寧高新通道工程石臼湖特大橋主橋箱梁合龍段施工技術研究

陳永彪

(中交第二公路工程局有限公司，陜西 西安　710119)

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寧高新通道工程石臼湖特大橋主橋箱梁合龍段施工技術研究

陳永彪

(中交第二公路工程局有限公司，陜西 西安710119)

摘要：寧高新通道石臼湖特大橋公路與輕軌并線架設，中間輕軌橋，兩邊公路橋，主橋位于秦淮河航道上，施工交叉作業多，施工組織難度大。文中對該橋主橋箱梁合龍段施工，由傳統吊架施工工藝改變為直接利用掛籃進行合龍施工，并從施工控制，合龍順序、體系轉換、模板安裝、混凝土澆筑等一系列工藝進行了詳細的敘述，總結出一套完整的主橋箱梁合龍施工工藝，并且在項目中成功應用，最終完成了主橋橋箱梁合龍段施工。

關鍵詞：石臼湖特大橋；主橋箱梁；合龍；施工方法

1新舊方案比較

1.1傳統方案與新方案的差異

(1)邊跨掛籃。原方案在14#塊施工完畢，即進行掛籃拆除，安裝合龍段吊架，新方案則先保持掛籃不動，直接利用現有掛籃進行邊跨合龍，中跨合龍預應力張拉后拆除邊跨掛籃。

(2)中跨掛籃。原方案進行中跨合龍前先拆除掛籃后安裝吊架，新方案在14#塊施工時，中跨一端掛籃向前移動2.5 m,底籃形成吊架，主桁架移動到8#塊，另一個掛籃也同步移動到8#塊,同時拆除底藍。

1.2成橋狀態線形比較

圖1　原方案成橋豎向變形

圖2　新方案成橋豎向變形

測點1#塊前端2#塊前端3#塊前端4#塊前端5#塊前端6#塊前端7#塊前端原方案計算撓度-0.05-0.08-0.40-1.05-1.29-1.09-2.40新方案計算撓度-1.06-1.55-2.29-3.37-3.97-4.30-6.16偏差-1.01-1.47-1.89-2.32-2.68-3.21-3.76測點8#塊前端9#塊前端10#塊前端11#塊前端12#塊前端13#塊前端14#塊前端原方案計算撓度-4.15-6.26-9.03-9.20-8.10-3.7019.12新方案計算撓度-8.49-11.20-14.60-15.56-15.28-11.7310.27偏差-4.34-4.94-5.57-6.36-7.18-8.03-8.85

表2　中跨側橋面鋪裝后控制點撓度(單位：mm，以向上為正)

1.3成橋狀態應力比較

圖3　原方案橋面鋪裝后箱梁下緣應力分布(單位：MPa)

圖4　新方案橋面鋪裝后箱梁下緣應力分布(單位：MPa)

通過對比原方案和新方案成橋狀態線形和應力儲備，主要結果如下：

(1)邊跨側成橋線形偏差。新方案相比原方案，成橋線形偏差在-1.01～-8.85 mm之間。

(2)中跨側成橋線形偏差。新方案相比原方案，成橋線形偏差在+0.98～+5.93 mm之間。

(3)成橋狀態應力儲備偏差。新方案相比原方案，邊跨側0#塊箱梁上緣應力偏差0.02 MPa，下緣應力偏差-0.03 MPa，中跨側0#塊箱梁上緣應力偏差0.02 MPa，下緣應力偏差-0.03 MPa，中跨跨中箱梁上緣應力偏差-0.01 MPa，下緣應力偏差+0.00 MPa。

(4)考慮收縮徐變10年后，新方案相比原方案，邊跨側0#塊箱梁上緣應力偏差0.01 MPa，下緣應力偏差-0.02 MPa，中跨側0#塊箱梁上緣應力偏差0.01 MPa，下緣應力偏差-0.02 MPa，中跨跨中箱梁上緣應力偏差-0.00 MPa，下緣應力偏差-0.01 MPa。

