节段预制拼装连续刚构在桥梁工程中的应用

赵 敬 川

(广州地铁集团有限公司,广东 广州 510330)

1 工程概况

广州市轨道交通十四号线高架桥约32 km，除上跨河涌、现状或规划桥梁等特殊节点为现浇或悬浇连续刚构桥梁外，高架区间标准段在国内创新首次大规模、长距离采用节段预制拼装连续刚构形式。节段预制拼装标准桥梁为4跨1联为标准跨径组合连续刚构箱梁，以40 m跨为标准跨径，配跨为4×38 m连续刚构等跨径组合。每一节段块结构形式为单箱单室断面。箱梁顶宽10 m，梁底宽2.4 m,梁高2 m，采用短线法[1,2]预制，现场胶拼、逐孔架设，节段重约40 t。施工效率高，最快平均2.5 d架设一跨。每孔桥梁两侧与中墩墩顶块预留20 cm的湿接缝采用混凝土现浇，每一联桥梁两端边墩采用单薄壁墩，单薄壁墩采用现浇施工工艺，墩柱顶与节段梁底同宽，墩梁连接协调一致。

2 施工方案

节段梁的架设采用DP50/40节段拼装架桥机逐孔架设。整体施工采用先简支后连续的施工工艺。节段梁运架总体施工流程：节段梁由平板运梁车运输至架桥机正下方，由架桥机提升至架设位置，将所有梁段全部提升悬挂后，从该跨的后端开始逐片涂胶预拼，张拉临时预应力，待所有梁段胶拼完成后，张拉简支预应力钢束至设计规定值，注浆封锚、整孔落梁，解除架桥机与混凝土梁的连接，架桥机过孔，重复上述步骤完成整联内各孔节段梁的架设。浇筑湿接缝，待混凝土达到设计要求后张拉连续预应力钢束至设计规定值，注浆封锚。

3 节段梁胶拼施工

3.1 节段块悬挂与试拼

起重天车把箱梁节段吊起，移动天车至节段的安装位置，利用吊挂将节段块悬挂于主梁下方，天车摘钩后继续吊运其他节段，直到整跨的箱梁各节段全部吊挂在架桥机上。

梁段经车起吊至与已拼装梁段相同高度后停止，缓慢将天车向已拼梁段靠拢，在快靠拢时，用木楔在两梁段接缝间临时塞垫，防止梁段撞伤。等梁段稳定后，通过吊具对起吊梁段的位置调整，使其与已拼梁段端面匹配。取出垫木，缓慢驱动天车将起吊梁段与已拼梁段拼接，到位后观察上、下接缝是否严密，有无错台。

3.2 环氧树脂胶涂抹

在节段梁试拼完成后，再将其沿纵向后移40 cm，在已拼装梁断面进行涂胶。涂胶完成后，合龙梁段，施加临时预应力，并在胶结剂固化前，进行体内束预应力张拉。

涂胶总的原则是快速、均匀并保证涂胶厚度。涂胶面要用钢丝刷、砂纸打平，并洗干净和保持干燥。两块节段梁的拼接时间段包括第一筒配比涂刷，刮平，拼装对位，临时张拉，合计时间为40 min，采用的粘接剂初步固化时间应大于2 h。

4 预应力施工

4.1 临时预应力施工

临时张拉预应力采用6根精轧直螺纹钢筋作为预应力张拉杆件，分别布置于梁段顶板及底板上。张拉时采用顶板和底板上下同时张拉，横向按先中间后两边对称张拉[3]。临时预应力解除时，必须在整孔体内纵向预应力束全部完成后。

4.2 整孔箱梁预应力施工

1)材料及施工机具。

本工程预应力体系构造主要有：钢绞线、锚板和夹片、锚垫板和螺旋筋、转向器、预埋管、密封装置、减振装置、保护罩等，见图1。

2)施工流程。

施工机具、材料准备→下料→体内索穿束→张拉体内束→孔道压浆→锚头预埋管内防腐→防松装置保护罩的安装。

4.3 孔道压浆

张拉完毕后，应该及时压浆，最迟不得超过48 h，以免预应力钢束锈蚀或松弛。

施工技术要求：管道压浆采用真空压浆，水泥浆标号为425号以上的普通硅酸盐水泥。真空压浆的主要设备包括智能压浆机、真空泵。预应力管道材料不允许有裂缝或存在影响抽真空的缺陷。采用真空泵排除多余空气后，管道内应能维持-0.06 MPa～-0.09 MPa的真空度。预应力孔道经过清孔后，不允许留有积水。

