論塘屋嶺特大橋連續剛構合龍施工技術

張均海

(廣西桂通工程咨詢有限公司，廣西 南寧 530028)

0 引言

連續剛構橋本身憑借可跨度大、可采用空心薄壁高墩、可采取懸臂澆筑梁施工等得天獨厚的優勢，在西部高速公路建設中發揮了重要的作用。而連續剛構橋合龍段施工是最為關鍵的工序之一，是連續剛構橋受力體系轉換的必經之路。正確地掌握合龍段施工工藝、加強技術控制是確保剛結構橋施工質量的關鍵所在。

1 工程概況

灌鳳高速公路塘屋嶺特大橋位于桂林市灌陽縣塘屋嶺村境內，跨越兩山之間的山麓地帶。橋梁全長784.08 m，橋型方案采用：橋跨組合為5×40 m+92 m+2×172 m+92 m+1×40 m，主橋為(92 m+2×172 m+92 m)預應力混凝土連續剛構，引橋永安關側為先簡支后連續后張法預應力混凝土T梁，鳳凰側為簡支后張法預應力混凝土T梁。6#、7#、8#主墩墩身為單肢式鋼筋混凝土空心薄壁墩，墩身高103 m。全橋共有2個邊跨合龍段及2個中跨合龍段，共計4個合龍段，左右幅合計共8個合龍段箱梁。每個合龍段箱梁長2.0 m，高3.6 m，底板厚0.38 m，腹板厚0.5 m，單個合龍段C55混凝土工程量為23.4 m3，重約60 t。采用先托架現澆邊跨塊件，然后采用掛籃合龍邊跨，最后掛籃合龍中跨的施工方案。

2 施工步驟及施工工藝

2.1 自然條件及環境調查

2.2 邊跨合龍段施工工藝

由于合龍段施工的重要性，除了確定好最適宜的澆筑施工時間，制定完善可行的施工方案，還應該做好其它必要的準備工作。施工前應清除與合龍段施工無關的箱梁頂板、梁體內的材料、機具、雜物等；用于合龍段施工的材料、設備有序放至0#段箱梁上，不得放在懸臂端。同時，根據氣候變化特點，合龍段一般在夜間施工，要提前準備好照明燈具以及做好夜間施工的安全防護措施等工作。

2.2.1 邊跨合龍段吊架及模板安裝

根據塘屋嶺特大橋的合龍方案，采用先托架現澆邊跨塊件、然后采用掛籃合龍邊跨的施工方法。因此，待邊跨現澆段箱梁混凝土強度大于設計強度的90%后，將邊跨現澆支撐托架的最外側貝雷梁拆除。由于合龍段長度只有2 m，為使模板能夠緊貼兩端已澆筑好的混凝土，將原來的掛籃模板進行改裝，底模、側模、頂模由原來的長4.5 m改裝為2.5 m。掛籃模板改裝完成后，將23#塊段的掛籃下前橫梁前移進邊跨現澆段箱梁底部，并用精軋螺紋鋼通過現澆段底板預埋孔將掛籃前橫梁錨固在現澆段底板處。掛籃的內外滑梁兩端通過預留孔道，用精軋螺紋鋼錨固在兩端箱梁混凝土上。箱梁模板沿用原掛籃模板，通過吊帶調整模板標高。如圖1所示。

圖1 邊跨合龍示意圖

2.2.2 平衡配重

為使合龍段混凝土在澆注過程中始終處于穩定狀態，同時保證T構的平衡，減少梁體變形對合龍段產生的負面受力影響，需要在施工中對梁體各懸臂部分采用施加配重保證力矩平衡，即分別在合龍段兩側的懸臂端，沿梁面橫向擺放配重；在合龍段鋼筋安裝及混凝土澆注過程中逐步撤出邊跨端的壓重，中跨側配重重量保持不變，以確保合龍段施工整個過程中的受力處于平衡狀態。塘屋嶺特大橋采用在“T構”兩懸臂端21#、22#節段相接處安放水箱，施工過程中往里面注、放水，充當施工平衡配重。監測單位根據合龍段施工工藝，考慮掛籃、臨時施工器械及合龍段混凝土重量600 kN進行了受力分配計算分析，邊跨現澆段施工完成、23#懸臂節段張拉后，懸臂端分配200 kN，掛籃重量按實際計。

圖2 配重示意圖

根據受力分配及力矩情況，提出了以下邊跨合龍配重方案：首先邊跨掛籃前移2.3 m，用掛籃施工邊跨合龍段，中跨掛籃位置不變。移動邊跨掛籃過程中在中跨21#、22#節段相接處配平衡重18 kN；待邊跨掛籃就位后，同步往兩端配重，在邊跨側21#、22#節段相接處配重213 kN，中跨側配重同步增加到231 kN；安裝合龍段模板和鋼筋，開始澆筑邊跨合龍段，同步(相同比例)減輕邊跨側的配重，中跨側配重不變，澆筑完成后，邊跨側配重減至零，如圖2所示。

