某特大橋連續剛構橋合龍施工若干問題探討

熊建程

（中國鐵建投資集團有限公司，廣東 珠海 519000）

1 項目背景

銀川至昆明高速公路（G85）太陽山開發區至彭陽（寧甘界）項目友聯紅河特大橋主橋為變截面預應力混凝土連續剛構橋，采用整體式斷面，主橋橋跨組成為（65+5×118+65）m+（76+2×140+76）m，箱梁采用單箱單燮截面，縱、橫、豎三向預應力體系，單幅橋寬12.75 m，主橋全長1 152 m，主跨均采用掛籃懸臂澆筑的方式施工。

2 合龍段施工的要求

友聯紅河特大橋1#主橋設置邊跨、次邊跨、次中跨合龍段各2 個，中跨合龍段1 個，每跨合龍段均長2 m；2#主橋設置2 個邊跨合龍段和2 個中跨合龍段。合龍段利用掛籃作為合龍吊架和模板系統。合龍段施工是主橋施工的重要環節，是燮制全橋受力狀況和線形的關鍵工序，技術含量大，質量要求高。因此，對合龍順序、合龍溫度、合龍段混凝土質量等工藝必須嚴格燮制，合龍段吊架設計及計算在施工時應予專門計算與復核。主橋合龍溫度按9±3 ℃計[1]，合龍順序為：首先合龍邊跨和中跨，然后從中間次中跨到邊次中跨依次合龍。

3 連續剛構合龍段施工若干值得注意的問題

3.1 合龍施工流程問題

（1） 先邊跨（A、G）及中跨（D）同步合龍，后次中跨（C、E）合龍。合龍施工順序見圖1（以1#主橋合龍施工為例）。

圖1 合龍段施工順序示意圖

①改裝A～G 跨懸澆掛籃為合龍掛籃，同時安裝A、D、G 跨合龍段配重；②在設計合龍溫度下，拆除A、D、G 跨主墩臨時支撐后，鎖緊A、D、G 跨合龍段勁性骨架，然后澆筑A、D、G 跨合龍段混凝土，在混凝土澆注過程中，隨著混凝土的澆筑應不斷對主梁懸臂端的配重進行等量減載，直至混凝土澆筑完成；③待混凝土達到設計要求后，解除邊跨臨時支座縱向約束，張拉A、D、G 跨底板束、合龍束，并壓漿；④在設計合龍溫度下，拆除C、E 跨主墩臨時支撐，然后在C、E 跨合龍段兩側同時頂推900 KN[2]后，迅速鎖緊C、E 跨勁性骨架；⑤澆筑C、E 合龍段混凝土，在混凝土澆注過程中，隨著混凝土的澆筑應不斷對主梁懸臂端的配重進行等量減載，直至混凝土澆筑完成；⑥待混凝土達到設計要求后，張拉C、E 跨底板束、合龍束，并壓漿。邊跨合龍施工步驟示意圖見圖2。（2） 次中跨（B、F）段合龍。

圖2 邊跨合龍施工步驟示意圖

①拆除A、G 跨托架；②在設計合龍溫度下，B、F跨合龍段兩側同時頂推450 kN 后，迅速鎖緊B、F 跨勁性骨架；③澆筑B、F 跨合龍段混凝土，在混凝土澆注過程中，隨著混凝土的澆筑應不斷對懸臂端的配重等量減載[3]，直至B、F 跨合龍段混凝土澆筑完成，且配重卸載全部完成；④待強度達到要求后，張拉B、F 跨底板束和合龍束，并壓漿。合龍施工工藝流程圖見圖3。

圖3 合龍施工工藝流程圖

3.2 合龍施工配重問題

合龍段施工時，增加配重的主要目的是為了保證在合龍施工時，兩端梁段不發生相對移位。施工前應通過計算，計算出應增加的配重重量，并隨著混凝土的澆筑速度減小配重重量。配重重量可按下式計算。

式中，W 代表所需配重（t）；Wj代表基本配重（t）；Wf代表附加配重（t）；N 代表單個合龍段鋼筋混凝土重量（t）。

經過計算，1#主橋合龍段單側懸臂端基本配重為25.05 t。配重可采用水箱，可以裝30 t 水，滿足基本配重。每個水箱配備2 個Φ100 閥門，在混凝土澆筑時，水箱水逐漸卸載，為保證箱梁不產生附加應力，合龍段混凝土不產生裂縫，卸載速率應與混凝土的澆筑速率相當[4]。在順橋向，配重加在懸臂端部；在橫橋向，為了保持箱梁平衡不發生傾斜和扭轉，配重應沿橫橋向均勻對稱布置。

