宁高新通道工程石臼湖特大桥主桥箱梁合龙段施工技术研究

陈永彪

(中交第二公路工程局有限公司，陕西 西安　710119)



宁高新通道工程石臼湖特大桥主桥箱梁合龙段施工技术研究

陈永彪

(中交第二公路工程局有限公司，陕西 西安710119)

摘要：宁高新通道石臼湖特大桥公路与轻轨并线架设，中间轻轨桥，两边公路桥，主桥位于秦淮河航道上，施工交叉作业多，施工组织难度大。文中对该桥主桥箱梁合龙段施工，由传统吊架施工工艺改变为直接利用挂篮进行合龙施工，并从施工控制，合龙顺序、体系转换、模板安装、混凝土浇筑等一系列工艺进行了详细的叙述，总结出一套完整的主桥箱梁合龙施工工艺，并且在项目中成功应用，最终完成了主桥桥箱梁合龙段施工。

关键词：石臼湖特大桥；主桥箱梁；合龙；施工方法

1新旧方案比较

1.1传统方案与新方案的差异

(1)边跨挂篮。原方案在14#块施工完毕，即进行挂篮拆除，安装合龙段吊架，新方案则先保持挂篮不动，直接利用现有挂篮进行边跨合龙，中跨合龙预应力张拉后拆除边跨挂篮。

(2)中跨挂篮。原方案进行中跨合龙前先拆除挂篮后安装吊架，新方案在14#块施工时，中跨一端挂篮向前移动2.5 m,底篮形成吊架，主桁架移动到8#块，另一个挂篮也同步移动到8#块,同时拆除底蓝。

1.2成桥状态线形比较

图1　原方案成桥竖向变形

图2　新方案成桥竖向变形

测点1#块前端2#块前端3#块前端4#块前端5#块前端6#块前端7#块前端原方案计算挠度-0.05-0.08-0.40-1.05-1.29-1.09-2.40新方案计算挠度-1.06-1.55-2.29-3.37-3.97-4.30-6.16偏差-1.01-1.47-1.89-2.32-2.68-3.21-3.76测点8#块前端9#块前端10#块前端11#块前端12#块前端13#块前端14#块前端原方案计算挠度-4.15-6.26-9.03-9.20-8.10-3.7019.12新方案计算挠度-8.49-11.20-14.60-15.56-15.28-11.7310.27偏差-4.34-4.94-5.57-6.36-7.18-8.03-8.85

表2　中跨侧桥面铺装后控制点挠度(单位：mm，以向上为正)

1.3成桥状态应力比较

图3　原方案桥面铺装后箱梁下缘应力分布(单位：MPa)

图4　新方案桥面铺装后箱梁下缘应力分布(单位：MPa)

通过对比原方案和新方案成桥状态线形和应力储备，主要结果如下：

(1)边跨侧成桥线形偏差。新方案相比原方案，成桥线形偏差在-1.01～-8.85 mm之间。

(2)中跨侧成桥线形偏差。新方案相比原方案，成桥线形偏差在+0.98～+5.93 mm之间。

(3)成桥状态应力储备偏差。新方案相比原方案，边跨侧0#块箱梁上缘应力偏差0.02 MPa，下缘应力偏差-0.03 MPa，中跨侧0#块箱梁上缘应力偏差0.02 MPa，下缘应力偏差-0.03 MPa，中跨跨中箱梁上缘应力偏差-0.01 MPa，下缘应力偏差+0.00 MPa。

(4)考虑收缩徐变10年后，新方案相比原方案，边跨侧0#块箱梁上缘应力偏差0.01 MPa，下缘应力偏差-0.02 MPa，中跨侧0#块箱梁上缘应力偏差0.01 MPa，下缘应力偏差-0.02 MPa，中跨跨中箱梁上缘应力偏差-0.00 MPa，下缘应力偏差-0.01 MPa。

