芳世灣大橋連續梁合攏段施工技術

譚淼

摘要： 根據芳世灣大橋50m+90m+50m的預應力混凝土連續梁合攏段的施工方案，介紹了連續梁合攏段施工工藝、影響因素、需解決的問題，為以后同類連續梁的合攏施工提供了參考。

Abstract： According to the construction plan of 50m+90m+50m prestressed concrete continuous beam in the closure section in Fangshiwan Bridge， this paper introduces the construction technology， influence factors， problems need to solve in the continuous beam closure section to provide reference for the similar closure construction of continuous beam.

關鍵詞： 連續梁；合攏；工藝

Key words： continuous beam；fold；technology

中圖分類號：U448.21+5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）06-0099-03

0 引言

芳世灣大橋50m+90m+50m的預應力混凝土連續梁采用掛籃懸澆方法進行施工，合攏順序為先邊跨后中跨。邊跨合攏段混凝土澆筑后，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，中跨合攏后，使兩個簡支懸臂結構形成一個連續梁，完成體系轉換。

一般來講合攏段的施工順序可分為：先邊跨合攏后中跨合攏或先中跨合攏再邊跨合攏。在這里主要結合芳世灣大橋施工方案，介紹先邊跨后中跨合攏的施工技術。

1 合攏段需解決的問題

連續梁合攏段施工是橋梁施工的重要一環，合攏段施工就是梁體體系轉換的過程之一。橋梁體系轉換后由施工過程的懸臂靜定結構轉換成連續的超靜定結構。橋梁轉換成超靜定結構后，除了因合攏的順序不同而產生不同的施工內力外，還產生結構內力的重分布和相關的次內力；這些次內力主要是結構合攏時的施工工藝及預應力束張拉施工、混凝土收縮和徐變、溫度變化以及支座沉降的影響產生。根據箱梁懸臂澆筑的合攏及體系轉換后的成橋情況，合攏段施工主要需解決以下幾個問題：①橋梁整體線型控制問題；②合攏段工裝問題；③配重問題；④合攏段臨時鎖定問題；⑤合攏段澆筑問題。

1.1 線型問題 合攏段的施工是整座橋梁施工的最后階段，要想控制好合攏段的線型那么在掛籃正常行走段施工時就應嚴格控制梁段整體線型，應綜合考慮懸臂長度、掛籃重量與施工荷載、預加應力、溫度及施工等因素，根據監控指令計算各截面的預留拱度及立模標高。同時在梁段頂面中線及上下游兩側埋設水平觀測點隨時觀測各截面處標高在整個梁體施工中的變化。

控制好懸澆梁0#塊以及正常行走段的線型以后，合攏段的線型應根據兩懸臂標高測量的結果進行分析判斷：如果合攏段兩端的相對高差在合攏段長度的1/100以內且不大于15mm時，則可直接進行合攏段施工，不用處理；如果合攏段兩端的標高差超出允許范圍，則需要通過配重等方法調整兩段懸臂的相對高差，以保證梁體線型的美觀。但這種處理方式會使梁體產生不規則應力，破壞梁體原設計的應力結構。因此連續梁線型要從施工前對圖紙的審核開始嚴格控制，盡量避免合攏段施工時進行線型的調整。

1.2 吊架的形式 合攏段吊架的形式多種多樣，應根據現場實際情況、工裝準備情況及工人操作習慣、水平確定，一般有表1所示幾種情況。

在實際施工中，第1、5種方案應用較多。

1.3 臨時鎖定的問題 合攏段澆筑前應將懸臂段臨時鎖定，目的是為了減少兩端懸臂受溫度變化的影響可能產生的縱向伸縮而使合攏段長度變化，從而導致合攏段混凝土凝固過程中受到張拉或者壓縮的超應力的影響而產生裂縫，在澆筑合攏段混凝土前采用勁性骨架和施加預應力束外拉的方式將兩端懸臂臨時聯結，以保證合攏段混凝土的完整。