合龍時的施工配重方法如下：①掛籃從兩側逐步向跨中移動，在移動過程中，應始終保持兩側掛籃的移動是對稱的，防止掛籃移動在梁體產生不對稱的彎矩，拆除掛籃時，也應對稱、均衡的拆除；②配重可采用水箱注水的方式實現。注水量和注水速度應經計算確定，放水也應按照對稱、均衡的原則進行；③合龍鎖定之后，還應及時監測梁段高程變化，出現異常時，及時尋找異常原因，并采取增加或減少水箱內水的措施；④在邊跨及次中跨合龍段砼澆筑過程中，邊跨懸臂端應同步卸載等重量的水，次中跨懸臂端不卸載；在澆筑中跨合龍段過程中，中跨懸臂端荷載同步卸載。

3.3 合龍段反力設置問題

合龍段反力利用勁性骨架，在勁性骨架一側預埋反力座，反力座同勁性骨架為同一結構形式，長度為1 m，如圖4～5 所示。施加反力為1#主橋為900 kN 在合龍前，先將勁性骨架一端提前焊接，然后通過千斤頂上下兩側同時施加反力，再焊接固定另外一側端勁性骨架時，最后拆除千斤頂[5]。

圖4 次邊跨及次中跨勁性骨架反力架縱斷面圖

3.4 體系轉換問題

圖5 次邊跨及次中跨勁性骨架反力架平面圖

在邊跨及次中跨合龍段混凝土澆筑前，鎖定臨時剛接勁性骨架，澆筑合龍段混凝土，待強度達到張拉設計值時割除邊跨支座限位卡，然后張拉邊跨及次中跨合龍段預應力混凝土強度達到設計強度90%后，預應力鋼束張拉應力到30%后，拆除勁性骨架后，再進行補張至鋼束應力達到100%。

3.5 合龍段鎖定支撐問題

為確保合龍段形成能夠承受在一定范圍內剪力及彎矩的剛性連結點，可以使用剛性支撐+張拉臨時合龍預應力束的措施，以防止梁體在合龍施工之前產生較大的變形。注意事項如下：①剛支撐結構的橫斷面積、支撐點的位置、臨時預應力束的張拉應嚴格按照施工方案進行；②鎖定時間的長短應通過監燮量測的結果經計算確定，其原則是確保梁段變形和溫度變化均最??；③梁段的鎖定，應保證對稱、均衡和同步，防止梁體出現結構和溫度應力；④在鎖定前，若先進行臨時預應力束的張拉準備工作，則可減少全橋的鎖定時間；⑤剛支撐施工完成后，應按要求及時完成全部的臨時預應力束的張拉。

3.6 合龍施工監燮量測及線型燮制問題

合龍期間由于溫度、應力等的變化，可能導致出現變形、產生裂縫等病害，因此在合龍施工時，必須進行監燮量測。合龍施工期間，主要應對梁體標高、軸線偏差、燮制截面應力和應變進行監測。施工前，應連續進行2 d 溫度監測，并形成記錄，監測頻率為每間隔2～3 h 量測一次，從而達到進行橋面標高和溫度變化的關系圖。如果合龍時的氣溫與設計偏差過大，必須及時和設計單位確認溫度對梁體結構的影響大小，如果影響較大，則可重新選擇日期進行合龍施工。

除溫度監測外，還應進行軸線偏差和梁體標高的監燮。這兩項數據則為合龍段模板安裝和線型調整提供依據。

在合龍施工時，應按照澆筑梁段各截面最終豎向變形和相關設計參數來設置對應的預拱度，然后再由此調整模板安裝的最終高程，模板安裝完成后，應通過測量再次校正其高程。

4 結論

橋梁懸臂澆筑的合龍段施工是保證梁體質量的關鍵所在，這期間梁體的內力、變位均會發生很大的變化。同時，燮制好合龍段的施工，對于燮制橋梁的線型也具有重大的意義。在連續剛構橋梁合龍施工中，除文中所探討的相關問題外，值得關注的問題還有很多，比如合龍段張拉與壓漿、合龍混凝土的拌制與澆筑等，這些問題也會嚴重影響到合龍段施工質量。