鐵路高墩預制節段拼裝梁濕接縫施工工藝探析

劉 薇

（中鐵八局集團昆明鐵路建設有限公司，云南 昆明 650200）

1 概況

玉磨鐵路木乃河雙線特大橋位于熱帶雨林山嶺地區，受狹窄、滑坡、斷裂帶等地形限制，其中0-17#墩用移動模架節段箱梁拼裝法施工，橋梁梁段自重大（177.686t），架設梁底凈空高（67m），線路縱坡大（21‰），梁段間采用濕接縫連接。

濕接縫由于是現場澆筑，其施工質量不易控制，為整個上部施工體系中的薄弱環節，其使用性能影響著整個橋梁體系的服役性能，且預制梁段長度與設計值可能存在偏差，導致濕接縫的長度會出現偏差，因此有必要進行濕接縫結構施工對成橋線性和應力影響的研究。

2濕接縫結構參數敏感性分析

由于梁體跨度越大，受力越不利，且應力及位移越明顯，因此在參數敏感性分析時選擇48m簡支梁橋模型進行分析。計算分析時，僅變化需要討論的參數值，進行單一因素討論，其他參數值仍然取設計參數值。

以3#-17#墩48m簡支梁橋為例，一共設置9個濕接縫，其標準設計長度為60cm。以基準狀態下的成橋線性作為參考值，對濕接縫寬度進行變化，計算分析后得到濕接縫寬度變化影響下的成橋線性圖如圖1所示。

圖1 濕接縫寬度變化影響下的主梁成橋線性

當濕接縫寬度增加20cm時，最大撓度差值為-0.44mm；當濕接縫為寬度減小20cm時，最大撓度差值為+0.55mm。增加濕接縫的寬度使梁體的撓度值增加，其原因是濕接縫為整個上部結構的薄弱節段，現場現澆對濕接縫的質量難以控制，且濕接縫起著連接兩個預制梁段的作用，其黏結性需要有所保證，因此在濕接縫施工時要考慮比預制梁段的混凝土等級高一級。由于濕接縫的混凝土等級比預制梁段混凝土等級高，濕接縫長度越長則高等級混凝土用得越多，撓度值會越小。

極差計算對比下撓度僅做敏感性大小初步確定，由于各點的撓度差值不同，需要考慮一些節點誤差，不能僅用最大值來決定一個參數的影響性，通過方差分析，濕接縫寬度增加和減小對橋梁線性的敏感度大小基本相同，取其平均值為0.0325。

以基準狀態下的應力為參考值，對濕接縫寬度進行變化，計算分析后的濕接縫寬度變化影響下的應力對比圖如圖2所示。

圖2 濕接縫寬度變化影響下的主梁應力

通過計算分析，當濕接縫寬度增加20cm時，最大應力差值為0.2MPa；當濕接縫為寬度減小20cm時，最大應力差值為0.19MPa，濕接縫變化對橋梁應力值的敏感度大小取值0.003。

3 濕接縫結構施工技術

3.1 模板設計

濕接縫模板采用定型鋼模，模板設計尺寸根據上述分析適當放寬。立模順序依次為底模、側模和內模。底模直接采用對拉形式，使其與梁底密帖；外側模和內側模用對拉螺桿拉緊與梁段密貼。模板加固采用“吊模”原理，將兩節段作為支撐主體，用雙拼工字鋼連接，中間放置立桿掛住模板，模板與模板之間采用對拉桿連接。

圖3 B類濕接縫模板總裝圖（48m）

圖4 C類濕接縫模板總裝圖

3.2 濕接縫模板固定

1）為解決現有技術濕接縫模板固定困難，澆筑過程模板移動和由于混凝土擠壓翹起問題，利用節段空間，在澆筑混凝土過程中通過自制改進的固定裝置傳力至節段的吊桿之上，使模板形成有強度、剛度、穩定性的吊模。

2）固定裝置采用10#槽鋼雙拼作為加固梁，中間預留調整滑道，φ22永久措施鋼筋作為對拉桿，避免為PVC管與對拉鋼筋之間存在空隙而形成混凝土軟弱面，張拉后混凝土受壓造成軟弱面之間沉降進而沿對拉桿形成貫通裂縫。

