铁路高墩预制节段拼装梁湿接缝施工工艺探析

刘 薇

（中铁八局集团昆明铁路建设有限公司，云南 昆明 650200）

1 概况

玉磨铁路木乃河双线特大桥位于热带雨林山岭地区，受狭窄、滑坡、断裂带等地形限制，其中0-17#墩用移动模架节段箱梁拼装法施工，桥梁梁段自重大（177.686t），架设梁底净空高（67m），线路纵坡大（21‰），梁段间采用湿接缝连接。

湿接缝由于是现场浇筑，其施工质量不易控制，为整个上部施工体系中的薄弱环节，其使用性能影响着整个桥梁体系的服役性能，且预制梁段长度与设计值可能存在偏差，导致湿接缝的长度会出现偏差，因此有必要进行湿接缝结构施工对成桥线性和应力影响的研究。

2湿接缝结构参数敏感性分析

由于梁体跨度越大，受力越不利，且应力及位移越明显，因此在参数敏感性分析时选择48m简支梁桥模型进行分析。计算分析时，仅变化需要讨论的参数值，进行单一因素讨论，其他参数值仍然取设计参数值。

以3#-17#墩48m简支梁桥为例，一共设置9个湿接缝，其标准设计长度为60cm。以基准状态下的成桥线性作为参考值，对湿接缝宽度进行变化，计算分析后得到湿接缝宽度变化影响下的成桥线性图如图1所示。

图1 湿接缝宽度变化影响下的主梁成桥线性

当湿接缝宽度增加20cm时，最大挠度差值为-0.44mm；当湿接缝为宽度减小20cm时，最大挠度差值为+0.55mm。增加湿接缝的宽度使梁体的挠度值增加，其原因是湿接缝为整个上部结构的薄弱节段，现场现浇对湿接缝的质量难以控制，且湿接缝起着连接两个预制梁段的作用，其黏结性需要有所保证，因此在湿接缝施工时要考虑比预制梁段的混凝土等级高一级。由于湿接缝的混凝土等级比预制梁段混凝土等级高，湿接缝长度越长则高等级混凝土用得越多，挠度值会越小。

极差计算对比下挠度仅做敏感性大小初步确定，由于各点的挠度差值不同，需要考虑一些节点误差，不能仅用最大值来决定一个参数的影响性，通过方差分析，湿接缝宽度增加和减小对桥梁线性的敏感度大小基本相同，取其平均值为0.0325。

以基准状态下的应力为参考值，对湿接缝宽度进行变化，计算分析后的湿接缝宽度变化影响下的应力对比图如图2所示。

图2 湿接缝宽度变化影响下的主梁应力

通过计算分析，当湿接缝宽度增加20cm时，最大应力差值为0.2MPa；当湿接缝为宽度减小20cm时，最大应力差值为0.19MPa，湿接缝变化对桥梁应力值的敏感度大小取值0.003。

3 湿接缝结构施工技术

3.1 模板设计

湿接缝模板采用定型钢模，模板设计尺寸根据上述分析适当放宽。立模顺序依次为底模、侧模和内模。底模直接采用对拉形式，使其与梁底密帖；外侧模和内侧模用对拉螺杆拉紧与梁段密贴。模板加固采用“吊模”原理，将两节段作为支撑主体，用双拼工字钢连接，中间放置立杆挂住模板，模板与模板之间采用对拉杆连接。

图3 B类湿接缝模板总装图（48m）

图4 C类湿接缝模板总装图

3.2 湿接缝模板固定

1）为解决现有技术湿接缝模板固定困难，浇筑过程模板移动和由于混凝土挤压翘起问题，利用节段空间，在浇筑混凝土过程中通过自制改进的固定装置传力至节段的吊杆之上，使模板形成有强度、刚度、稳定性的吊模。

2）固定装置采用10#槽钢双拼作为加固梁，中间预留调整滑道，φ22永久措施钢筋作为对拉杆，避免为PVC管与对拉钢筋之间存在空隙而形成混凝土软弱面，张拉后混凝土受压造成软弱面之间沉降进而沿对拉杆形成贯通裂缝。

