大跨徑斜拉橋疊合梁邊跨合龍施工技術

高源偉 李 密 胡 雨

（1.珠海洪鶴大橋有限公司，廣東珠海 519000；2.中交第二航務工程局有限公司，湖北武漢 430000）

珠海洪鶴大橋主橋為雙塔斜拉橋，主梁由工字梁、組合梁及預制橋面板組成，整座大橋有兩個邊跨合龍段，邊跨合龍施工采用頂推強制合龍施工方案，合攏段采用三向千斤頂擴大，合攏段主梁升高，合攏段縮小，實現主梁合攏。與傳統技術相比，該橋的成橋狀態更符合設計理念，施工不受環境條件的限制。

斜拉橋合龍施工方法主要有兩種。一種是強制合龍法，即在溫差與日照影響最小的時段，以設計成橋狀態主梁長度為依據，通過頂推裝置將合龍口增大，吊裝主梁后再縮小合龍口，連接完成后解除臨時約束，完成體系轉換，施工不受環境溫度限制、施工速度快；另一種是溫差合龍法，即利用溫差對鋼梁的影響，在一天中溫度相對較低的時段將合龍段梁體安放至合龍口（此時因收縮作用合龍口距離最寬），在溫升與日照影響之前，連接完成，解除臨時約束完成體系轉換。珠海洪鶴大橋主橋為雙塔疊合梁斜拉橋，邊跨合龍施工成功采用了強制合龍法，實施效果良好。

1 工程概況

珠海市洪鶴大橋磨刀門水道主橋結構為485 m鋼混疊合梁斜拉橋，主梁為鋼混疊合梁，中心處梁高3.5 m，主梁頂板寬34.9 m（含風嘴梁寬為39.1 m）。

珠海市洪鶴大橋主橋全景如圖1所示。

圖1 珠海市洪鶴大橋主橋全景

1/2全橋（單塔）主梁共計42個梁段（不含中跨合龍段），其中邊墩墩頂塊85#梁段與84#梁段組成邊跨合龍口，84#梁段長8 m，梁高為3.5 m，84#梁段由兩根主縱梁及兩根壓重橫梁組成，主縱梁單根吊裝重量約18.1 t，壓重橫梁單根吊裝重量約為44.7 t；邊墩墩頂塊85#梁段長6.5 m，梁高為3.5 m，梁段由兩根主縱梁及一根端部橫梁組成，主縱梁單根重量約為14.7 t，端部橫梁重量約為139.2 t。

邊跨合龍段平面布置如圖2所示。

圖2 邊跨合龍段平面布置

2 主要技術標準

設計車速：100 km/h。

橋涵設計汽車荷載等級：公路Ⅰ級。

橋梁的標準寬度：33.0 m。

地震動峰值加速度：0.10g。

設計基準風速：39.3 m/s。

結構設計基準期：100年。

環境類別：Ⅱ類環境（濱海環境）。

抗震設防標準：《公路工程抗震規范》（JTG B02—2013）及本項目相關地震安評報告，珠海洪鶴大橋屬于A類橋梁，地震基本烈度Ⅶ度，抗震設防措施等級Ⅷ度。

3 方案選擇

邊跨合龍施工方案，需要充分考慮項目所在地水文、地質、氣象條件，兼顧工期、經濟等因素。

（1）根據洪鶴大橋主橋疊合梁施工計劃，預計在2020年5月底懸臂拼裝完成，先合龍邊跨，后合龍中跨，珠海市在2020年5月進入臺風期，為保證結構安全，合龍施工宜盡快完成。

