连续刚构桥合拢段预顶推施工技术

连续刚构桥合拢段预顶推施工技术摘要：本文以文昌大桥为例，对连续刚构桥合拢段预顶推施工技术作了详细阐述关键词：连续刚构桥；合拢段；预顶推；施工技术Abstract: this article with the wenchang bridge for example, closed to continuous rigid frame for pushing the construction technology are describedKeywords: continuous rigid frame; Fold section; The pushing; Construction technology1、扬州市文昌大桥概况扬州市文昌大桥全长632米，跨越京杭大运河主航道。

主桥采用78+126+78m变高度预应力混凝土连续刚构，桥面宽45.6m，主桥横向由南北两幅桥组成。

单幅桥采用单箱双室直腹板截面，顶板宽22.3m，底板宽15.3m。

箱梁采用C50砼，并设置三向预应力体系，纵横向预应力采用Фs15.24高强低松弛预应力钢绞线和群锚体系组成，竖向预应力采用高强精轧螺纹钢筋和轧丝锚组成。

2、预顶推施工中跨合拢前在中跨悬臂端部施加一个顶推水平力，对改善墩身受力状况有很大的益处。

通过合拢前在中跨合拢段两侧施加顶推力，可产生与恒载弯矩反号的墩身弯矩，同时通过使墩身发生向外的水平位移，从而导致外侧墩柱轴力增大，内侧墩柱轴力减小。

实际操作时采用千斤顶在中跨合拢段之前施加水平推力，然后焊接合拢段劲性骨架，再拆除顶推用千斤顶，即可将顶推轴向力存储于梁内。

以文昌大桥为5号墩例，在中跨合拢前千斤顶顶推4000KN，，顶推力合力作用点在重心位置（竖直向距梁底1.342米），实现顶推位移2.9CM（远离中跨跨中），墩顶墩底截面应力：西半幅桥墩墩顶截面西侧边缘受压区混凝土压应力óc=7.43MPa,东侧边缘受拉钢筋拉应力ós=17.95MPaó,墩底截面东侧边缘受压区混凝土压应力óc=8.07MPa,西侧边缘受拉钢筋拉应力ós=19.03 MPa ；东半幅桥桥墩墩顶截面西侧边缘受压区混凝土压应力óc=6.44MPa,东侧边缘受拉钢筋拉应力ós=21.49MPaó,墩底截面东侧边缘受压区混凝土压应力óc=7.27MPa,西侧边缘受拉钢筋拉应力ós=23.36MPa ；墩身将得到约8000KN的有利轴力差和11000KN.M的有利弯矩，对墩身抗弯大有益处。

由此可见在合拢前在中跨实施顶推，如同施加预应力作用，是切实可行的；3、主要施工工艺及方法3.1合拢前的准备3.1.1 预埋件施工主桥块件浇筑至16号块件、以及边跨现浇段施工时，需在块件上按图纸要求预埋相应的合拢劲性骨架钢板、以及中跨合拢段中性轴上的顶推钢板预埋件，其预埋件尺寸、位置和规格严格按照图纸要求进行。

3.1.2边墩支座预偏为了配合中跨合拢需要，对主桥4#、7#墩支座进行预偏，由于实际合拢温度与设计合拢温度有偏差，需对预偏量进行修正。

具体修正计算如下：连续5日对气温的观察，白天最高平均气温约为15℃，黑夜最低气温平均约为5℃，则日平均温度为10℃，则其收缩量为：△L=L*T*α=141*10/105=0.0141m，故对4#、7#墩支座设置预偏量为：4-1.41=2.59cm(远离跨中方向)。

