城市大懸臂低高度節段預制拼裝箱梁施工技術

尹曉波 （中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州 313000）

1 工程概括

鄭州市四環線大河路1標主線橋為節段預制拼裝連續箱梁，橋梁全長2.18km，共計梁片2212榀，連續梁為兩跨或三跨一聯，中墩為支架懸拼結構，邊墩為支架支撐結構，邊跨、中跨均設置40cm～120cm不等的合攏段濕接縫，為鋼筋混凝土結構，0#塊、1#塊間設置15cm素混凝土濕接縫，用于誤差調整，節段梁之間涂抹拼接膠，用于粘結和防水，梁體結構均采用自密實C60混凝土。主橋分左右兩幅，單幅梁寬16.5m，加寬段為組合梁，梁寬26m（16.5m+9m+0.5m濕接縫），均為單箱單室結構，梁高2.2m，底板梁寬2.8m，懸臂長4.0m，墩頂現澆0#塊分為邊墩0#塊和中墩0#塊，其中邊墩0#塊梁長33.5m，梁寬2.17m，梁高由2.2m 變化到3.092m，跨中處梁高2.891m，頂板厚由0.23m過渡到0.33m，底板厚由0.4m過渡到0.5m，腹板厚由0.6m過渡到0.7m，懸臂長4.0m，支點1.72m范圍內設置高、寬均為0.8m的過人孔，邊墩為支座墩；中墩0#塊梁長4.5m，支點左右2.8m范圍內設置高、寬均為0.8m的過人孔，墩梁固結，其余同邊墩0#塊。根據構造及施工架設需要，跨徑為41m～46m梁劃分14個預制節段，跨徑為36m～40m的梁劃分12個預制節段，跨徑為30m～35m的梁劃分10個預制節段。預制拼裝標準節段長度分別為2.9m、2.4m和 2.0m，調節節段分為2.8m、2.5m、2.3m。

2 預制節段拼裝施工

2.1 1#塊安裝與精調

1#塊安裝采用260t履帶吊或跨墩龍門吊進行吊裝，吊裝作業采用專用吊具，吊具利用φ32精軋螺紋鋼通過節段梁吊裝孔連接，該吊具可通過液壓系統調整節段梁的橫坡、縱坡，提高除1#塊外的其余節段梁拼裝效率。由于邊墩0#塊自身不具備穩定性，邊墩1#塊安裝前首先對兩0#塊進行加固處理，現澆0#塊支架拆除前，先用臨張臺座和φ32精軋螺紋鋼進行鎖定，臨張臺座設置4組8個，頂板鎖定后用I16工字鋼，在兩0#塊間后澆帶頂部進行支頂（兩0#塊后澆帶寬度1.04m），工字鋼頂部各焊接一根長20cm φ16螺紋鋼，以防工字鋼下滑，后澆帶支頂工字鋼延0#塊橫橋向安裝4根，頂板鎖定支撐完畢后，為防止底板伸縮縫處發生位移，在底板伸縮縫處設置楔形墊鐵，墊鐵延頂板寬度方向安裝3塊。所有加固措施安裝完成后，方可拆除翼緣板及底板處影響1#支架安裝的滿堂支架，其余支架均不可拆除（邊墩為支座墩，橫梁及0#塊順橋向較窄2.17m，自身穩定性差）。

粗調：1#塊吊裝前在支架橫梁頂放置一組4個三向千斤頂和4個機械螺旋頂，每個千斤頂承重50t，4個三向千斤頂位置已事先測量定位（梁片中心線每側1.2m，前后內收0.2m），并在外側橫梁上標記出該里程點橋梁中線，在0#塊頂板放出每幅橋橋梁中線，并在兩端用記號筆做好標記。1#塊運至現場后復核1#塊的測定坐標與設計是否相符，然后用記號筆在箱梁上做好縱、橫軸線標記，并在底板位置標記出底板中線。1#塊吊裝就位時0#塊、1#塊頂板中軸線對應，底板中心線與支架外側橫梁標記點對應，對應完成后穩住落梁，使1#塊平穩落于三向千斤頂上，安裝頂板臨張臺座，每片梁安裝4個，各臨張臺座通過6根φ32精軋螺紋鋼與節段梁牢固連接，0#塊兩端1#塊間利用臨張臺座，通過通長φ32精軋螺紋鋼連接，底板臨張臺座1#塊間通過通長φ32精軋螺紋連接，利用頂、底板臨張臺座、精軋螺紋管將1#塊臨時鎖定，節段梁調節過程中精軋螺紋鋼不受力，臨張臺座和精軋螺紋鋼安裝完成后，通過三向千斤頂對1#塊進行粗調，控制平面位置偏差在2cm左右，高程偏差控制在3cm左右。

