交梨河特大桥合拢段施工

摘 要 本文结合交梨河特大桥主桥合拢段施工工艺,验证了利用悬臂施工挂篮的模板系统进行连续刚构桥合拢段施工的可行性,并详述了交梨河特大桥的合拢段施工顺序、主要施工工序及施工过程中的控制要点,对同类连续刚构桥梁的合拢施工有较大的参考价值.

关 键 词 特大桥合拢段；工程概况

中图分类号 TU997 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）101-0106-02

合拢段施工是连续刚构桥施工中的一个至关重要的环节,是“T构”体系转换成连续刚构体系,由静定结构向超静定结构转换的过程,在体系转换过程中其受力情况复杂,抗拉抗压又抗剪,合拢方式的选择直接决定桥梁成桥受力状态,合拢段施工质量对结构整体质量有着很大的影响,在施工过程中应对合拢段主要施工环节进行有针对性的控制.

1.工程概况

交梨河特大桥为厦蓉高速公路贵州境榕江格龙至都匀段第BT15合同段内的一座特大型预应力混凝土连续刚构桥梁,桥梁跨越乌沙沟和交梨河,全长1766米,最大墩高为128米.主桥部分上部跨型布置为85 m+2×160 m+85 m+85 m+160 m+85 m（桥型布置见图1）,主桥由5个单T组成,全长820m,为单箱单室箱形截面,各单“T”箱梁均采用挂篮悬臂浇筑的方法分为19对梁段（5×3.0 m+6×3.5 m+8×4.5 m）进行对称悬臂施工,各合拢段重量均为532 KN.

2.合拢段施工方案

2.1 对设计合拢段施工方案的调整

由于本项目工期紧、任务重,为加快合拢段的施工进度,本桥合拢段施工对原设计合拢方案进行了调整,考虑到挂篮拆除主桁架部分并切割多余的模板后与设计采用的吊架系统重量较为接近,本桥采用了节段施工时所使用挂篮的模板系统代替合拢吊架进行各合拢段的施工.具体方案如下：

28#墩悬臂施工用挂篮在完成20#节段张拉后对称退回到0#块附近拆除；32#墩中跨侧挂篮先从20#节段往后退1.5米左右,以有利于31#墩挂篮推出,将27#墩、28#墩、31#墩全部及32#墩边跨侧挂篮模板系统前移至各合拢段上方并进行临时连接,后对称拆除全部挂篮主桁架并拆除32#墩模板系统.这样全桥各T构荷载处于一个相对平衡的状态,并且结构受力状态与设计合拢方式较为接近.

2.2 合拢段施工顺序

交梨河特大桥主桥部分由5个主墩构成,实际为一四跨连续刚构与一三跨连续刚构的组合体系.单幅桥共有边跨合拢段4个,中跨合拢段3个.本桥合拢段施工按照先边跨再中跨的顺序逐步完成全桥各合拢段施工,中跨合拢段的施工在边跨完成合拢并张拉完成边跨侧梁段底板预应力束（先长束后短束）后进行,即在边跨底板预应力束张拉完成后并卸载完边跨荷载及解除约束（拆除劲性骨架、拆除边跨合拢用挂篮、拆除现浇段支架及更换边跨支座）后方再进行中跨合拢段施工.具体施工方案为：

1）27#墩边跨合拢段和32#墩边跨合拢段根据实际施工进度寻找合适的合拢时机完成分别完成合拢；

2）29#墩边跨合拢段与31#墩边跨合拢段由于其现浇段都设置在30#过渡墩两侧,必须同步完成合拢；

3）31#墩与32墩跨中合拢段在31#墩边跨合拢段及32#墩边跨合拢段施工完成并完成两边跨侧底板预应力张拉后进行；

4）27#墩与28#墩跨中合拢段和28#墩与29#墩跨中合拢段同步进行跨中合拢段施工,安排在27#墩边跨合拢段及29#墩边跨合拢段施工完成并完成两边跨侧底板预应力张拉后进行.

3.合拢段施工主要环节及控制要点

3.1 合拢段施工的主要工序及顺序

张拉完成最后节段预应力束→拆除梁段上不必要的施工荷载并按照方案进行挂篮的部署→在各悬臂端头对称加载配重→锚固合拢段模板系统→绑扎合拢段底板、腹板、顶板钢筋→合拢段顶推施工（只针对中跨合拢段）→焊接劲性骨架→张拉合拢段临时预应力束→浇筑合拢段混凝土并同步卸载配重→混凝土养护→张拉底板预应力束→拆除合拢段模板系统.

3.2 主要工序的控制要点

3.2.1 合拢段配重的加载

底模板及外侧模安装完成后,在各“T构”悬臂端同步加载配重261 KN,即1/2合拢段重量,本桥采用了钢模板设置配重水池并注水的方式进行,并对各合拢段两端进行高程测量,如合拢段两端存在合拢误差,根据实际情况进行局部调整配重,使各合拢段合拢精度满足设计及相关规范要求.