臨時鎖定不但需要保持合攏段的長度不變，且鎖定的骨架支撐力還應能夠抵消梁體溫度變形引起的支座和模板體系產生的摩擦阻力，保證合攏段相對無變形。一般情況下，設計會給出臨時鎖定的形式及要求，按照設計圖嚴格施工即可。

1.4 配重的問題 合攏段兩端配重的目的主要有兩點：①減少混凝土澆筑時的撓度變形，保證混凝土質量；②保持T構兩端的不平衡彎矩小于主墩頂臨時固結所能提供的不平衡彎矩。

配重可以用水箱或沙袋等，水箱的效果最好，在正常行走段最后兩個節段要統計分析輸送泵車輸送的速度，以確定合攏段兩端在澆筑時配重卸載的速度。

1.5 砼澆筑 混凝土澆筑施工是合攏段施工的關鍵工序，混凝土施工前要做好技術交底、人員安排等技術準備，要確定好澆筑的開始時間，持續時間，配合比等工作，履行完檢查簽證手續后方可澆筑?；炷翝仓饕獞⒁庖韵聠栴}：①選擇在一天氣溫最低，溫度變化幅度較小，且氣溫處于上升期的時候安排澆筑合攏段混凝土；②注意收聽天氣預報，當未來三天內有大風降溫天氣時，不宜進行施工；③合攏段混凝土宜比梁體提高一個等級，并要求早強，宜采用微膨脹混凝土，梁頂受日照部分必須加以覆蓋；④合攏段混凝土應全斷面一次澆筑完成，澆筑時應先邊后中依次對稱進行，且澆筑時間不宜超過4個小時。

2 合攏段施工方法

下面以芳世灣大橋為例，簡述合攏段施工的具體做法：

芳世灣大橋主橋上部結構設計為跨徑50m+90m+50m的預應力混凝土連續梁，全長190m。主橋橋面寬12.0m，箱梁頂板寬12.0m，底板寬度6.5m。墩頂0號梁段長10.0m，兩個“T構”的懸臂各分為10對梁段，其梁段數及梁段長度從根部至跨中各為：2×3.5m、8×4.0m，累計懸臂總長39m，懸臂澆筑梁段最大澆筑控制重量為1500kN，兩個邊跨現澆梁段均為3.88m，方量為36.1m3，重量為93.9t。

邊跨合攏段和中跨合攏段均為2.0m長，合攏段及直線段混凝土方量為17.9m3，重量為46.5t；單側號塊混凝土方量共計473.1m3，重量為1230t。

2.1 合攏段吊架及模板 本項目根據現場實際情況及工人操作習慣，選擇了利用掛藍和其他形式托架相結合的方法施工合攏段，用竹膠板重新拼裝底模，外側模和內模。

①板系統。底板由18#墩一側的掛籃前下橫梁及19#墩一側底板預留孔錨固的雙拼工30組成，縱梁采用工16間距30mm組成，其上鋪設依次為間為5cm*10cm間距為200mm的方木及竹膠板。

②翼緣底模系統?？v梁采用兩根雙拼工30組成，一根距翼緣邊425mm，一根距翼緣邊1905mm，兩根縱梁間距1480mm，縱梁將采用方木制作的排架錨固于翼緣底部形成底模系統。

③外側模。外側模采用10cm*10cm間距為300mm的方木及竹膠板，采用3道雙拼[16間距700mm進行鋼筋對拉錨固。

2.2 臨時鎖定

2.2.1 合攏段鎖定計算假設

①要求鎖定骨架支撐力能夠抵消梁體溫度變形引起的支座或模板體系產生的摩擦阻力即可；②邊跨合攏時邊跨模板與混凝土的摩擦系數取0.15，中跨合攏時活動支座摩擦力取0.05。