2施工方法

2.1合龍順序及體系轉換

(1)合龍順序

本橋為雙幅橋，單幅設兩個邊跨合龍，一個中跨合龍。合龍的順序為先邊跨合龍后中跨合龍，根據現場情況具體安排如下：

第一步：先進行216#、219#墩邊跨現澆段混凝土的澆筑，采用掛籃澆筑完成14#塊。

第二步：安裝邊跨合龍段模板、綁扎合龍段鋼筋，安裝合龍段勁性骨架，澆筑合龍段混凝土。

第三步：張拉邊跨合龍段頂、底板束、橫向束、豎向預應力束(包括邊跨13#、14#梁段)。張拉時先長束后短束，底板束與頂板束可均勻交替進行張拉。

第四步：拆除邊跨現澆支架及邊跨掛籃。

第五步：解除218#主墩的臨時固結，成為單懸臂體系，完成第一次體系轉換。

第六步：在滿足合龍溫度和設計標高時，安裝中跨合龍段模板、綁扎合龍段鋼筋，安裝合龍段勁性骨架，解除217#主墩臨時固結和217#、218#主墩臨時支座，澆筑合龍段混凝土。

第七步：張拉中跨合龍段頂、底板束、橫向束、豎向預應力束(包括邊跨13#、14#梁段)。張拉時先長束后短束，底板束與頂板束可均勻交替進行張拉。

第八步：拆除中跨合龍段掛籃，完成第二次體系轉換。

(2)體系轉換

在箱梁合龍時，根據梁體系轉換過程和施工步驟，按從邊跨向中跨的施工順序逐個解除各墩的臨時支座，讓永久支座受力。邊跨合龍后，預應力張拉壓漿完成，解除218#墩臨時固結，即專用切割工具將臨時支座混凝土切斷，將力釋放掉即可，因217#墩永久支座為固定支座，所以該墩臨時固結可暫不解除，完成第一次體系轉換，由懸臂靜定結構體系轉為簡支懸臂靜定結構體系，待中跨合龍，即中跨合龍段勁性骨架焊好后，將217#、218#墩臨時支座拆除，完成第二次體系轉換。

2.2邊跨合龍段施工

(1)直接利用施工14#塊的掛籃，底籃縱梁前伸進邊跨現澆支架橫向承重梁上，若底籃縱梁與現澆支架縱向承重梁打架，采用兩邊縱梁對焊連接(接頭處腹板加焊勁板)，或者調整底籃腹板處縱梁間距，使底籃縱梁支撐于橫梁上，內、外模板采用掛籃模板，利用手拉葫蘆通過導梁橫移到位。

(2)邊跨現澆段、邊跨14#塊距離端頭50 cm處在頂板需預埋導梁預埋孔，作為合龍段施工時側模及內模的支撐吊架。

(3)由于前吊帶精軋螺紋鋼位于2 m長合龍段范圍內，混凝土澆筑前采用PVC套管保護，套管采用短鋼筋進行固定，防止混凝土澆筑時移位而難以拆除。

2.3中跨合龍段施工

中跨合龍段施工在第一次體系轉換(即由T構轉換為靜定單懸臂)完畢，利用單個掛籃行走，直接利用掛籃進行施工。

邊跨合龍段施工完成，拆除主墩臨時固結，形成單懸臂體系后，開始進行中跨合龍段施工。中跨合龍段施工時，將梁端一支掛籃底藍拆除，主桁架移動到8#塊，另一支掛籃通過行走，使底模到達設計位置后，采用精軋螺紋鋼把底模錨固在箱梁兩端，而后對掛籃主桁架進行后退至8號塊，以減輕合龍段附加荷載。

2.4預埋孔設置

14#塊施工時需預埋合龍段預埋孔，要求在合龍段另一端的底板預埋4個前下橫梁預埋孔，梁面頂部兩端各預埋1個前下橫梁預埋孔，合龍時利用前吊帶錨固在14塊梁端。預埋孔距離梁端為50 cm，采用直徑為10 cmPVC管，預埋盡量在縱橋向成溝槽狀，為了合龍時的掛籃吊帶能夠進行縱向調整。

2.5施工配重

(1)邊跨合龍配重

邊跨合龍時，需在邊跨14#塊及中跨14#塊同步設置配重，合龍段混凝土澆筑時邊跨側配重隨著混凝土澆筑進行同步卸載，而中跨側配重不需卸載，在邊跨合龍后，預應力束張拉、壓漿完成，可將中跨側配重卸載。