支座设置预偏后立即对支座进行锁定。

3.1.3挂篮拆除将“T”构两端16#梁面上的挂篮，退至0#块进行拆除，消除外来荷载对箱梁悬臂端标高的影响。

3.2中跨顶推顶推施工时应由顶推力、墩顶位移、墩顶墩底截面应力三项参数同时控制：3.2.1水平推力：P=400t。

注意施工时水平推力作用点在梁体中性轴上（梁底向上1,342m）。

施加水平推力时采用三只最大顶推力分别为400t千斤顶同时进行施加顶推力。

首先分别在16#块两个外侧腹板及中腹板的中性轴下方预埋一个牛腿，以托住用于顶推的纵向承压钢管，纵向承压钢管就位时两侧中心要保持一致，同时紧贴梁体预埋钢板，再利用三个千斤顶分别固定顶住承压钢管。

顶推力施加前需对每个千斤顶所施加力进行平均分配,每只千斤顶施加力按照133t控制，施加顶推力时按照0→25%→50%→75%→100%的顺序分四级加载,提前根据油顶标定数据表计算各级应力所对应的油表读数，张拉时并分阶段观测墩顶偏移量，达到设计顶推力时与设计要求的位移控制数据对比，做好相关记录,以便最终确定劲性骨架焊接固定的时间。

施加顶推力时考虑到力传递的滞后效应每级加载时间间隔控制在5-7分钟（见下顶推构件一般构造图）。

3.2.2墩顶位移：顶推施加力时派专人负责观察墩顶位移量。

墩顶位移量是关键控制点。

墩顶位移量的观测，考虑到顶推时单独T构整体位移的同步性以及两侧T构同时受力时位移的对称性，因此在中跨合拢段两侧对称的16号块件外侧腹板顶面沿横断面方向(距离梁端50cm)布设预埋两个钢筋点并做相关标识，直接用钢尺量测控制。

为确保5#、6#墩顶顶推后位移量控制的准确性，分别在5#、6#墩顶中心位置设置观测点，通过在另外半幅墩顶位置架设全站仪观测两设置观测点的位移作为参照对比依据。

3.2.3墩顶墩底截面应力控制：在顶推时需要监控单位配合观测主墩墩顶墩底截面应力,具体的要求如下：墩顶墩底截面应力（扬州侧主墩）：西半幅桥墩墩顶截面西侧边缘受压区砼压应力为7.43Mpa，东侧边缘受拉钢筋拉应力为17.95Mpa；墩底截面东侧边缘受压区砼压应力为8.07Mpa，西侧边缘受拉钢筋拉应力为19.03Mpa.墩顶墩底截面应力（江都侧主墩）：东半幅桥墩墩顶截面西侧边缘受压区砼压应力为6.44Mpa，东侧边缘受拉钢筋拉应力为21.49Mpa；墩底截面东侧边缘受压区砼压应力为7.27Mpa，西侧边缘受拉钢筋拉应力为23.36Mpa。

以上三点是相辅相成的，三个参数同时控制。

当顶推施工结束的同时立即对两侧边跨内劲性骨架进行同时锁定。

在顶推前先将边跨劲性骨架就位，然后临时点焊16#块件劲性骨架，待施加顶推力稳定并达到设计要求后迅速焊接固定边跨现浇段侧。

待边跨骨架焊接固定结束后，安排一组人员解除支座的临时锁定，另外一组人员就位固定中跨合拢段劲性骨架。

3.3边跨合拢段施工边跨合拢段的支架搭设根据边跨直线段现浇支架向前延伸，在悬浇筑16′#块件节段预留孔用吊杆连接两根45#双拼工字钢支撑纵梁贝雷，再铺设完底模及侧模，拧紧吊杆螺栓使模板与16′#块结合紧密。

支架搭设完毕经检查合格后，开始绑扎底腹板钢筋，布设底板预应力管道，安装内模，绑扎顶板钢筋及预埋顶纵、横向预应力束，并固定竖向预应力钢筋；在一天中最低气温时且梁体温度均匀时，开始边跨合拢段混凝土浇注；在边跨合拢段砼强度达到设计的100%后，此时可以进行边跨底板钢束、顶板钢束张拉。

