懸灌連續梁合龍段施工和控制要點

王開文

(中鐵十二局集團市政工程有限公司，廣東珠海519000)

1 工程概況

廣珠城際軌道交通工程金鼎2#特大橋位于海塘區，施工范圍內淤泥較深。主橋為(48+80+48)m連續梁(13#～16#墩)，主橋現澆箱梁采用C55混凝土，預應力采用三向預應力體系，采用掛籃法施工。箱梁橫截面為單箱單室斜腹板，頂寬11.6m，底寬5.43～6.63 m，14#、15#墩中支點處梁高5.30 m，邊跨直線段和跨中處梁高3.20 m。全橋共分47個梁段，其中0#塊長為11.0 m，一般梁段(1#～10#)長分成3.0～4.0 m，合龍段長2.0 m，邊跨直線段長5.6 m。

2 總體施工方案

0#塊采用鋼管和工字鋼支架現澆施工。邊跨直線段采用鋼管樁基礎和碗扣鋼管滿堂支架現澆施工。一般梁段采用菱型掛籃對稱懸臂澆筑。合龍梁段利用掛籃平臺進行現澆施工，合龍順序為先邊跨，后中跨。

2.1 0#塊施工

連續梁0#塊支架基礎落于自身承臺和兩側增設的鋼筋混凝土擴大基礎上。承臺施工完畢后，在承臺四周(0#塊范圍內)挖除淤泥，換填2.5 m厚碎石類填料，壓路機碾壓密實，實測地基承載力滿足要求。

支架平臺結構為:在中墩每側橫向設2排400×10鋼管立柱，每排4根鋼管，每根鋼管立柱支撐在承臺和鋼筋混凝土擴大基礎上，每排立柱上加設斜撐體系;在鋼管立柱頂橫向架設I50a工字鋼，再在I 50a工字鋼上縱向布置I 36a工字鋼;其上鋪設5 cm×10 cm方木和1.5 cm厚竹膠板底模。混凝土澆筑前對支架按120%重量預壓，消除塑性變形，預留彈性變形。

2.2 邊跨直線段施工

邊跨直線段采用滿堂支架法施工，支架受力傳遞在承臺和鋼管樁基礎上。承臺施工完畢后，基坑及時回填密實，基坑外打單排400×10鋼管樁，計5根;鋼管樁頂橫放I28a工字鋼，其上與承臺間按間距60 cm擺放I 22a工字鋼;其上搭設碗扣鋼管滿堂支架，縱向間距90 cm，橫向間距60 cm，步距120 cm，支架上縱向布置12 cm×14 cm方木，橫向布置5 cm×10 cm方木，底模用1.2 cm厚竹膠板鋪設。混凝土澆筑前對支架按120%重量預壓，消除塑性變形，預留彈性變形，確保線形符合要求。

2.3 合龍段施工

合龍段施工是連續梁懸臂施工和體系轉換的重要環節，施工必須滿足受力狀態的設計要求和保持梁體線形。該連續梁共有3處合龍梁段，使用掛籃進行合龍施工，合龍順序為先邊跨后中跨。邊跨合龍段混凝土澆筑后，張拉邊跨預應力束，解除主墩頂臨時固結，使懸臂T構變為簡支結構;中跨合龍后，使兩個簡支結構形成一個連續梁，完成兩次體系轉換。

3 合龍段施工和控制要點

合龍段處于掛籃上懸臂端，受溫度變化、日照、風力等影響，會發生軸向伸縮、豎向繞曲及水平向偏移變形。在預應力鋼筋張拉前，尤其是混凝土澆筑早期，這些變形會導致合龍段混凝土開裂，施工中必須嚴格控制。本橋合龍段施工正處于夏季，過程中各方面控制尤顯重要。其中主要采用兩種方法來進行控制:一是采取外部型鋼支撐的辦法，以承受溫度升高使梁縱向伸長產生的拉應力，二是臨時張拉部分縱向預應力束，以預壓力來抵消兩端因溫度降低而縮短所產生的應力;同時做好必要的輔助工作。

3.1 合龍施工主要步驟

(1)焊接外部型鋼支撐和張拉臨時束，對邊跨合龍段進行臨時鎖定。

(2)澆筑邊跨合龍段混凝土，張拉邊跨預應力束，解除臨時鎖定。

(3)邊跨直線段支架卸落，拆除中墩臨時固結，并對中墩頂永久支座進行限位。

(4)焊接外部型鋼支撐和張拉臨時束，對中跨合龍段進行臨時鎖定，解除中墩永久支座限位裝置。

(5)澆筑中跨合龍段混凝土，張拉中跨預應力束。

(6)按設計要求依次對稱張拉連續梁預應力束，拆除模板和掛籃，完成體系轉換，最后形成連續梁結構。

3.2 合龍段施工工藝

(1)清理梁上不必要的材料和設備等。

(2)合龍段兩端的節段均施工完畢后，前移掛籃到位，調整掛籃的中線位置和高程。

(3)開始安裝合龍段底模、側模，在模內按設計圖加工及安裝鋼筋、波紋管和立內模等。

(4)進行合龍口臨時鎖定。按設計要求在腹板兩側的頂板和底板頂面預埋鋼板，梁體內埋設加強鋼筋，采用雙排槽鋼與預埋鋼板焊接。同時釋放邊墩永久支座的臨時約束，使梁一端在合龍口鎖定連接下能沿支座自由伸縮。