具體配重方法如下：

邊跨合龍段懸臂端配重為28.1 t(1/2邊跨合龍段混凝土的重量)，采用在邊跨14#塊放置3個直徑2.1 m,高為2.5 m的鋼護筒裝水作為配重,通過計算，單個護筒裝水高度為2.3 m。邊跨合龍段配重卸載方法為:在護筒內表面設置刻度線，底板混凝土方量4.35 m3澆筑完，卸載至0.52 m;腹板混凝土方量4.2 m3澆筑完，卸載至1.02 m；頂板混凝土方量13.05 m3澆筑完，卸載至2.3 m。頂板剩余最后三方混凝土時，每澆筑一方混凝土拆除一個護筒。

(2)中跨合龍配重

中跨合龍時，中跨合龍段兩端各需配重為34.9 t(1/2中跨合龍段混凝土的重量)，采用在中跨14#塊的兩端分別放置4個直徑為2.1 m高為2.5 m的鋼護筒裝水作為配重，通過計算單個護筒裝水高度為2.1 m。

中跨合龍段配重卸載方法為:在護筒內表面設置刻度線，底板混凝土方量4.35 m3澆筑完，卸載至0.4 m;腹板混凝土方量8.7 m3澆筑完，卸載至1.2 m；頂板混凝土方量13.75 m3澆筑完，卸載至2.1 m。剩余最后四方混凝土時，每澆筑一方混凝土各端對稱拆除一個護筒。

3安裝模板、綁扎鋼筋、安裝預應力管道

外側模和內模通過導梁作為吊架，底模直接利用掛籃底模進行拼裝，用千斤頂收緊各吊桿，使底模與箱梁緊密接觸，避免箱梁合龍段與已澆筑塊段產生錯臺。底模安裝好后，綁扎鋼筋，安裝預應力束管道；然后安裝內模，綁扎頂板鋼筋、安裝頂板預應力束管道。

4合龍段混凝土澆注及預應力束張拉壓漿

合龍段三向預應力，橫向與豎向預應力束先穿，縱向預應力束后穿。預應力管道內穿抽拔管，以防止混凝土澆筑時，由于波紋管漏漿而堵管。

混凝土澆筑前張拉部分永久鋼束，加強合龍段連接。對模板加固情況、安全性、預埋件位置進行檢查，確保施工安全。選擇在一天氣溫最低、溫度穩定相對較長的時段內進行。澆注合龍段混凝土，盡可能縮短澆筑時間，使變形在混凝土初凝前完成。混凝土澆注前用水將箱梁表面、箱內灑水保濕進行降溫。兩端的混凝土連接面要充分鑿毛、潤濕，并沖洗干凈。采用泵送進行合龍段混凝土澆筑。

澆注合龍段混凝土時，合龍段兩邊配重鋼護筒需進行同步等效卸載。(具體操作：指派專人根據混凝土澆注速度，計算單位時間混凝土的入模重量，同時等量卸載掉合龍段兩側水筒中的水)。當合龍段混凝土達到設計強度的95%及混凝土齡期不少于5 d后，方可進行合龍段預應力鋼束張拉，灌漿錨固。

5結語

本文通過對寧高新通道工程石臼湖特大橋主橋箱梁合龍段施工過程進行探討、研究，形成了從合龍施工方法、施工工藝、體系轉換、混凝土澆筑及預應力張拉等一系列施工工藝，得到了一整套連續梁橋主橋箱梁合龍段施工技術，為以后類似工程提供了經驗借鑒，特別是采用掛籃直接合龍技術，提高了施工質量，加快了施工效率，達到了施工目的，從而可以為以后類似工程提供理論依據。

參考文獻：

[1]張謝東.大跨度預應力混凝土連續梁橋合龍施工技術研究[J].橋梁建設,2005，(2)：63-66.

[2]預應力混凝土連續(鋼構)懸臂澆筑施工技術指南(286-2004)[S].北京:中國鐵道出版社,2010.

[3]路橋涵施工技術規范(TJ/F50-2011)[S].北京:人民交通出版社,2011.

收稿日期：2016-05-25

作者簡介：陳永彪，工程師。

中圖分類號：U445

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)06-0104-03