大跨度预应力混凝土连续刚构桥合龙施工技术

罗道银

（核工业华南建设工程集团公司　广州市　512026）

大跨度预应力混凝土连续刚构桥合龙施工技术

罗道银

（核工业华南建设工程集团公司广州市512026）

主要针对大跨度预应力混凝土连续刚构桥合龙的施工技术展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对合龙顶推作了系统的研究，并给出了一系列相应有效的合龙施工技术，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。

大跨度；预应力混凝土；连续刚构桥；合龙；施工技术

所谓的合龙，是指修筑堤坝或桥梁时从两端开始施工，最后在中间接合的结构，亦称“合龙门”。合龙结构对整个桥梁工程的施工有着关键的影响意义，因此，我们需要采取有效的技术进行施工，以确保合龙结构的施工质量。基于此，本文就大跨度预应力混凝土连续刚构桥合龙的施工技术进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。

图1是某大桥的跨径布置示意图，如图所示大桥的跨径布置是：82.50m+90m+220m+82.5m，这是一座5跨空腹式连续刚构桥。整个大桥由五个合龙段组成，分别是：两个边跨、2个次边跨以及一个中跨。大桥的合龙段箱梁长度均为2m，而箱梁高为4.5m，箱梁的底板宽和顶板宽分别为6.5m、10.5m，箱梁的腹板厚和底板厚分别为0.25m、0.32m，箱梁的顶板和翼板厚度区间是［0.2，0.65］m，两个边跨的混凝土重量分别为51t，混凝土量则为19.51m3；而次边跨与中跨的混凝土重量均为72t，混凝土量是27.83m3。

由于大桥的跨度比较大，施工工序很复杂且合龙口较多，当受到合龙温度与主梁徐变的影响时，各个主墩将会发生纵向偏移，合龙段也会因为温度的影响而受力不均，针对这种情况必须采用顶推与合龙锁定等措施来确保大桥结构的稳定。

1　合龙顶推的作用

大桥的中跨（即主跨）宽为290m，图1中⑥～⑨编号的主墩高度分别为74m、123m、176m、68m，混凝土的收缩程度、徐变情况以及合龙温度都将对大桥结构墩顶的后期位置偏移产生较大的影响。设计温度与合龙温度之间存在温度差，温度效应与徐变效应将会导致梁体发生收缩、变形的现象，从而引起墩柱顶部产生纵向偏移，此时，主墩处于受力不均的状态，将会严重影响桥梁的外观线形与桥梁的正常运用［1］。为了让桥梁避免这一因素的影响，可以在进行大桥合龙的过程中，在合龙口位置施加反向顶推力，使得主墩在反向顶推力的作用下，改善桥梁结构的受力状态。

1.1关于顶推量的合理确定

大桥顶推量主要由合龙温度、混凝土收缩程度以及徐变对主墩纵向偏位影响的计算结果来确定。所以，应该分析温度因素对大桥的影响情况。

1.1.1合龙温度对主墩偏位的影响

在进行大桥合龙时，由于桥址温度和设计温度之间存在温度差，这种温差效应将会导致主墩位置发生偏移。根据大桥的施工工序，再使用MIDAS软件计算分析主墩在不同合龙温差下发生的位移变化量，具体计算结果如图2所示。

根据上述计算结果可得，各个主墩偏位程度和温差变化是正比关系，主墩因受温差效应的影响，⑥～⑨编号的主墩顶部偏位和合龙温差之间的关系分别是，3.66mm/℃、1.49mm/℃、1.33mm/℃、3.49mm/℃。

1.1.2混凝土收缩、徐变对主墩偏位的影响

桥梁在完成合龙工序之后，因为主梁的混凝土发生收缩和徐变，这将导致主梁竖向或纵向偏移，从而致使主墩的位置发生偏移。根据施工规范的有关规定，采用MIDAS软件来建立大桥施工阶段至成桥阶段的三维模型，计算桥梁在累计受力状态下对桥梁运营阶段的混凝土收缩、徐变所导致的主墩位置偏移的变化量，具体计算结果图3所示。