3.2.2 合拢段钢筋绑扎

加载配重完成后,紧固准备施工的合拢段模板并做全面检查,再进行合拢段底板、腹板、顶板钢筋的绑扎及预应力管道的布设,并完成合拢段临时束的穿束及张拉准备工作和劲性骨架一端的焊接及合拢段混凝土浇筑前的其他准备工作.

3.2.3 合拢段顶推措施

预应力混凝土连续刚构在完成体系转换后,后期砼收缩徐变与预应力损失相耦合使两墩之间主梁有缩短的趋势,迫使墩顶向跨中方向发生位移,在墩顶、墩底产生较大的弯矩,同时主梁受到混凝土纤维限制,在结构内部产生拉应力,对结构构成危害.在本桥各跨中合拢段施工过程中,采用了顶推工艺进行施工,即在各跨中悬臂端部腹板与底板、腹板与顶板相交处采用四台千斤顶对称均匀施加水平推力,将合拢段两端顶开一段距离,然后焊接合拢段劲性骨架,再拆除顶推千斤顶,这样即可将顶推轴力存储于梁体内,顶推工艺类似预应力作用,可抵消或大部分抵消成桥后由于混凝土收缩徐变及预应力损失带来的不利影响.经过计算,本桥采用顶推力度和相对位移量双控的措施,其中27号与28号墩跨中合拢段总顶推力为180吨,相对位移量为20 mm,28号与29号墩跨中合拢段总顶推力为180吨,相对位移量为17 mm,31号与32号墩跨中合拢段总顶推力为180吨,相对位移量为21 mm.顶推过程中顶推力度或位移量任何一项指标达到要求即停止顶推.

3.2.4 劲性骨架的锁定 劲性骨架的锁定是连续刚构桥合拢段施工中的重要环节,是结构体系转换的标志,特别在边跨合拢段,由于现浇段是在支架上完成,其相对较为稳定,而悬臂端由于温度变化的影响会产生下挠或上翘并伴有轴向变形,在混凝土早期强度不高未进行张拉前,这些变形容易导致合拢段混凝土开裂,本桥在合拢口设置了刚性支撑,采用30a工字钢作为劲性骨架,每个合拢段都设4根体外支撑及4根体内支撑（见图2）,顶板支撑的布置考虑避免与竖向预应力筋产生冲突.合拢段劲性骨架提前完成一端的焊接工作,并在一天中最低温度时进行另外一端的焊接以完成锁定,焊接支撑时,采取了温控措施,避免烧伤波纹管以致漏浆发生堵管现象.

图2 交梨河特大桥劲性骨架布置图

3.2.5 临时束张拉

劲性骨架焊接完成后尽快按照设计要求吨位完成合拢段临时束的张拉.对于边跨合拢段,在合拢口锁定后即释放现浇段固结约束,使现浇段在合拢口锁定连接下能够沿支座自由伸缩.

3.2.6 合拢段混凝土浇筑及配重的卸载

合拢段混凝土要求采用收缩性小或略微膨胀的混凝土,施工方提前完成了合拢段混凝土配合比的调整及实验,混凝土具备早强、缓凝、低收缩的特性.合拢段混凝土浇筑选择在温度变化较小的时段进行（本桥均为每日凌晨施工）,混凝土浇筑一天中最低气温时开始,使整个混凝土初凝过程处于升温状态,保证合拢段混凝土早期强度较低时不承受拉应力；合拢段混凝土浇筑按照先底板、再腹板、后顶板的顺序在尽可能短的时间（一般要求应在4小时以内）内完成；混凝土浇筑过程中施工方安排了专人对合拢段两端配重进行同步、对称卸载,使悬臂端在整个合拢段施工过程中处于动态平衡,以防混凝土的开裂；为防止浇筑腹板时底板翻浆,施工方在倒角处设置了压板；加强混凝土振捣,特别注意保证管道密布区域和劲性骨架附近混凝土品质,防止出现空洞或蜂窝麻面；混凝土浇筑时注意管道的保护,避免振动棒长时间击打波纹管造成管道破坏；混凝土浇筑完成后,加强混凝土的早期养护,保持混凝土各外露面有足够的湿度但不出现积水现象.

3.2.7 底板预应力张拉

本桥底板束张拉按照先张拉长束、后张拉短束的原则进行,由于合拢段底板较薄且预应力束密布,为确保张拉安全,本桥底板预应力张拉分两批分级、对称、均衡地进行,张拉采用了跳张的方式进行,即张拉在先长后短的原则下,张拉最长束后隔段进行张拉,张拉完成后立即灌浆、封锚.施工过程中特别注意压浆工作在张拉完成后立即进行,采用真空辅助压浆的施工工艺确保注浆质量、密实度.

4.结束语

本文结合交梨河特大桥主桥合拢段施工工艺,提出了利用悬臂施工用挂篮的模板系统进行合拢段施工的可行性,该方法安全、方便、快捷,最大限度地利用既有挂篮设施,减少了大量人力、材料及资金的投入,缩短了施工工期,确保主桥按期合拢完工,取得了良好效果.详述了本桥合拢段施工顺序、施工工序及主要控制要点,对同类连续梁的合拢施工有较大的参考意义.