連續梁合攏段幾個關鍵問題的探析

胡國華 蔣云昕

1.平湖市平湖塘投資建設有限公司，浙江平湖 314200；2.浙江中交通力工程設計有限公司，浙江杭州 310015

連續梁合攏段是連續梁橋的關鍵控制部位，由于結構受力復雜，施工控制技術難度大，加上目前合攏段所采用的傳統混凝土存在脆性和低延性等弱點，在長期交變荷載和環境因素作用下容易產生早期疲勞開裂病害，是目前連續梁橋建設中亟待解決的關鍵難題之一。

1 變截面連續梁橋合攏段存在的病害情況

改革開放40年來我國公路交通事業快速發展，斜拉橋、變截面連續箱梁等大跨度連續結構橋梁在我國橋梁建設總量中所占的比重越來越大。由于大跨度預應力梁合攏段施工控制難度大，主體結構變形大，再加上風、溫度、環境以及車輛荷載作用下，致使橋梁上部結構產生高頻次反復振動變形，降低了橋梁使用壽命，增加了安全風險，特別是該類橋梁的合攏段在后期運營過程中易出現各類病害。通過查閱相關橋梁的檢測資料，對多座運營中的變截面連續梁橋的合攏段病害進行統計、梳理和分析，目前，合攏段存在的主要病害有以下幾類：

（1）合攏段箱梁外側底板存在橫向裂縫；

（2）合攏段箱梁頂底板存在縱向裂縫；

（3）合攏段腹板存在豎向裂縫，部分豎向裂縫與底板橫向裂縫貫通成U型裂縫；

（4）合攏段與懸澆段接縫處存在橫向裂縫；

（5）合攏段表面砼存在麻面、網裂、析鹽等病害；

綜合分析上述病害產生原因，除了砼材料特性和施工澆筑工藝外，主要由合攏段施工過程中溫度、體系轉換工序、砼澆筑指標等控制不到位及運營中長期交變荷載作用下引起的。合攏段箱梁外側底板橫向裂縫，見圖1。

圖1 箱梁外側底板橫向裂縫

合攏段箱梁頂底板存在縱向裂縫，見圖2。

圖2 箱梁頂底板縱向裂縫

合攏段腹板存在豎向裂縫，部分豎向裂縫與底板橫向裂縫貫通成U型裂縫，見圖3。

圖3 箱梁腹板豎向裂縫

合攏段與懸澆段接縫處存在橫向裂縫，見圖4。

圖4 合攏段與懸澆段接縫處橫向裂縫

合攏段表面砼存在麻面、網裂、析鹽等病害，見圖5。

圖5 合攏段表面一般病害

2 合攏段施工工序控制

合攏段施工是連續梁懸臂施工的重要環節，也是梁體體系轉換的必經階段。合攏段砼從立模澆筑到最后預應力鋼筋的張拉，直到最終的合攏狀態，在此其間必然要經歷晝夜溫差的影響，現澆砼的早期收縮徐變、還有在超靜定結構中張拉預應力所引起的次力矩、施工荷載等因素，都會在合攏截面產生撓度差和角變位，引起結構內力變化，產生變形。所以，在合攏段的施工中，必須采取合理措施，不致于由于自身長度的變化而引起開裂和壓碎，以保證合攏段的工程質量，使橋梁順利合攏。合攏段施工一般經歷的順序為：安裝施工吊籃、模板—測量觀測—臨時鎖定—綁扎鋼筋、安裝預應力管道及預應力筋—施工配重—混凝土澆筑和養生—張拉部分預應力—拆除0#塊臨時支撐一張拉余下預應力。

3 合攏段的臨時鎖定

一般設計文件中會提供一個合攏溫度，這個合攏溫度是結合當地的年氣溫變化情況及橋梁結構受力分析而確定的，該溫度也是合攏段施工時臨時鎖定和混凝土澆筑這兩個施工工序的控制溫度。我們平常所說的低溫合攏，是指合攏段臨時鎖定和砼澆筑期間的一個相對低的溫度。

臨時鎖定是連續梁合攏段施工中的關鍵工序，是實際意義上的結構合攏。臨時鎖定是為了減少因溫差、日照、砼自重、施工階段荷載、干縮等因素對合攏段施工質量的影響，利用勁性骨架焊接支撐、臨時張拉預應力鋼筋等方式將合攏段兩端鎖定。臨時鎖定原則是降溫時骨架不受拉、升溫時能保證骨架的受壓穩定，使簡支的T構變成連續結構。合攏段臨時鎖定必須在合攏段砼澆筑前幾天氣溫相對低時完成。臨時鎖定施工的一個關鍵因素是鎖定溫度及時間的選定，施工時根據設計單位提供的合攏溫度，通過近5～10d左右的氣溫觀測，繪制近期日平均氣溫變化曲線及每天的氣溫變化曲線，一般選擇在下半夜或凌晨的一個時點進行鎖定施工。

4 合攏段配重設置

設置合攏段配重的目的是為了保證合攏段砼澆筑過程中不因連續梁受力狀態發生改變而影響合攏段質量，使合攏段在砼開始澆筑至結束期間全橋的受力狀態和合攏段的豎向位移基本保持一致，減少合攏段砼澆筑時的撓度變形。配重設置通常可以用水箱或沙袋等，水箱由于具有減載操作方便、費用低等優點效果最好，一般優先采用，在正常懸臂澆筑最后兩個節段要實測、分析、統計輸送泵砼輸送的速度，以確定合攏段兩端在澆筑砼時配重卸載的速度。

5 合攏段砼澆筑相關控制原則

合攏段砼澆筑的關鍵是砼配合比、澆筑溫度及澆筑時間的選定。合攏段砼的強度等級一般選用較標準節段（即懸臂澆筑砼部分）提高一個等級，并摻入適量的微膨劑、早強劑或鋼纖維等能改善砼性能的添加劑，防止混凝土在凝固過程中因不均勻收縮而出現開裂，嚴重者可能導致合攏失敗。在澆筑前需反復沖洗合攏段的模板，尤其是與前一個梁段的交接處必須徹底濕潤，并對接縫處的舊砼進行鑿毛，以保證新舊混凝土粘結質量。施工過程中使用溫水或低溫水作為拌和用水，以降低混凝土的入模溫度，降低砼的水化熱。合攏段砼澆筑時間一般控制在3～4h為宜。合攏段砼澆筑溫度、澆筑時間的選定原則上采取當天低溫時開始進行澆筑砼，確保施工期的合攏段砼處于受壓狀態，通常結合設計單位提供的合攏溫度選擇在一天凌晨氣溫最低且溫度變化幅度較小，同時氣溫處于上升期的時候完成整個合攏段砼的澆筑。合攏段砼澆筑完畢后應按照砼施工規范規定及時的加強保濕保溫養護，養護時間原則上一般不應少于7d。

6 結語

在施工過程中，通過對合攏段施工工序、臨時鎖定、配重、施工溫度、砼澆筑等嚴格控制，使得合攏段及全橋成橋狀況下應力分布狀態與模擬的結構理論計算應力分布狀態更為接近，從而保證連續梁合攏段的施工質量和使用功能的發揮，減少合攏段病害發生。但目前合攏段各施工關鍵工序的控制主要是基于一些經驗和定性的控制要求，缺乏對合攏段各施工關鍵工序理論的分析研究和定量的技術指南或規范等，這方面內容還需要我們工程建設者在以后的工作中不斷地深入研究。