2.2.3 邊跨合龍鎖定

根據灌鳳高速公路一階段施工圖設計的要求，塘屋嶺特大橋設計合龍段勁性骨架采用“預埋鋼板+連接工字鋼+連接固定鋼板”三段式結構。預埋鋼板在施工邊跨現澆段和懸臂段時，提前在梁體按圖紙要求預埋，然后將工字鋼與兩個梁段上的預埋鋼板焊接固定。邊跨合龍段鎖定安裝需注意事項：勁性骨架合龍(封焊)溫度應≤20 ℃，保持相對穩定；安裝勁性骨架前應鑿混凝土露出錨板，并按要求將其表面打磨平整光潔；安裝勁性骨架，其一端與錨板焊接固定，另一端作為調節端。梁體內的預埋鋼板與雙36b槽鋼截面焊接牢固，以確保勁性骨架能承受足夠的拉力；臨時張拉合龍束，勁性骨架鎖定，對勁性骨架調節端封焊；合龍段混凝土澆筑完成后對勁性骨架灌注同箱梁標號壓漿劑。

2.2.4 合龍段混凝土澆筑

合龍段用勁性骨架連接固定后，采用和合龍段同標號的水泥漿將勁性骨架注滿。合龍段混凝土澆注過程中，按新澆注混凝土的重量分級卸去平衡重(即分級卸載)，保證平衡施工。為減少合龍段混凝土在凝固過程中的收縮變形，提高其早期強度，施工時混凝土的配合比中適當添加微膨脹劑，同時降低水灰比。合龍段混凝土要求一次澆注成型，先澆筑底板再澆筑腹板，后澆筑頂板，采用分層澆筑，并應快速連續澆筑，時間控制在3 h以內。

2.3 中跨合龍段施工

中跨合龍段施工工藝和邊跨合龍工藝大體上相同，差別較大之處就是合龍的鎖定。因此，本文在中跨合龍段施工中只對合龍鎖定作主要論述。

連續剛構中跨合龍鎖定的關鍵是準確計算頂推鎖定。各項合龍前的準備工作完成后，合龍鎖定前對連續剛構中跨合龍前施加定量的水平頂推力，可改善因長期荷載作用下混凝土收縮、徐變及溫度效應對連續剛構橋墩柱受力及變位產生的不利影響。施工時可以使用千斤頂改善合龍段受力情況，一般只在中跨合龍時適當使用。在計算水平頂推力時應對設計頂推力進行優化，合龍溫差所需的頂推力與溫差值近似成線性關系。若高溫狀態下進行合龍，則要增大頂推力來抵消高溫合龍溫差產生的墩頂水平偏位，從而減小合龍溫差對結構的影響。大跨徑混凝土連續剛構橋合龍時施加頂推力后，不但減小了薄壁墩墩頂的水平偏位，而且還能有效改善主墩的受力，特別是橋墩底部的內力。

塘屋嶺特大橋勁性骨架合龍鎖定前由監測單位根據實際情況計算得出水平頂推力為3 550 kN。施工過程中，用千斤頂在兩個合龍段同步施加水平頂推，頂推到位后用勁性骨架進行焊接合龍鎖定。焊接鎖定后立即往勁性骨架內灌注C55高標號水泥漿，待水泥漿強度達設計強度的90%后撤去頂推千斤頂。

2.4 合龍段預應力鋼筋施工

大跨徑連續鋼構橋基本采用的是單箱大體積箱梁，設計縱、橫、豎向三個方向均設有預應力鋼筋(束)，合龍段預應力鋼筋的設計同樣三個方向均設有預應力鋼筋(束)。塘屋嶺特大橋合龍段縱向預應力鋼束采用φ15.2鋼絞線；橫向預應力鋼束采用2-φs15.2鋼絞線；豎向預應力鋼筋采用1-JL32高強度精軋螺紋鋼。

2.4.1 縱、橫向預應力鋼束施工

合龍段混凝土澆筑完成養護7 d后，混凝土強度達到設計值的90%以上應及時進行預應力施工。施工過程應嚴格按設計要求的先后次序進行張拉：對預應力束進行張拉伸長值計算，如在曲線部分，則要考慮曲線部位摩阻力的影響，并根據技術規范精確地計算出每束鋼絞線的伸長值；千斤頂的縱向軸線與鋼絲束中心線處于同一直線上；油泵加壓應緩緩進行，速度不宜過快，分級加壓，兩端張拉時應使兩端的伸長值基本接近；預應力筋張拉完成后，要及時進行孔道壓漿。

2.4.2 豎向預應力鋼筋施工

豎向預應力鋼筋要求逐根張拉到位，逐根記錄備查，嚴防遺漏。豎向預應力精扎螺紋鋼筋要求采取可靠的施工方法確保豎向預應力施加的準確。施工過程中應注意保護豎向預應力管道，嚴禁水泥砂漿等雜物進入管道內。為防止預應力損失過大或漏張拉，豎向預應力首次張拉后暫不灌漿封錨，待7 d后進行二次張拉，確保預應力達到設計噸位。豎向預應力完成二次張拉后進行灌漿封錨。

3 結語

連續剛構橋多用于大跨度的薄壁高墩上，即把高墩看作一種擺動支承體系，從而降低墩的內力，

由于其具備超越連續梁橋跨徑的能力，且造價低廉、施工技術成熟等特點，是近年來使用較多的梁式橋。連續剛構橋合龍段施工是懸臂澆筑技術非常關鍵的工序之一，是連續剛構橋梁體體系轉換的必經之路。灌鳳高速公路塘屋嶺特大橋全橋順利合龍并完成體系轉換，橋梁線形平順，結構合理，受力良好，為今后大跨徑連續剛構橋懸臂澆筑法施工提供了借鑒和參考。

[1]JTG/TF 50-2011，公路橋涵施工技術規范[S].

[2]JTG D60-2015，公路橋涵設計通用規范[S].

[3]胡 浩.連續剛構橋施工階段關鍵力學問題的有限元分析[D].合肥：合肥工業大學，2010.