2.2.2 邊跨合攏段鎖定

①應力分析。分析計算結果發現，溫度應力引起的力較大，但此時梁體受到的約束力較小，一旦梁體的溫度應力超過其約束力，就會導致梁體出現位移。解決上述問題的有效手段是保證合攏段臨時鎖定力大于模板及支座的約束力。②剛性支撐設置。邊跨現澆段及10號塊端部腹板兩側頂板、底板上各預埋4塊40cm高，50cm寬，2cm厚的鋼板，鋼板后方加焊鋼板肋進行加強，梁體內埋設加強鋼筋與混凝土連接增加抗拔力。支撐型鋼用雙拼工20b焊接而成，其主要作用是支頂，同時具有部分抗拉作用，確保支座能夠正?；顒?。

木模板與混凝土之間的摩擦系數取μ=0.15，則：

合攏段剛性支撐所受軸力：

N=μG=0.15×46.54×9.8=64kN。（G為邊跨現澆段梁段的重力）

若采用2工20b焊成支撐骨架，每個合攏段4個，則每個剛性支撐所受應力：

σ=N/A=64/4/2/0.00395=2025kPa=2MPa。遠小于工字鋼的容許應力，符合要求。

③臨時張拉束。由于總共僅有64kN的力，故邊跨不再進行臨時預應力束張拉，僅用勁性骨架焊接來抵消溫度降低時兩端梁體對合攏段新澆混凝土的張應力。

4個骨架所承受的平均力為：64/4=16kN，單個骨架在鋼板上焊縫長度90cm，為保證焊縫牢固，每個骨架與預埋鋼板的焊縫均采用四周滿焊，焊縫厚度6mm。

2.2.3 中跨合攏段鎖定

①剛性支撐骨架。在兩10′號內預埋相同的鋼板箱。中跨合攏時溫度應力與邊跨合攏時相同，只是抵消溫度變形的力主要由0#塊活動支座與梁體摩擦力承擔，取摩擦系數0.05，承重為全橋除去中跨合攏段梁體重量的1/2。此時摩擦力（等于合攏段剛性支撐所受軸力）為：

N=？滋G=0.05×1230×9.8=603kN

假設采用2工40a焊成支撐骨架，每個合攏段4個，則每個剛性支撐所受應力：

σ=N/A=603/4/2/0.00861=8754kPa=8.7MPa。

能夠滿足要求。

②臨時張拉束。按照設計要求進行臨時預應力的張拉，2束TH4和2束B11共4束作為合攏臨時張拉束。每束臨時張拉力為450kN。

2.3 合攏段配重

2.3.1 邊跨合攏時

根據0#塊支架設計計算，其中不論哪種工況不進行配重產生的不平衡彎矩，主墩頂的臨時固結都可以滿足。根據標高測量結果，邊跨直線段與懸澆段相對高差在1cm以內，因此邊跨合攏段不需要壓重。

2.3.2 中跨合攏時

根據現場測量結果，中跨兩側懸澆段相對高差在1cm以內，也不需要壓重調整。

2.4 合攏段混凝土的澆筑 項目部在合攏段混凝土澆筑前詳細了解了天氣狀況，選擇了無大風降溫的一天進行混凝土澆筑施工，且做好準備工作。澆筑時間選擇在凌晨3點左右，此時氣溫最低且緩慢上升，澆筑前確?；炷吝B接面符合施工要求。混凝土采用微膨脹混凝土，且必須安排專人檢測其質量合格后才能投入到施工中。整個混凝土澆筑施工持續了3小時。澆筑完成后應安排專業負責養護和測溫，并將結果記錄下來。

2.5 合攏段張拉 當合攏段混凝土強度符合相關規范標準時，應放松吊架外側模及內側模。之后依照順序進行其他預應力束張拉，完工后才能脫底模。需要注意的是在合攏段混凝土灌注前，應將所有的預應力鋼絞線全部穿入波紋管內，且安裝步驟必須符合相關質量標準，只有這樣才不會出現異常情況。

3 結語

芳世灣大橋合攏段在施工人員的精心組織下順利合攏，并進行了體系轉換，施工后經檢查合攏段與懸臂連接處未出現裂紋，確保了工程質量，通過了實踐的檢驗。

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