边跨底、顶板钢束全部张拉完毕即可进行此部分钢束的压浆。

具体的张拉顺序为：7a、7b、8a、8b、9a、9b、10a、10b、11a、11b、12、13、14即先长束后短束，以减少预应力张拉时的应力损失，然后张拉锚固边跨合拢段的竖向预应力钢筋和顶板横向钢束，并封锚压浆。

张拉完毕后拆除模板，拆除次序由合拢段向现浇段方向进行。

3.4、中跨合拢段施工中跨合拢段支架采用2根双拼45＃工字钢做下横梁，通过在16＃、16，#块悬浇段底板及腹板相应的位置预留孔中吊杆连接，做为中跨合拢段底、侧模支撑，底模系统用25＃工字钢顺桥向布置，安装于下横梁的45＃工字钢上，再铺上方木加12＃槽钢及竹胶板，侧模通过外滑梁悬吊于16＃块顶板上。

（见中跨合拢段支架示意图）中跨合拢段支架搭设完毕后，开始绑扎底腹板钢筋，同时预埋预应力束管道，然后制立内模，绑扎顶板钢筋，并预埋顶板纵向预应力束管道。

砼浇筑前必须对模板加固情况及总体安全性、预埋件位置进行仔细的检查，确保施工安全。

在一天中最低气温时且梁体温度均匀时并且在两小时之内浇筑完成。

为确保中跨混凝土浇注过程中两侧构件整体保持一个相对静态的稳定，防止随着混凝土浇注荷载的增加引起悬臂块件下饶而影响混凝土的质量，在浇注混凝土前需要在合拢段两侧16#块件顶板用水箱加载，每侧水箱的加水量为中跨合拢段节段荷载的一半，在浇注时伴随混凝土的进度通过水箱同步放水卸载保持构件整体的平衡稳定。

待中跨施加预应力结束后再移走水箱。

中跨合拢段浇注条件与混凝土配比、强度要求与边跨合拢段相同，即达到混凝土强度的100％，可以进行顶、底板钢束的张拉。

跨中钢束张拉时为避免张拉时应力过于集中，对合拢段结构造成不利影响，宜采用分批张拉，第一批张拉、压浆完成7天后，张拉第二批。

第一批张拉钢束为：7b、10a、7a、8a、8b、10b、9a、9b、11a、11b、12；第二批张拉钢束为：13、14、15。

3.5合拢施工的技术要求及相关注意事项连续刚构桥的合拢段施工，是一项技术要求很强的工作，除了上述要求外，还有下面的一些技术要求：3.5.1合拢段锁定前，需对悬臂断面进行一昼夜分时段连续观测，观测气温与悬臂端的标高变化，气温与合拢段长度的变化，气温与梁体温度的关系等，以确定合拢时间。

3.5.2掌握合拢期间的气温预报情况，选择日温较低、温度变化幅度较小时锁定合拢口并浇注合拢段砼。

3.5.3合拢段施工中涉及到的钢构件较多，按照设计要求及现场施工的实际需要，在边跨现浇段及16号块件施工时就开始注意相关构件的预埋，确保无遗漏并控制位置的准确性。

3.5.4合拢劲性骨架的焊接锁定，要求迅速地对称进行，同时焊缝质量一定要保证。

3.5.5合拢段砼可选择适当的外掺剂以达到早强和减少收缩徐变的目的。

3.5.6合拢段砼应覆盖保温养护。

3.5.7全桥合拢后请监控单位对主墩进行应力监测。

4 结束语扬州文昌大桥合拢前采用千斤顶对主梁预先施加了一个水平顶推力，对改善连续刚构桥梁墩身受力状态，使结构受力趋于更合理。

也为扩大连续刚构桥梁的适用范围起一定的推动作用，也为同类型桥梁施工提供借鉴。

参考文献：1.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）；2.《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）3、《公路施工手册桥涵》（交通部第一公路工程总公司主编）注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。