奇龙大桥主跨合龙施工技术

(四川公路桥梁建设集团有限公司公路隧道分公司)

奇龙大桥主跨合龙施工技术

唐 勇

(四川公路桥梁建设集团有限公司公路隧道分公司)

奇龙大桥为跨径布置66+69+260=395m独塔空间双索面混合梁斜拉桥，主跨钢梁采用双边箱正交异性板箱梁，梁宽40.5m，合龙段长12m，重260t，采用两台桥面吊机抬吊施工。该桥主跨合龙段采用无温度效应单缝合龙施工方案，通过统计方法结合多方面因素进行综合考虑，精确计算合龙段长度，将合龙段在工厂进行精确匹配预制，设置顶推调整合龙口宽度，通过水袋配重动态调整标高及减小合龙缝附加应力，采用逐缝调整合龙缝宽度的方法对合龙段进行调整，最终顺利实现主跨的高精度合龙。实践证明，采用该合龙施工技术从根本上消除了温度效应，简化合龙段施工任务，提高合龙施工精度和质量。

混合梁；斜拉桥；合龙；顶推；配重

1 工程概况

奇龙大桥为主跨260m的混合梁斜拉桥，跨径布置为66+69+260m，采用塔梁固结体系。主梁由主跨钢箱梁和边跨混凝土箱梁组成，主梁的钢-混结合段设置在距PM3主墩以东13m处的主跨侧，结合面以东为钢箱梁，钢箱梁长247m,主梁高3.5m、宽40.5m。主跨钢梁共划分22个梁段，标准梁段长12m，主跨合龙段长12m、重260t。主塔为菱形桥塔，塔高142m，共设20对斜拉索,拉索采用低松弛高强度平行钢丝，最大索力达5655.7KN，最长达271.8m。该桥钢箱梁两岸支架M1-M6及M16-M22节段采用浮吊直接起吊放至落地支架后通过牵引到相应位置进行安装，跨河段采用桥面吊机悬臂拼装施工，混凝土箱梁采用在预制管桩基础上搭设钢管支架施工，全桥采用标高索力双控进行施工控制。主跨合龙段采用2台桥面吊机抬吊施工，主跨合龙是全桥施工控制的关键工序。

2 合龙方案

斜拉桥传统的温度配切法施工，合龙口宽度不能调节，当温度变化较大时，合龙段难以嵌入合龙口，另外合龙段在现场配切，几何尺寸精度难以保证，从而影响到合龙段的施工质量。

为克服温度合龙的缺点，通过施工现场实际情况及多方论证并结合以往桥梁施工经验，奇龙大桥采用无温度效应单缝合龙的施工方案。具体思路为： 整体对M16-M22梁段进行纵向顶推，保证合龙口能满足M15合龙段采取传统节段悬臂起吊，就位后进行M14-M15梁段H14环缝焊接，H14环缝焊接完成后再反向顶推M22-M16梁段至满足要求的缝宽后进行M15-M16梁段H15环缝焊接完成合龙。

图1 奇龙大桥总体布置图（单位：m）

3 关键合龙技术

3.1线型基础数据收集

为使M15节段配切长度准确，吊装后主桥线型与监控预期目标值吻合，在M15节段吊装合龙前提前3个节段，即M12—M14节段安装过程中进行基础数据收集及分析。数据收集包括两方面：

(1)每个节段在3个工况（吊装就位、斜拉索张拉完毕、吊机前移就位）下钢桥高程及端部桩号变化情况。测量时间均在一天中温度比较低且相对稳定，即晚上22:00至凌晨6:00时间段内完成。

(2)每个工况不同温度情况下钢桥面高程及端部伸缩量，在天气、气温基本相同条件下桥梁线型数据。测量时间除晚上测量外，在白天下午15:00~17:00进行一次测量。分析各节段实测数据与监控预期目标值的偏差情况，并初步推断M15吊装就位时桥面高程是否与监控预期目标一致，以便及时调整。

3.2合龙段长度确定

在H14安装完成现场焊接工作后，在晚上22:00点至凌晨6:00间，利用已经标定好的钢尺、弹簧秤、温度计等连续3天对M14与M16两钢梁间距进行精确测量，通过测量数据指导M15配切，裁剪时钢梁长度比理论计算合龙长度小20mm作为预留焊缝宽度。

3.3支架段钢梁整体纵向顶推

M15梁段起吊前将顺德岸支架上的M16-M22梁段纵向移动50mm(通过观测记录伸长值与钢材线膨胀系数进行比较，钢箱梁长度为234.3m，温差较大值8℃时进行计算，钢材线膨胀系数取值为1.2×10-5。ΔL=1.2×10-5×8℃× (157.5+76.8m)=0.0225m=22.5mm。由于M16-M22梁段位于支架上，支架对合龙口宽度有一定的影响，与实测的35mm变形值基本吻合，所以取值50mm)，待H14环缝焊接完成后再反向顶推M22-M16梁段至设计位置。

图2 钢箱梁顶推反力座示意图

钢箱梁顶推利用支点轨道工字钢内力抵消原则，在轨道上焊接2处2工32b工钢，工字钢端头焊接封头钢板20mm，焊缝宽度1cm，单侧工字钢焊缝长度60cm，钢箱梁底板焊接2工32b，型钢两端头焊接封头板。型钢反力座间净间距37cm，200T千斤顶高200mm，直径Φ220mm，千斤顶有效行程60mm。

轨道上摩擦力计算:

支架上钢箱梁总重1751T，轨道间临时支点采用不锈钢板减少摩擦力，钢板间的摩擦系数按0.15，fu=μGcosθ=0.15×1751×cos(0.2)=262.6T，纵向坡度为0.3%，则纵坡的斜坡夹角θ=0.2°。两侧轨道上各布置一台200T千斤顶，共400T满足纵移要求。

3.4合龙配重

按原设计焊缝在无应力状态下进行，作业条件下无法办到，采用水袋对M15梁段进行压重，白天随温度升高逐渐对水袋放水减载、夜晚随温度降低向水袋注水压重，以此尽可能减小温度变化造成焊缝附加应力及支架受力影响。

(1)配重以现场监控的温度变化进行调节，配重可以使M15#与M16#精确对接，通过计算配重水袋按最大容水量200T进行准备，根据现场实际情况进行配重调节。

(2)昼夜温差变化时需进行注水、放水，白天温度升高时，需进行放水减载，夜间温度降低时需加水压重，减小对焊缝及支架的受力。

图3 水袋配重布置示意图（单位：mm）

M15#～16#箱梁对接前，往水袋中配水200m3，待天亮时主要受力焊缝焊接完毕，随温度梯度升高，箱内配水放掉相应重量，待晚上气温低时再往水袋内加水，减小箱梁竖向提升高度。

3.5 M15与M16梁段锁定、焊接

通过反向顶推、配重对进行焊缝宽度及梁段高差调整，调整至设计要求后立即通过临时连接码板对M15及M16梁段进行锁定，并立即进行腹板，顶板、底板焊接，完成整个合龙过程。

4 结语

奇龙大桥已顺利实现了主跨合龙，合龙时通过顶推完全消除温度对合龙口的影响，采取梁段配重有效降低焊缝内力,实施单缝合龙有效简化施工任务，最终提高了合龙精度并有效保障合龙段施工质量，对其他同类型桥梁的主跨合龙施工具有指导借鉴意义。

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1007-6344（2017）06-0059-02