2施工方法

2.1合龙顺序及体系转换

(1)合龙顺序

本桥为双幅桥，单幅设两个边跨合龙，一个中跨合龙。合龙的顺序为先边跨合龙后中跨合龙，根据现场情况具体安排如下：

第一步：先进行216#、219#墩边跨现浇段混凝土的浇筑，采用挂篮浇筑完成14#块。

第二步：安装边跨合龙段模板、绑扎合龙段钢筋，安装合龙段劲性骨架，浇筑合龙段混凝土。

第三步：张拉边跨合龙段顶、底板束、横向束、竖向预应力束(包括边跨13#、14#梁段)。张拉时先长束后短束，底板束与顶板束可均匀交替进行张拉。

第四步：拆除边跨现浇支架及边跨挂篮。

第五步：解除218#主墩的临时固结，成为单悬臂体系，完成第一次体系转换。

第六步：在满足合龙温度和设计标高时，安装中跨合龙段模板、绑扎合龙段钢筋，安装合龙段劲性骨架，解除217#主墩临时固结和217#、218#主墩临时支座，浇筑合龙段混凝土。

第七步：张拉中跨合龙段顶、底板束、横向束、竖向预应力束(包括边跨13#、14#梁段)。张拉时先长束后短束，底板束与顶板束可均匀交替进行张拉。

第八步：拆除中跨合龙段挂篮，完成第二次体系转换。

(2)体系转换

在箱梁合龙时，根据梁体系转换过程和施工步骤，按从边跨向中跨的施工顺序逐个解除各墩的临时支座，让永久支座受力。边跨合龙后，预应力张拉压浆完成，解除218#墩临时固结，即专用切割工具将临时支座混凝土切断，将力释放掉即可，因217#墩永久支座为固定支座，所以该墩临时固结可暂不解除，完成第一次体系转换，由悬臂静定结构体系转为简支悬臂静定结构体系，待中跨合龙，即中跨合龙段劲性骨架焊好后，将217#、218#墩临时支座拆除，完成第二次体系转换。

2.2边跨合龙段施工

(1)直接利用施工14#块的挂篮，底篮纵梁前伸进边跨现浇支架横向承重梁上，若底篮纵梁与现浇支架纵向承重梁打架，采用两边纵梁对焊连接(接头处腹板加焊劲板)，或者调整底篮腹板处纵梁间距，使底篮纵梁支撑于横梁上，内、外模板采用挂篮模板，利用手拉葫芦通过导梁横移到位。

(2)边跨现浇段、边跨14#块距离端头50 cm处在顶板需预埋导梁预埋孔，作为合龙段施工时侧模及内模的支撑吊架。

(3)由于前吊带精轧螺纹钢位于2 m长合龙段范围内，混凝土浇筑前采用PVC套管保护，套管采用短钢筋进行固定，防止混凝土浇筑时移位而难以拆除。

2.3中跨合龙段施工

中跨合龙段施工在第一次体系转换(即由T构转换为静定单悬臂)完毕，利用单个挂篮行走，直接利用挂篮进行施工。

边跨合龙段施工完成，拆除主墩临时固结，形成单悬臂体系后，开始进行中跨合龙段施工。中跨合龙段施工时，将梁端一支挂篮底蓝拆除，主桁架移动到8#块，另一支挂篮通过行走，使底模到达设计位置后，采用精轧螺纹钢把底模锚固在箱梁两端，而后对挂篮主桁架进行后退至8号块，以减轻合龙段附加荷载。

2.4预埋孔设置

14#块施工时需预埋合龙段预埋孔，要求在合龙段另一端的底板预埋4个前下横梁预埋孔，梁面顶部两端各预埋1个前下横梁预埋孔，合龙时利用前吊带锚固在14块梁端。预埋孔距离梁端为50 cm，采用直径为10 cmPVC管，预埋尽量在纵桥向成沟槽状，为了合龙时的挂篮吊带能够进行纵向调整。

2.5施工配重

(1)边跨合龙配重

边跨合龙时，需在边跨14#块及中跨14#块同步设置配重，合龙段混凝土浇筑时边跨侧配重随着混凝土浇筑进行同步卸载，而中跨侧配重不需卸载，在边跨合龙后，预应力束张拉、压浆完成，可将中跨侧配重卸载。