由上述计算结果可得，在桥梁成桥10年后，⑥～⑨编号的主墩顶部因为主梁混凝土的收缩、徐变所发生的偏位分别是80mm、32mm、28mm、76mm，其中，两个次边墩的偏移幅度较大，而主墩在两个次边跨与中跨同时发生收缩的影响下，位移方向是相反的，所以水平偏移的幅度相对来说比次边跨略小。

1.1.3关于顶推量的确定

本文所列举的大桥中跨和次边跨完成合龙的时间是2013年5月，据多次测量，桥址的夜间温度基本维持在19℃，合龙段的锁定是在夜间温度稳定时段实施的，不必考虑白天日照因素对主墩偏位的影响［2］。所以，顶推量就以成桥10年后的主墩顶部偏位作为基准，再根据温差影响变化量来修正，⑥～⑨编号主墩的顶推量分别确定为：75.5mm、30.5mm、26.7mm、72.5mm。

1.2关于顶推力的合理确定

1.2.1顶推力对主墩偏位的影响

大桥的顶推过程分为中边跨顶推与次边跨顶推，两个次边跨顶推对各个主墩的影响是有差异的，在施工中为了合理分配次边跨和中跨的顶推力，分别分析对两者的顶推力与各个主墩顶部偏位的关系，具体如图4所示。

根据图4可知，两个次边跨在合龙时，⑥～⑨编号主墩的顶推力与各主墩偏位关系分别如下：-0.039mm/kN、0.032mm/kN、0.05mm/kN、-0.033mm/kN。而中跨进行合龙时，⑥～⑨编号主墩的顶推力与各主墩偏位关系分别如下：-0.015mm/kN，-0.016mm/kN，-0.017mm/kN，-0.016mm/kN。

1.2.2关于顶推力的确定

大桥总共有五个合龙口，其中有三个需要实施顶推力作用，⑥～⑦、⑦～⑧、⑧～⑨编号的主墩间依次是F1～F3。根据主墩顶推力与各个主墩顶部偏位的关系，同时考虑各主墩的高度、刚度以及主墩偏位的受力情况，基本可以确定F1～F3依次是1000kN、3300kN、900kN。预测运营 10年后墩顶的偏移程度如表1所示。

表1　预测运营10年后墩顶的偏移程度（mm）

由表1可知，在三个合龙口处实施顶推力作业基本上可以消除大桥在成桥后的10年间由于主梁混凝土的收缩、徐变影响所导致的主墩偏位，达到优化主墩结构受力的目的。

2　合龙技术的概述

2.1合龙配重的具体措施

所谓的合龙配重措施，主要是指在合龙段浇注过程中同时卸载等量合龙配重，使得合龙口在施工过程中得以保持高稳定性的状态，以确保合龙混凝土在整个浇注过程中不受干扰，从而保证合龙能够高质量完成。合龙配重的实施还需考虑大桥主墩的受力能力，主要由主墩的弯矩平衡与混凝土重量来确定。

在进行各边跨的合龙时，主墩的配重位置与主墩荷载情况如图5所示。在各跨合龙时，悬臂前端的配重是整个合龙段混凝土重量的50%，而另一悬臂前端的配重则为合龙段重量与吊架重量之和的50%。各边跨的合龙过程中，配重位置是⑥、⑨号主墩的悬臂前端，边跨和次边跨的侧配重分别是25.5t、35.5t（25.5t+10t）；在进行次边跨合龙时，合龙口两端分别配重36t，而边跨中侧则配重46t；在进行中跨合龙时，合龙口两端分别配重36t。在合龙进行浇注的过程中，同时卸载等量的合龙口两端悬臂前端配重，而另外一侧的悬臂配重则不变，确保合龙口在整个合龙过程中保持高度稳定性［3］。