精調：先調節梁片上預先標記6個坐標點的高程，調整坐標點高程在允許誤差范圍內后，測量梁中軸線上的2個坐標點相較于設計值的偏差；再利用三向千斤頂對梁片位置多次調節，待中軸線上的2個坐標點高程及平面位置均與設計位置在允許誤差范圍內。再觀測其余4個坐標點，超出設計要求誤差范圍時則進行微小調整。直至6個坐標點的高程、平面位置均在設計允許誤差范圍內。在精調過程中機械螺旋頂同步跟進以確保梁體穩定，精調完畢后將螺旋頂鎖死受力，撤除三向千斤頂，進行后續1#塊的精調作業。為防止后續工序施工時擾動1#塊影響其精度，精調完成后根據0#塊和1#塊之間的縫寬用I16工字鋼加工墊鐵，工字鋼頂部各焊接一根長10cm φ16螺紋鋼以防墊鐵掉落，墊鐵在頂板左、中、右各設置一塊，底板左、右各設置一塊，墊鐵安裝完成后將頂板、底板預先安裝在臨張臺座上，連接兩端1#塊的通長精軋螺紋鋼用螺帽上緊，臨張臺座兩側各設置一個螺帽，先緊外側再鎖內側，使前后前端均無法發生位移，確保梁體穩定，保證1#塊調整精度。

2.2 T構節段懸拼

1#塊頂板束張拉完成后，兩邊對稱進行2#塊的懸拼施工，懸拼施工前全面檢查梁板編號、節段梁結構尺寸、縱向波紋管偏位、混凝土強度，檢查合格后方可起吊試拼，無誤后對1#塊、2#塊對接面縱向波紋管端口粘貼密封圈，確保縱向波紋管對接后的密閉性，然后涂抹拼接膠，環氧樹脂膠涂抹要均勻，厚度控制在2mm～3mm，梁板拼裝擠壓后，膠體厚度控制在0.5mm～1mm，環氧樹脂膠施工環境溫度≥0℃，膠體配制完成后需在45min內涂抹完畢，90min內拼裝完畢，涂抹和拼裝2h內采取措施防止陽光直射和雨水浸泡，該膠初步固化時間宜≥2h，并在24h內完全固化達到設計強度。涂抹后節段梁開始正式拼裝就位，因1#塊施工完成后橋梁的姿態、線形已確定，后續節段梁安裝時節段梁對接面剪力鍵和對應槽口的對接，只需對橋面高程、線形進行輔助觀測。節段梁拼裝就位后，相鄰節段梁頂板、底板臨張臺座穿φ32精軋螺紋鋼，進行臨張錨固，60t千斤頂臨張拉力控制在32MPa，待拼接膠強度達到設計強度后進行節段梁永久束張拉（邊墩節段梁拼裝，拼裝至4#塊進行永久束張拉，邊墩其余節段無頂板永久束）。重復上述操作進行后續節段梁的拼裝作業，直至該聯箱梁全部節段拼裝完成。

3 預應力施工

3.1 臨時預應力張拉施工

臨時預應力的作用是提供節段之間均勻的接合壓力，使環氧樹脂膠受到適當的擠壓而填滿于縫隙中，使得多余的樹脂沿節段邊緣擠出，保證接縫的緊密接觸，讓節段梁間形成一個整體，并保證在節段梁的永久預應力施工之前節段梁之間不發生錯位。臨時預應力張拉采用4臺65t中空千斤頂同時張拉，張拉時保證環氧樹脂膠層應力≥0.3MPa。臨時預應力作業屬臨時性措施，全跨節段拼接完畢，待第一批縱向預應力鋼束張拉完成后拆除。

3.2 永久預應力張拉的施工

臨時預應力施工完成，待環氧樹脂強度達到設計強度后施作永久預應力束。永久預應力施工采用智能張拉設備，張拉時左右對稱、兩端同時進行，以免發生偏拉，對梁體造成破壞，預應力張拉后用手持電動切割機切除多余鋼絞線，預留3cm～5cm錨固長度，用高強砂漿封閉錨頭，養護至≥20MPa時開始壓漿，壓漿采用循環壓漿設備，確保壓漿的飽滿度和質量，壓漿完成后進行后澆帶施工。

預制拼裝箱梁通長束預應力張拉需左右對稱、兩端同步進行。體內預應力束（通長束）施工順序：腹板、底板束交替張拉；先長束后短束。張拉時采用張拉力及伸長量雙控，當張拉力達到設計張拉力時，實際伸長量與理論伸長量之間的誤差應保證在設計鋼束伸長量±6%內。誤差率超出±6%時暫停張拉，待分析原因、采取調整措施后再張拉。預應力鋼束張拉時要避免出現滑絲、斷絲現象，確保在同一截面上的斷絲率≤1%，任何情況下一束鋼絞線斷絲不得超過1絲。預應力束分級張拉程序為：0→15%σcon→30%σcon→60%σcon→100%σcon（持荷5min后錨固）。

4 結語

混凝土節段預制拼裝箱梁是一種新型橋梁，較現澆箱梁減輕了梁體自重，減少樁基的深度、減小承臺的尺寸、降低墩身的斷面，節約了材料和建設成本。同時該類橋梁節段可工廠化加工生產，打破了傳統橋梁先做下部再做上部的傳統建橋模式，預制節段可與下部結構同步開工建設，節約了時間；同時工廠化加工生產預制節段因機械化程度高可保證節段梁的生產精度，進而確保現場施工質量，由于預制節段是集中化加工生產，可減少污染排放，迎合了當前綠色環保要求。綜上所述，該類橋梁結構輕、外觀美、能耗少、成本低，在今后城市橋梁建設中具有舉足輕重的地位，有著良好的發展前景。