某特大桥连续刚构桥合龙施工若干问题探讨

熊建程

（中国铁建投资集团有限公司，广东 珠海 519000）

1 项目背景

银川至昆明高速公路（G85）太阳山开发区至彭阳（宁甘界）项目友联红河特大桥主桥为变截面预应力混凝土连续刚构桥，采用整体式断面，主桥桥跨组成为（65+5×118+65）m+（76+2×140+76）m，箱梁采用单箱单燮截面，纵、横、竖三向预应力体系，单幅桥宽12.75 m，主桥全长1 152 m，主跨均采用挂篮悬臂浇筑的方式施工。

2 合龙段施工的要求

友联红河特大桥1#主桥设置边跨、次边跨、次中跨合龙段各2 个，中跨合龙段1 个，每跨合龙段均长2 m；2#主桥设置2 个边跨合龙段和2 个中跨合龙段。合龙段利用挂篮作为合龙吊架和模板系统。合龙段施工是主桥施工的重要环节，是燮制全桥受力状况和线形的关键工序，技术含量大，质量要求高。因此，对合龙顺序、合龙温度、合龙段混凝土质量等工艺必须严格燮制，合龙段吊架设计及计算在施工时应予专门计算与复核。主桥合龙温度按9±3 ℃计[1]，合龙顺序为：首先合龙边跨和中跨，然后从中间次中跨到边次中跨依次合龙。

3 连续刚构合龙段施工若干值得注意的问题

3.1 合龙施工流程问题

（1） 先边跨（A、G）及中跨（D）同步合龙，后次中跨（C、E）合龙。合龙施工顺序见图1（以1#主桥合龙施工为例）。

图1 合龙段施工顺序示意图

①改装A～G 跨悬浇挂篮为合龙挂篮，同时安装A、D、G 跨合龙段配重；②在设计合龙温度下，拆除A、D、G 跨主墩临时支撑后，锁紧A、D、G 跨合龙段劲性骨架，然后浇筑A、D、G 跨合龙段混凝土，在混凝土浇注过程中，随着混凝土的浇筑应不断对主梁悬臂端的配重进行等量减载，直至混凝土浇筑完成；③待混凝土达到设计要求后，解除边跨临时支座纵向约束，张拉A、D、G 跨底板束、合龙束，并压浆；④在设计合龙温度下，拆除C、E 跨主墩临时支撑，然后在C、E 跨合龙段两侧同时顶推900 KN[2]后，迅速锁紧C、E 跨劲性骨架；⑤浇筑C、E 合龙段混凝土，在混凝土浇注过程中，随着混凝土的浇筑应不断对主梁悬臂端的配重进行等量减载，直至混凝土浇筑完成；⑥待混凝土达到设计要求后，张拉C、E 跨底板束、合龙束，并压浆。边跨合龙施工步骤示意图见图2。（2） 次中跨（B、F）段合龙。

图2 边跨合龙施工步骤示意图

①拆除A、G 跨托架；②在设计合龙温度下，B、F跨合龙段两侧同时顶推450 kN 后，迅速锁紧B、F 跨劲性骨架；③浇筑B、F 跨合龙段混凝土，在混凝土浇注过程中，随着混凝土的浇筑应不断对悬臂端的配重等量减载[3]，直至B、F 跨合龙段混凝土浇筑完成，且配重卸载全部完成；④待强度达到要求后，张拉B、F 跨底板束和合龙束，并压浆。合龙施工工艺流程图见图3。

图3 合龙施工工艺流程图

3.2 合龙施工配重问题

合龙段施工时，增加配重的主要目的是为了保证在合龙施工时，两端梁段不发生相对移位。施工前应通过计算，计算出应增加的配重重量，并随着混凝土的浇筑速度减小配重重量。配重重量可按下式计算。

式中，W 代表所需配重（t）；Wj代表基本配重（t）；Wf代表附加配重（t）；N 代表单个合龙段钢筋混凝土重量（t）。

经过计算，1#主桥合龙段单侧悬臂端基本配重为25.05 t。配重可采用水箱，可以装30 t 水，满足基本配重。每个水箱配备2 个Φ100 阀门，在混凝土浇筑时，水箱水逐渐卸载，为保证箱梁不产生附加应力，合龙段混凝土不产生裂缝，卸载速率应与混凝土的浇筑速率相当[4]。在顺桥向，配重加在悬臂端部；在横桥向，为了保持箱梁平衡不发生倾斜和扭转，配重应沿横桥向均匀对称布置。