（2）根據總體安排，主橋避免大懸臂渡臺，工期緊張，邊墩墩頂塊采用廠內散件拼裝浮吊整體吊裝至支架的施工工藝。

（3）梁段之間采用高栓連接，主縱梁板材較厚且高栓數量較多，如采用臨時連接匹配鉆孔的方式合龍，工期較長且施工質量無法保證。

結合分析，擬定洪鶴大橋HHTJ3標疊合梁邊跨合龍施工方案。采用在邊墩搭設臨時支架，鋼結構廠內拼裝邊墩墩頂塊整體運至橋位處，利用浮吊整體吊裝，節約現場散拼時間；84#梁段采用橋面吊機進行對稱懸臂拼裝，按照標準節段施工流程依次進行斜拉索一張、壓重混凝土澆筑、橋面板安裝；邊跨合龍時利用邊墩墩頂塊支架上的三向千斤頂將墩頂塊調節至設計狀態，滿足合龍口拼接板與梁段螺栓孔匹配對位，迅速安裝對應的拼接板，進行高栓施擰，完成疊合梁邊跨合龍。邊跨合龍完成后，需要立即對過渡墩及邊墩的永久支座進行灌漿，灌漿料達到設計強度后撤除梁底臨時支墊并支座解鎖，以上工作需要在晚上溫度恒定時進行，在日出之前完成。

4 邊跨合龍施工關鍵技術

4.1 施工準備

（1）墩頂塊拼裝精度控制。

墩頂塊拼裝精度直接影響邊跨合龍速度，理論上墩頂塊平面線形需要拼裝為矩形。為了保證拼裝精度，在拼裝廠內設置了拼裝胎架，拼裝時采用全站儀及測距儀控制梁段4個角點及對角線。

拼裝控制點如圖3所示。

圖3 拼裝控制點

（2）調位千斤頂布置。

邊墩墩頂塊吊裝前將三向調位千斤頂安裝至指定位置，根據梁段重量考慮，設置4臺100 t三向千斤頂。

（3）邊墩墩頂塊安裝。

邊墩支架搭設完成后，在支架上設置限位裝置，保證浮吊吊裝墩頂塊時能準確快速安裝完成。

4.2 合龍口懸臂端狀態調整

在邊跨合龍段（ZL84）的前3個梁段施工過程中根據監控的指令逐步調整梁段線形，為了確保邊跨合龍段（ZL84）與ZL85梁段（墩頂塊）的平順連接，應重點控制ZL84梁段的軸線及高程偏差，保證梁段軸線及高程偏差值滿足要求。

ZL84橋面板安裝完成后，由第三方監控單位對鋼梁溫度場進行測量，根據已建立的結構模型對鋼梁梁端進行敏感性分析，下達合龍口狀態調整指令。

（1）高程和高差調整。

根據實際標高調整合龍口鋼梁上游和下游間的標高差，通過張拉和放松斜拉索千斤頂調整索力，控制錨杯拔出和收縮，控制閉口兩側高差在5 mm以內。

（2）軸線偏位調整。

為便于合龍口鋼梁軸線偏位調整，在合龍口兩側鋼梁主梁對角線方向上設置對拉設施（由鋼絲繩及多臺10 t倒鏈組成），通過拉動設置在ZL84和ZL85鋼主梁對角線方向的對拉倒鏈，調整合龍口鋼梁軸線偏位偏差在5 mm以內。

4.3 墩頂塊狀態調整

邊跨合龍段（ZL84）高程如若偏差較大，需要通過調整斜拉索索力來保證標高滿足要求，如若偏差較小，可以通過三向千斤頂微調ZL85梁段（墩頂塊）的狀態，以此保證ZL84與ZL85合龍口的拼接板能順利安裝到位，ZL84與ZL85梁段之間高程和線形滿足合龍要求。

4.4 合龍口拼接板連接

邊跨合龍段ZL84狀態調整完成后，利用三向千斤頂將墩頂塊（ZL85梁段）再頂推至設計位置，精確調整平面位置和標高，等待合龍溫度和時機。

邊跨鋼梁合龍口拼接板連接前，由第三方監控單位確定合龍溫度和時機，下達監控指令，根據監控指令在合龍的溫度和時機進行合龍施工。

鋼梁合龍宜選擇夜間溫度恒定時段，保證在合龍溫度持續時間內能滿足合龍口連接及體系轉換所需時間。

5 結語

珠海洪鶴大橋的邊跨合龍順利，確保了大橋中跨按時合龍，主梁線形及應力狀況完全符合設計要求。通過合龍口懸臂端索力調整等措施，使懸臂拼裝主梁線形匹配效果良好；采用三向千斤頂調整墩頂塊狀態，在非“設計合龍溫度”條件下實現主動合龍。此合龍方法免除了現場匹配鉆孔作業內容，大幅度縮短了合龍時間，且施工不受環境條件約束，為今后類似邊跨合龍施工提供了參考。