4.4 封锚

压浆完成后，用砂轮切割机割除长余的钢绞线，其外露长度大于3 cm，并对需封锚的部位及时进行混凝土浇筑[4]。

5 箱梁固定与湿接缝、后浇段浇筑

预应力束张拉完成后，箱梁形成一个整体，此时解除架桥机中吊挂与箱梁的连接，依靠架桥机两端的端吊挂使整孔箱梁下落，当箱梁下落距临时支架顶端约3 cm～5 cm时停止下落，此时启动架桥机的纵横移泵站，操作架桥机的纵横移油缸使箱梁正确对位后(对位基准依据线路纵向中心线和梁面控制高程)，继续下落箱梁至临时支架顶部，见图2。

5.1 箱梁固定

整孔箱梁下落至临时支架支撑、解除架桥机的两个端吊挂后，箱梁会向下坡方向有一定的移动量，导致箱梁两端湿接缝的间隙大小不一致，特别是线路纵坡较大时更为明显。整孔箱梁下落至临时支架支撑后，在梁体与墩顶块放置可调挡块，加以固定(将可调挡块提前调节至湿接缝规定尺寸)。

5.2 湿接缝浇筑及后浇段施工

施工人员在修饰架上拼装湿接缝外模板，内模板在内腔室安装。湿接缝混凝土用轮胎式起重机起吊料斗至桥面浇筑。采用两台振捣器振捣，要确保不漏振、不欠振、振捣密实。浇筑完毕后

注意覆盖土工布并进行洒水养护[5]。

每一联的两端节段块为后浇节段块，它与边墩连接处存在一部分后浇段来实现整联节段梁为刚构连续梁。后浇节段块与桥墩的后浇部分均有预埋钢筋。落梁时要特别注意后浇节段块钢筋与桥墩钢筋的相对位置，整孔落梁后需把后浇块钢筋与桥墩钢筋进行搭接，使桥墩与后浇块连接为整体，然后再浇筑后浇块与桥墩之间的混凝土，使后浇块与边墩成为一个整体。

6 整联箱梁预应力张拉及临时支架拆除

待一联的所有箱梁架设完成并且湿接缝强度达到后，需对整联节段梁进行整体预应力张拉、压浆、封锚。注意连接孔与孔之间的钢绞线端头均布置在箱梁腹内的下底板或上底板上，操作空间有限，且上盖板处张拉时千斤顶需牢靠固定。整联箱梁张拉完成后，卸除临时支架的支撑反力，完成力系转换。

7 拼装测量控制

结合本线路的设计特点(即高位拼装、低位落梁的架设工艺)和架桥机的结构特点。测量控制内容包括：高位拼装时重点控制节段梁的里程和轴线，辅助控制节段梁的高程，拼装完成的整跨梁顶面在同一个水平面内；低位落梁时，借助架桥机端吊挂的升降、纵移和横移对整跨梁进行里程、高程和轴线的重点测量控制。

8 结语

广州市轨道交通十四号线高架桥梁标准段长距离采用节段预制拼装连续刚构桥梁，用架桥机进行节段预制胶拼、整孔架设、先简支后连续施工，经过典型断面桥梁静载、动载等检测，结果显示节段预制拼装连续刚构箱梁荷载效率、挠度、控制界面应变值和残余比、跑车运营响应性能指标等均在规范允许正常范围内，试验过程中梁体未发生明显裂缝，桥梁质量状况良好。广州市轨道交通十四号线已于2018年12月28日正式开通试运营，自开通以来，高架桥梁沉降、变形、裂缝等长期监测数据稳定，均在规范允许正常范围内，桥梁运营正常。

实践表明，长达几十公里大规模、长距离的轨道交通高架桥梁上部结构采用节段预制拼装连续刚构形式是可行的，采用现浇法结合“短线法”节段预制梁胶拼，线性控制等测量较精确，施工效率高，质量亦有保障，为今后同类桥梁工程的施工提供借鉴。