3）針對梁體存在縱坡，在上加固梁下面設置螺紋調節支座，可調整高度為5cm，利用插銷固定，調節支座下設防滑膠墊，防止支座移動。

圖5 固定濕接縫裝置

3.3 濕接縫混凝土澆筑

由于地形比較復雜、橋墩較高，架橋機將預制節段全部吊在空中時會阻斷交通，節段預制拼裝架橋機上吊具、吊桿較多，且梁段長，研用一種現澆箱梁濕接縫混凝土澆筑系統，利用梁體設計坡度大、架橋機上有限空間環境通過U型縱向溜槽沿橋梁縱向輸送混凝土，再經過橫向溜槽輸送至濕接縫，確保非標準箱梁濕接縫混凝土澆筑質量，避免堵管現象，同時減少濕接縫模板材料損耗，解決混凝土堵管、運輸長度等問題。

圖6 濕接縫澆筑系統示意圖

濕接縫混凝土澆筑工作流程：制作承重架→梁面植入錨固點→承重架緊固→穿吊繩→擠壓套筒緊固→掛吊點緊固→擺放縱向溜槽承重架→安裝縱向溜槽→混凝土澆筑→澆筑系統循環使用。

由于所有的荷載均由造橋機承托，隨著灌注的進行，支架必將產生一定的撓度變形，如灌注次序不當且隨著混凝土的凝固將影響到整孔梁的線型。箱梁的濕接縫要對稱灌注，依次從兩端向中間進行。整孔梁所有濕接縫必須一次灌注完畢，中間不得停頓。每一個濕接縫的灌注順序依次為底板、兩側腹板和頂板，混凝土灌注也必須連續進行，中間不得停頓，以免留下施工薄弱層。

圖7 濕接縫混凝土養護系統布置圖

3.4 濕接縫混凝土養護

箱內濕接縫養護一直是困擾濕接縫施工的主要問題，施工過程中由于梁體架設越來越長，供水比較困難，導致箱內養護難度大，如果濕接縫養護不到位則可能出現裂紋，強度在規定時間內達不到一期張拉要求直接影響張拉時間。

為了能充分進行箱內養護工作，通過采用在架橋機上設置蓄水箱，使用罐車運水在蓄水箱上蓄水，利用預制梁片通風孔道布設管道，移動式自動噴淋系統混凝土養護，確保了濕接縫混凝土養護到位，時間充足。

圖8 噴淋裝置圖

3.5 預應力張拉

48m簡支梁橋預應力筋共31根，張拉預應力筋分為兩個階段進行，當濕接縫混凝土抗壓強度達到設計強度的80%以上時進行一期張拉，二期張拉待濕接縫混凝土強度等級及彈性模量達設計值且齡期達15天后進行，其張拉順序（表1）。

表1 48m鋼筋張拉

鋼束布置圖:

圖9 48m混凝土梁體預應力筋布置圖

4線形監控分析

施工現場48m跨節段1-2#、2-3#、3-4#、4-5#、5-6#、6-7#、7-8#、8-9#、9-10#濕接縫施工實測寬度偏差為±10cm，通過實測橋梁在各施工階段的線性變化，濕接縫澆筑完成并張拉后梁體體系轉換撓度的變化。

在節段拼裝施工預應力筋張拉階段，梁體頂面實測值和通過理論計算所得理論值存在一定的差值，其差值一直在允許的范圍內變動，一期張拉前后撓度最大差值為2.4mm，二期張拉前后撓度最大差值為3.7mm，滿足相關規范要求。

5結束語

通過對預制節段梁濕接縫結構參數的敏感性分析，得到濕接縫寬度（±20cm）的變化范圍以及對橋梁應力及成橋線性的影響大小，進而指導濕接縫模板安裝、定位、混凝土澆筑、預應力張拉工藝等關鍵工序施工，體系轉換后經現場實測撓度和理論值對比，梁體及濕接縫各施工階段實測應力和梁體線性變化均符合設計及相關規范的要求，對現場實際施工具有一定的指導意義。