高速铁路桥135m跨连续梁合龙施工

高速铁路桥135m跨连续梁合龙施工
刘学明
（中铁大桥局集团二公司，江苏南京210015）
摘
介绍大跨度高速铁路桥连续梁的合龙方案、合龙结构受力计算及施工要点。
关键词：
高速铁路连续梁合龙方案监控
前言
合龙是连续梁桥施工的关键工序，合龙时主梁由双悬臂的“T”构状态转为连续结构，如何保证合龙段在砼自重、温度变化、施工荷载作用下的施工质量是合龙成功与否的关键。
当升温时N=Ny+Qf
式中：
N——合龙口刚性支撑所受压力；
Ny——预应力临时张拉束提供的预压力；
Q——边跨直线段梁的自重；
f——直线段梁自由滑动时的摩阻系数；
当降温时N=Ny－Qf
实际合龙时，可根据气候情况及合龙前的梁温测试数据，预估合龙口锁定后至新灌混凝土达到足够强度前可能产生的降温值△t，然后依△t求得梁降温时所产生的温度应力，并依此来求得所需预应力临时束的张拉力，从而选定合龙口刚性支撑截面。
3.2
新浇注的合龙段混凝土在硬化过程中产生收缩，而且在硬化初期的收缩量远比后期的大，在边跨合龙前将合龙跨两端支座进行临时锁定，限制上下板的相对移动，在合龙段布置劲性支撑架，并张拉临时预应力束，再解除支座锁定，选择在悬臂梁内温度最低时浇注合龙段混凝土，劲性支撑架结构需根据受力计算设计。
以北边跨119#~120#墩为例，首先假定北边跨合龙段两侧的119号、120号墩支座都是固结约束的，墩身无位移，计算图式如下：
①按设计及监控方案要求，先边跨合龙，后中跨合龙；
②按支座安装时的预偏量设置要求，在14±4℃合龙；
③合龙时梁体的受力结构应为明确的静定体系；
④满足设计及规范要求。
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通过边跨合龙，将2个边孔变成“Π”形的简支结构，合龙时主墩固定，边跨直线段活动。当北侧边跨合龙时，120#墩支座固定，锁定北边跨合龙段，解除119#墩的支座和支架锁定，变为活动墩。南边跨合龙方案类似。
图7：合龙段支撑架立面布置图8：支撑架结构
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2个中跨采用1次同时合龙方式，将2个边孔的“Π”形和中间121#墩的“T”形形成4孔连续的成桥结构。当中跨合龙时，121#墩支座固定，锁定北中跨合龙段，解除120#墩锁定变为活动墩；锁定南中跨合龙段，解除122#墩锁定变为活动墩。
图9：中பைடு நூலகம்合龙计算图示
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合龙是连续梁体系转换的重要环节，施工中需面对两个主要问题：
①新浇合龙混凝土的硬化收缩及温降收缩，会影响合龙砼与两悬臂梁端的连接；
②温升膨胀会使新浇混凝土过早承压，对其后期性能有影响。
因而如何保证新浇合龙混凝土质量是关键，设计时尽可能缩短合龙段长度以减少混凝土收缩量，施工中为防止新浇混凝土过早承压及温降开裂，普遍做法是调查近期当地的温度规律，推算合龙温差范围，计算合龙结构受力，在合龙段内埋设劲性骨架并张拉临时预应力束，使合龙跨进行临时约束锁定。
图5：边跨结构图6：边跨合龙温度应力计算图示
计算基本参数：
支座滑动摩阻系数：f＝0.3；
钢——四氟板滑动摩阻系数：f＝0.08（当压应力＜7MPa时）；
钢筋砼线性膨胀系数：1×10－6/℃
砼弹性模量：3.6×103MPa（各截面加权计算值）。
式中：
N——梁体因温度变化时所受的轴向力；
αg、αh——分别为钢和混凝土的线膨胀系数；
L、Lh1、Lh2、Lg——分别为合龙跨度、两悬臂浇筑段长度、合龙口钢支撑长度；
Eg、Eh——分别为钢和混凝土的弹性模量；
根据计算，当119#~120#墩锁定时N=2248△t（kN）
由此可见，当昼夜温差至10℃时，在合龙段处可产生2248t的轴向力，即当两端固结约束时，其温度影响轴向力很大，一般在边跨合龙段锁定后，需要立即释放119号墩直线段端的支座固结约束，使其能纵向自由滑动，此时合龙口刚性支撑所受轴向力为：
合龙施工应结合大桥特点，满足受力、线形和误差要求。在悬浇过程中3个主墩“T”构各自独立，梁体处于负弯矩受力状态，随着边跨、中跨顺序合龙，梁体也依次处于不同结构的受力状态，直至成桥完成体系转换。本桥合龙有如下特点：
本桥属大跨度的高速铁路连续梁桥，梁体刚度较大，主墩采用现浇支架承托固结，要求2个边跨分次合龙，2个中跨对称同时合龙，梁重锁定力量大，锁定和解除工序复杂。合龙方案制定遵循如下原则：
图1：桥式图图2：合龙段截面
上部结构为单箱单室预应力钢筋混凝土连续梁，梁顶面宽度12m，底板宽7m。0#块高10m，现浇支架在悬浇时起支撑及稳定作用，主墩每侧设11个悬浇节段，贝雷桁架挂篮悬浇。119#（北岸）、123#（南岸）墩设边跨现浇直线段，长度7.25m。
全桥共有4个合龙段，边跨、中跨各2个，长度均为2m，梁高5.83m。单个边跨合龙段配纵向预应力22束，中跨合龙段设置了中隔墙，配纵向预应力48束。
根据边跨合龙设计，在合龙时，需张拉临时预应力索2T15（19束）、2B0（19束）至500MPa，则Ny＝5320（kN），边跨梁重按5363kN计，支座、四氟板摩阻均按0.08计，则Qf＝430（kN）
N=Ny±Qf＝5320±430（kN）
3.3
在边跨合龙段设置劲性支撑架，用于承受预应力的产生的轴向力，拟选用2[32a槽钢梁4组，其承载力为[N]=7508（kN）＞N，满足受力要求。
3.
直线段的现浇支架下部为自墩顶向上设置的钢管支架，其上布置贝雷桁架作为承载梁，为使得在边跨合龙时直线段能够纵桥向水平微量滑移，在贝雷桁架下的分配梁与钢管柱间设置了滑动机构，如下图：
图3：直线段现浇支架图4：支架滑移装置
119#、123#墩直线段锁定和解除的主要机构为钢管柱顶4个支点、墩顶模板支撑及活动支座锁定。在4根钢管柱顶的分配梁下设不锈钢板-四氟板滑动层，可锁定，解除后即为活动层。解除锁定时，须拆除墩顶模板支撑并解除支座上下摆锁定。
大跨度高速铁路梁有截面高、梁重、荷载大等特点，本文结合沪杭客专跨横潦泾135m跨连续梁桥的合龙施工实践，介绍高速铁路桥悬浇梁的合龙方案、相关技术参数的计算及施工要点。
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沪杭铁路客运专线采用连续梁桥方式跨越黄浦江上游的横潦泾，连续梁桥共5墩4跨，墩号119#~123#号，里程DK35+287~DK35+709，跨径布置为（75+135+135+75）m，全长421.5m。