具体配重方法如下：

边跨合龙段悬臂端配重为28.1 t(1/2边跨合龙段混凝土的重量)，采用在边跨14#块放置3个直径2.1 m,高为2.5 m的钢护筒装水作为配重,通过计算，单个护筒装水高度为2.3 m。边跨合龙段配重卸载方法为:在护筒内表面设置刻度线，底板混凝土方量4.35 m3浇筑完，卸载至0.52 m;腹板混凝土方量4.2 m3浇筑完，卸载至1.02 m；顶板混凝土方量13.05 m3浇筑完，卸载至2.3 m。顶板剩余最后三方混凝土时，每浇筑一方混凝土拆除一个护筒。

(2)中跨合龙配重

中跨合龙时，中跨合龙段两端各需配重为34.9 t(1/2中跨合龙段混凝土的重量)，采用在中跨14#块的两端分别放置4个直径为2.1 m高为2.5 m的钢护筒装水作为配重，通过计算单个护筒装水高度为2.1 m。

中跨合龙段配重卸载方法为:在护筒内表面设置刻度线，底板混凝土方量4.35 m3浇筑完，卸载至0.4 m;腹板混凝土方量8.7 m3浇筑完，卸载至1.2 m；顶板混凝土方量13.75 m3浇筑完，卸载至2.1 m。剩余最后四方混凝土时，每浇筑一方混凝土各端对称拆除一个护筒。

3安装模板、绑扎钢筋、安装预应力管道

外侧模和内模通过导梁作为吊架，底模直接利用挂篮底模进行拼装，用千斤顶收紧各吊杆，使底模与箱梁紧密接触，避免箱梁合龙段与已浇筑块段产生错台。底模安装好后，绑扎钢筋，安装预应力束管道；然后安装内模，绑扎顶板钢筋、安装顶板预应力束管道。

4合龙段混凝土浇注及预应力束张拉压浆

合龙段三向预应力，横向与竖向预应力束先穿，纵向预应力束后穿。预应力管道内穿抽拔管，以防止混凝土浇筑时，由于波纹管漏浆而堵管。

混凝土浇筑前张拉部分永久钢束，加强合龙段连接。对模板加固情况、安全性、预埋件位置进行检查，确保施工安全。选择在一天气温最低、温度稳定相对较长的时段内进行。浇注合龙段混凝土，尽可能缩短浇筑时间，使变形在混凝土初凝前完成。混凝土浇注前用水将箱梁表面、箱内洒水保湿进行降温。两端的混凝土连接面要充分凿毛、润湿，并冲洗干净。采用泵送进行合龙段混凝土浇筑。

浇注合龙段混凝土时，合龙段两边配重钢护筒需进行同步等效卸载。(具体操作：指派专人根据混凝土浇注速度，计算单位时间混凝土的入模重量，同时等量卸载掉合龙段两侧水筒中的水)。当合龙段混凝土达到设计强度的95%及混凝土龄期不少于5 d后，方可进行合龙段预应力钢束张拉，灌浆锚固。

5结语

本文通过对宁高新通道工程石臼湖特大桥主桥箱梁合龙段施工过程进行探讨、研究，形成了从合龙施工方法、施工工艺、体系转换、混凝土浇筑及预应力张拉等一系列施工工艺，得到了一整套连续梁桥主桥箱梁合龙段施工技术，为以后类似工程提供了经验借鉴，特别是采用挂篮直接合龙技术，提高了施工质量，加快了施工效率，达到了施工目的，从而可以为以后类似工程提供理论依据。

参考文献：

[1]张谢东.大跨度预应力混凝土连续梁桥合龙施工技术研究[J].桥梁建设,2005，(2)：63-66.

[2]预应力混凝土连续(钢构)悬臂浇筑施工技术指南(286-2004)[S].北京:中国铁道出版社,2010.

[3]路桥涵施工技术规范(TJ/F50-2011)[S].北京:人民交通出版社,2011.

收稿日期：2016-05-25

作者简介：陈永彪，工程师。

中图分类号：U445

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2016)06-0104-03