3）针对梁体存在纵坡，在上加固梁下面设置螺纹调节支座，可调整高度为5cm，利用插销固定，调节支座下设防滑胶垫，防止支座移动。

图5 固定湿接缝装置

3.3 湿接缝混凝土浇筑

由于地形比较复杂、桥墩较高，架桥机将预制节段全部吊在空中时会阻断交通，节段预制拼装架桥机上吊具、吊杆较多，且梁段长，研用一种现浇箱梁湿接缝混凝土浇筑系统，利用梁体设计坡度大、架桥机上有限空间环境通过U型纵向溜槽沿桥梁纵向输送混凝土，再经过横向溜槽输送至湿接缝，确保非标准箱梁湿接缝混凝土浇筑质量，避免堵管现象，同时减少湿接缝模板材料损耗，解决混凝土堵管、运输长度等问题。

图6 湿接缝浇筑系统示意图

湿接缝混凝土浇筑工作流程：制作承重架→梁面植入锚固点→承重架紧固→穿吊绳→挤压套筒紧固→挂吊点紧固→摆放纵向溜槽承重架→安装纵向溜槽→混凝土浇筑→浇筑系统循环使用。

由于所有的荷载均由造桥机承托，随着灌注的进行，支架必将产生一定的挠度变形，如灌注次序不当且随着混凝土的凝固将影响到整孔梁的线型。箱梁的湿接缝要对称灌注，依次从两端向中间进行。整孔梁所有湿接缝必须一次灌注完毕，中间不得停顿。每一个湿接缝的灌注顺序依次为底板、两侧腹板和顶板，混凝土灌注也必须连续进行，中间不得停顿，以免留下施工薄弱层。

图7 湿接缝混凝土养护系统布置图

3.4 湿接缝混凝土养护

箱内湿接缝养护一直是困扰湿接缝施工的主要问题，施工过程中由于梁体架设越来越长，供水比较困难，导致箱内养护难度大，如果湿接缝养护不到位则可能出现裂纹，强度在规定时间内达不到一期张拉要求直接影响张拉时间。

为了能充分进行箱内养护工作，通过采用在架桥机上设置蓄水箱，使用罐车运水在蓄水箱上蓄水，利用预制梁片通风孔道布设管道，移动式自动喷淋系统混凝土养护，确保了湿接缝混凝土养护到位，时间充足。

图8 喷淋装置图

3.5 预应力张拉

48m简支梁桥预应力筋共31根，张拉预应力筋分为两个阶段进行，当湿接缝混凝土抗压强度达到设计强度的80%以上时进行一期张拉，二期张拉待湿接缝混凝土强度等级及弹性模量达设计值且龄期达15天后进行，其张拉顺序（表1）。

表1 48m钢筋张拉

钢束布置图:

图9 48m混凝土梁体预应力筋布置图

4线形监控分析

施工现场48m跨节段1-2#、2-3#、3-4#、4-5#、5-6#、6-7#、7-8#、8-9#、9-10#湿接缝施工实测宽度偏差为±10cm，通过实测桥梁在各施工阶段的线性变化，湿接缝浇筑完成并张拉后梁体体系转换挠度的变化。

在节段拼装施工预应力筋张拉阶段，梁体顶面实测值和通过理论计算所得理论值存在一定的差值，其差值一直在允许的范围内变动，一期张拉前后挠度最大差值为2.4mm，二期张拉前后挠度最大差值为3.7mm，满足相关规范要求。

5结束语

通过对预制节段梁湿接缝结构参数的敏感性分析，得到湿接缝宽度（±20cm）的变化范围以及对桥梁应力及成桥线性的影响大小，进而指导湿接缝模板安装、定位、混凝土浇筑、预应力张拉工艺等关键工序施工，体系转换后经现场实测挠度和理论值对比，梁体及湿接缝各施工阶段实测应力和梁体线性变化均符合设计及相关规范的要求，对现场实际施工具有一定的指导意义。