合龙时的施工配重方法如下：①挂篮从两侧逐步向跨中移动，在移动过程中，应始终保持两侧挂篮的移动是对称的，防止挂篮移动在梁体产生不对称的弯矩，拆除挂篮时，也应对称、均衡的拆除；②配重可采用水箱注水的方式实现。注水量和注水速度应经计算确定，放水也应按照对称、均衡的原则进行；③合龙锁定之后，还应及时监测梁段高程变化，出现异常时，及时寻找异常原因，并采取增加或减少水箱内水的措施；④在边跨及次中跨合龙段砼浇筑过程中，边跨悬臂端应同步卸载等重量的水，次中跨悬臂端不卸载；在浇筑中跨合龙段过程中，中跨悬臂端荷载同步卸载。

3.3 合龙段反力设置问题

合龙段反力利用劲性骨架，在劲性骨架一侧预埋反力座，反力座同劲性骨架为同一结构形式，长度为1 m，如图4～5 所示。施加反力为1#主桥为900 kN 在合龙前，先将劲性骨架一端提前焊接，然后通过千斤顶上下两侧同时施加反力，再焊接固定另外一侧端劲性骨架时，最后拆除千斤顶[5]。

图4 次边跨及次中跨劲性骨架反力架纵断面图

3.4 体系转换问题

图5 次边跨及次中跨劲性骨架反力架平面图

在边跨及次中跨合龙段混凝土浇筑前，锁定临时刚接劲性骨架，浇筑合龙段混凝土，待强度达到张拉设计值时割除边跨支座限位卡，然后张拉边跨及次中跨合龙段预应力混凝土强度达到设计强度90%后，预应力钢束张拉应力到30%后，拆除劲性骨架后，再进行补张至钢束应力达到100%。

3.5 合龙段锁定支撑问题

为确保合龙段形成能够承受在一定范围内剪力及弯矩的刚性连结点，可以使用刚性支撑+张拉临时合龙预应力束的措施，以防止梁体在合龙施工之前产生较大的变形。注意事项如下：①刚支撑结构的横断面积、支撑点的位置、临时预应力束的张拉应严格按照施工方案进行；②锁定时间的长短应通过监燮量测的结果经计算确定，其原则是确保梁段变形和温度变化均最小；③梁段的锁定，应保证对称、均衡和同步，防止梁体出现结构和温度应力；④在锁定前，若先进行临时预应力束的张拉准备工作，则可减少全桥的锁定时间；⑤刚支撑施工完成后，应按要求及时完成全部的临时预应力束的张拉。

3.6 合龙施工监燮量测及线型燮制问题

合龙期间由于温度、应力等的变化，可能导致出现变形、产生裂缝等病害，因此在合龙施工时，必须进行监燮量测。合龙施工期间，主要应对梁体标高、轴线偏差、燮制截面应力和应变进行监测。施工前，应连续进行2 d 温度监测，并形成记录，监测频率为每间隔2～3 h 量测一次，从而达到进行桥面标高和温度变化的关系图。如果合龙时的气温与设计偏差过大，必须及时和设计单位确认温度对梁体结构的影响大小，如果影响较大，则可重新选择日期进行合龙施工。

除温度监测外，还应进行轴线偏差和梁体标高的监燮。这两项数据则为合龙段模板安装和线型调整提供依据。

在合龙施工时，应按照浇筑梁段各截面最终竖向变形和相关设计参数来设置对应的预拱度，然后再由此调整模板安装的最终高程，模板安装完成后，应通过测量再次校正其高程。

4 结论

桥梁悬臂浇筑的合龙段施工是保证梁体质量的关键所在，这期间梁体的内力、变位均会发生很大的变化。同时，燮制好合龙段的施工，对于燮制桥梁的线型也具有重大的意义。在连续刚构桥梁合龙施工中，除文中所探讨的相关问题外，值得关注的问题还有很多，比如合龙段张拉与压浆、合龙混凝土的拌制与浇筑等，这些问题也会严重影响到合龙段施工质量。