(5)按設計要求張拉4束臨時束(2T10、2B8)，張拉力均為1000 kN。臨時張拉束對稱布置在底板、頂板最外側。

(6)梁體配重。若合龍段兩端標高偏差在15 mm以內，則不用配重，若標高差在15 mm以上，則在T構兩側壓配重。本梁采用在T構兩側各堆放22 t重的砂袋進行配重，過程中隨邊跨合龍段澆筑混凝土的重量，同步減去邊跨側砂袋的重量，保持T構兩側力矩平衡。

(7)在一天之中最低溫時澆筑合龍段混凝土。

(8)混凝土養護。待混凝土強度、彈性模量達到設計要求時，拆除內外模板，將臨時束張拉至設計噸位，并按照設計要求張拉相應預應力束，并拆除外部支撐和掛籃。

(9)拆除邊跨直線段支架和中墩處臨時固結，并對中墩永久支座進行限位鎖定。

(10)邊跨合龍后，即可進行中跨合龍段的施工。因中跨兩梁段上的掛籃非常接近，可同時利用兩掛籃進行中跨合龍段的施工。施工與邊跨合龍基本相同，采用加設外部臨時支撐鎖定、張拉臨時預應力束和合龍梁體兩端配重及換重，注意在合龍口鎖定后，解除中墩永久支座的臨時約束。

3.3 合龍段施工注意事項

(1)合龍段在灌筑混凝土前一周，對橋梁高程、軸線和橋長進行聯測，并觀測這一周時間的氣溫數據，找出氣溫變化規律，確定一天中最低溫度時間、恒溫時間和升溫時間，以便在低溫及溫度變化幅度小的時間內灌筑混凝土，合龍時間選擇在凌晨的0時～4時。

(2)對合龍口兩側梁段接頭處鑿毛，將面層的砂漿鑿去，露出新鮮的骨料面，注意不要碰壞鋼筋、管道及預埋件等。鑿完后用水將鑿毛面沖洗干凈，在澆筑合龍段混凝土前，使鑿毛面充分吸水，但余留水分不要太多，以保證不會出現由于新舊混凝土接頭不良引起的裂紋。

(3)合龍口型鋼支撐和臨時束的張拉力必須嚴格按要求進行。剛性支撐鎖定時間根據連續觀測結果確定，在梁體相對變形最小和溫度變化最小的時間區段內，對稱、均衡、同步鎖定。臨時型鋼支撐可在任何時間段焊接支撐的一端，在一天溫度較低時快速焊接支撐的另一端。為減少鎖定時間，在鎖定前，完成合龍臨時束張拉的準備工作(如安裝臨時束錨具、千斤頂等)。待剛性支撐焊完后，在1 h內張拉完全部合龍臨時束。

(4)縱向預應力筋在混凝土澆筑前將其全部穿入。為防萬一，在合龍段相鄰兩側梁段施工時，分別在其波紋管道上預留壓漿管道。

(5)為了減少混凝土澆筑時的撓度變形，保證混凝土質量，在合龍段兩端配重。澆筑混凝土過程中，及時將每級卸下的配重移至0號塊后再卸至橋下。

(6)合龍段混凝土的配合比試驗要專項設計，采用微脹、早強混凝土。施工時，外加劑的摻量必須準，混凝土根據底板、腹板和頂板不同部位而選用不同的坍落度，以便混凝土能順利入模，混凝土澆筑完及時加強養護，防止發生裂紋。

(7)合龍段混凝土澆筑應選在日溫差較小的陰天，一天中日氣溫最低，溫度變化幅度小之時快速、連續進行澆筑混凝土。澆筑完正值氣溫上升為最好。

(8)合龍段混凝土施工前一天和合龍段混凝土澆筑完成后，安排專人在全橋范圍內全天連續7 d灑水降溫，加強保濕養護，并將合龍梁段及兩懸臂端進行覆蓋降低日照溫差影響，并適時在箱體內灑水養護。

(9)臨時張拉的預應力筋不準誤切割，待合龍混凝土澆筑完后還要進行補拉。

(10)按設計要求，先頂板后底板再腹板，先長后短，先邊跨后中跨的順序，依次對稱張拉連續梁預應力束。

(11)橋梁懸澆施工中線形控制非常重要，只有預拱度設置合理才能使橋梁上部結構在經歷施工、運營狀態反復發生向上或向下形式撓度后，保證結構運營一段時間后達到設計所期望的標高線形。因此在懸澆施工階段，對每個節段須準確設置預拱度。

計算預拱度值可按以下方面考慮:掛籃變形對該施工段的影響值(掛籃設計和加載試壓后得到);本施工段及以后澆筑的各段對該點撓度影響值;本施工段縱向預應力束張拉后對該點影響值;由徐變、收縮、溫度、結構體系轉換、二期荷載、活載等影響產生的撓度計算值。據此來提供梁體各截面的最終撓度變化值，設置施工預拱度，調整每塊模板安裝時的前端標高。