2.2合龙顶推与锁定措施的实施

合龙顶推的作用是抵消合龙温差、合龙段混凝土收缩、徐变导致的主墩偏位的重要施工环节，需要确保计算精准。按照大桥的合龙工序来看，完成配重作业后，便可实施顶推作业。据顶推调研发现，3跨桥的每跨顶推力为900kN、3300kN、1000kN，顶推位置分布在箱梁顶板和箱梁腹板两者的交汇处，合龙顶推作业主要按四个级别来进行，分别是：20%、50%、80%、100%，在两T构施加的顶推力应均匀且对称，以保证箱梁不发生扭转现象。

大桥完成合龙后，桥梁结构从静定结构转变成多次超静定结构，温差效应将会导致桥梁结构产生对新浇筑完成的混凝土受力造成不利影响的次内力，此时应根据抵抗热胀与收缩力原则在合龙口处进行刚性支撑的设置［4］。合龙过程应在夜间温度较稳定的时段进行，不考虑白天主要是因为白天温差大，导致桥梁结构受力也随之加大。大桥完成合龙时的日温差大约为12℃，合龙口同时采用内刚性与外刚性支撑来加强，通过在温差效应影响下的计算结果，箱梁的顶板、底板面分别铺设两根2I40a的外刚性支撑进行加强，总共铺设点有四处；内刚性支撑主要铺设在腹板的上、中、下三段与顶板内倒角上方总共八处。在完成桥梁的顶推实施后，利用千斤顶来保持桥梁的荷载不变，再对刚性支撑实施，焊缝的长度≥0.6m。合龙口刚性支撑与顶推力详细情况如图6所示。

2.3合龙施工的顺序

根据前面的研究可知，大桥采用吊架来对全桥进行合龙施工，依次按边跨、次边跨、中跨的顺序实施［5］。合龙的施工顺序按照墩身弯矩与主梁的受力原则来确定，在兼顾合龙段的受力情况下进行施加合龙段配重及刚性锁定措施。具体施工顺序如图7所示。

3 结束语

总而言之，合龙的施工预示着桥梁结构工程的即将完成，同时它也是桥梁施工的一个重要环节。所以，确保合龙施工的质量将是从根本上确保了整个桥梁施工的质量，对桥梁的正常运营有着极大的影响。我们应该采用科学、有效的技术做好合龙施工，从而为桥梁的施工提供坚实的质量保障。

［1］张新志，张永水，朱慈祥，黄检，李旭伟，张玄.预应力混凝土连续刚构桥中跨合龙段配重方法探讨［J］.施工技术，2008（2）.

［2］蒋国云.大跨连续刚构桥中跨顶推合龙施工技术［J］.施工技术，2012（5）.

［3］何财基.大跨径连续刚构桥合龙段顶推施工技术［J］.铁道建筑，2012（3）：20-22.

［4］李军，曾一帆，陈辉，等.大跨径连续刚构桥中跨合龙顶推力研究［J］.铁道科学与工程学报，2015（2）：335-341.

［5］ 庄德顺，施颖.大跨径连续刚构桥不同温度下合龙顶推力［J］.公路交通科技（应用技术版），2014（5）.

Construction Technology for Closure of Large-Span Prestressed Concrete Continuous Rigid Frame Bridge

LUO Dao-yin

（Southern China Construction Engineering Group Co.，Ltd.，Guangzhou 512026，China）

The construction technology for closure of large-span prestressed concrete continuous rigid frame bridge is discussed mainly.In combination with the specific engineering project，the incremental launching of closure is studied systematically，and a series of effective corresponding construction technologies for closure are given，thus providing reference for meeting the requirements of relevant matters.

Large span；Prestressed concrete；Continuous rigid frame bridge；Closure；Construction technology

U445

B

1673-6052（2016）01-0001-04

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.01.001