由2[]25a，2[]20a，2[]14a等焊接而成。为实现外模系统快速开/合控制，外模及外模架在腹板段采用一体式结构。翼缘段，为便于管线槽的脱模，外模和外模架采用分离式结构。其单侧外模结构如图4所示。

外模及外模架通过液压油管进行合模，大范围调整就位后，通过调节丝杆进行微调定位，然后需给对拉螺杆施加预紧力，单根预紧力控制在100 kN，通过此方法，足以使模板的变形控制在1.5 mm以内，满足英标和香港规范要求。

图3 SOP-B预制总体布置图Fig.3SOP-B prefabricated general layout

图4 外模及外模架总体结构布置图Fig.4Overall structure layout of outer mold and support frame

2.3.2 内模及液压内模台车墩顶块的内模包括隔墙模板，两侧腹板模板和剪力键模板。模板面板为6 mm的正平板，次梁为[8，主梁为2][14a，其横断面布置如图5所示，纵断面布置如图6所示。

图5 内模系统横断面图Fig.5Cross-sectional view of the internal mold system

图6 内模系统总体布置图Fig.6Internal model system layout

液压内模台车为3层桁架式结构，桁架主要由HW400x400，HNM588x300，HW200x200，[20a，[14a等焊接而成。液压台车通过伸缩臂，液压油缸和调节丝杆与内模和内隔墙模板连接为一体，通过液压油缸整体进行模板的开/合。

2.3.3 端模及端模架

端模架由型钢和槽钢焊接成桁架结构，通过焊接与地基连接，端模和端模架之间通过油缸和调节丝杆连接，其总体布置如图2所示。

两侧端模架安装就位后，通过对拉螺杆连接形成抱箍体系，以承受混凝土浇筑产生的侧压力。

为保证端模剪力键与梁段顺利分离，本项目采取的措施是将梁段固定不动，通过同步液压油缸牵引端模，使其顺利分离。

2.4 SOP-B墩顶块预制

根据2.2节预制工艺分析可知，SOP-B预制重点难点如下：

1）保证SOP-A的精确调位；

2）保证SOP-A与SOP-B顺利分离；

3）保证SOP-A在浇筑SOP-B时不跑位。

为保证SOP-A精确调位，在底模支撑架上面布置4套三向千斤顶，千斤顶主顶自带机械锁，横向和纵向配置机械锁紧装置，待梁段精确调整就位后，分别利用定位锁紧。

为保证SOP-A与SOP-B梁段平稳顺利分离，采取将SOP-B固定，通过操作SOP-A底部的三向千斤顶纵向油缸，同时通过设置在SOP-A顶部的丝杆辅助作用，以达到平稳分离。

为保证在进行SOP-B浇筑时SOP-A梁不跑位，在SOP-A梁后端侧设置支撑架，其结构如图7所示。

图7 SOP-A支撑架结构总图Fig.7SOP-A support frame structure

3 结语

本预制工艺首次解决了大跨度复杂墩顶块箱梁预制难题，通过将传统的短线法模板进行优化创新，引入全自动步履式行走机构和同步液压控制技术，大大提高了预制工效，降低了生产成本。为后续类似工程提供技术支持和丰富的施工经验，尤其是在大跨度变截面箱梁施工中具有广阔的应用前景。

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Prefabricated construction technology for long-span pier top block of HZMB

LIANG Feng1,BAI Jian-wei2
（1.CCCC Wuhan Harbour Engineering Design and Research Co.,Ltd.,Wuhan,Hubei 430070,China; 2.China Communications 2nd Navigational Bureau 2nd Engineering Co.,Ltd.,Chongqing 400012,China）

Based on the 180 m long-span ultra-high pier top block prefabricated project in the wiring viaduct project at the Hongkong section of the Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge,we introduced the pier top block prefabrication technology and the formwork system solution.Through the introduction of a large number of hydraulic synchronization technologies to achieve rapid template system open/close mold control,and improve the prefabricated efficacy.The practice shows that the whole system has high operability,high degree of automation,and has achieved good economic benefits.

Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge;segmental beam precast;formwork;construction technology;pier top block

U655；U445.4

B

2095-7874（2017）05-0077-05

10.7640/zggwjs201705017

2016-10-12

2016-11-25

梁丰（1982—），男，湖北咸丰人，硕士，工程师，机械电子工程专业。E-mail：155261748@qq.com