浅谈连续刚构桥合龙段施工控制

浅谈连续刚构桥合龙段施工控制

摘要：本文以象山港大桥及接线工程云龙公铁立交桥挂篮施工为代表，对连续刚构桥合龙段及体系转换过程的施工步骤行了介绍，重点阐述了合龙段施工前观测、合龙段配换重，中跨合龙段顶推、临时劲性骨架锁定、预应力张拉压浆等方面的施工控制要点，很好地保证成桥线形、优化结构内力，以期指导实践。

关键词：连续刚构合龙段施工控制

1、前言

合龙即体系转换，根据施工方案将单独的悬臂梁体逐次连接成一个更稳定刚度更大的整体，将悬臂梁静定结构转换成连续的超静定结构。预应力连续刚构桥的合龙段施工是整个施工过程的最后阶段，是控制全桥受力状态和线形的关键工序，悬臂施工的精准均在此时反映。合龙段施工复杂、工序多，必须按照设计要求严格控制连续梁的施工步骤，认真组织施工，确保合龙段施工的质量。

2、工程概况

云龙公铁立交桥连续梁13、17#墩与主梁支座连接，14#、15#、16#墩与主梁固结，梁体上部箱梁结构为三向预应力混凝土变截面连续刚构，桥跨布置为58+88+88+58m（如图2-1）。整个箱梁施工边跨分为12个块，即10个悬浇块、边跨直线段和合龙段；中跨一半为11个块，及10个悬浇块一个合龙块。0#块长12m，1-6#块长3.5m，7-10#块长4m ，合龙块长2m，边跨长直线段长为12.88m。0#块梁段采用托架结合支架浇筑完成外，其余节段均采用挂篮悬浇，边跨直线段搭设支架现浇。单幅桥共有中跨合龙段2个，边跨合龙段2个。

图2-1梁体布置

3、合龙段施工流程

3.1、连续梁刚构桥单幅13-17#墩合龙顺序为先边跨后中跨，中、边跨合龙段均利用挂篮合龙，合龙段工序基本相同，边跨合龙比中跨合龙少了顶推施工环节，具体施工流程如下:

(1)合龙施工方案交底(2)合龙梁端标高观测、标高调整(3)挂篮底模滑移就位、平衡配重、浇筑配重(4)底腹板钢筋及预应力管道安装(5)中跨顶推施工(6)劲性骨架安装及临时预应力张拉(7)内模安装、顶板钢筋及预应力管道安装(8)混凝土浇

筑换重及养护(9)合龙段预应力管道压浆(10)劲性骨架约束解除(11)沉降观测(12)施工完成总结。

4、合龙施工控制

4.1、合龙前标高观测、调整

按照施工及监控方案，连续观测合龙段两端桥梁轴线、高程及合龙段长度变化与温度变化情况，测量情况结果及时告知设计、监控单位。由于主梁悬臂施工中标高控制存在不可避免的施工误差和监控预测误差，因此主梁合龙时两合龙端存在标高偏差，当高差小于1.5cm时，不做调整，当高差大于1.5cm时，必须通过临时配重予以调整。临时配重应在待合龙口两端对称设置，边跨合龙段配重时观测对另一端梁体中跨合龙口的影响。临时配重经理论分析计算，不合理的配重设置导致结构内力不合理，可能导致箱梁薄弱处混凝土开裂。

4.2、合龙段劲性骨架锁定温度、中跨合龙段顶推温度和浇筑温度确定

云龙公铁立交桥连续梁边、中跨合龙段施工时间段为7、8月份，找出气温变化规律，确定一天中最低温度时间，升温时间，恒温时间，绘制成温度曲线，将实测温度报监控和设计部门，确定合龙段劲性骨架锁定温度、中跨合龙段顶推温度和浇筑温度为当天最低温度，安排在温度变化相对稳定的低温时段进行施工，此时结构受力为最自然的状态。在实际施工中，合龙温度应尽量满足设计要求，实际合龙温度不能达到设计要求时，应通过内力调整使主梁达到设计合龙温度，云龙公铁立交桥合龙温度高于设计合龙温度，中跨采取顶推措施来调整结构受力。

4.3、合龙段配重、换重施工

连续梁刚构桥14、16#墩10#块施工完毕后，对称拆除挂篮，边跨合龙段13-14、16-17#墩留用挂篮底模施工时，会造成悬臂梁体边中跨荷载不对称，此时边中跨受力不对称，这时不仅要考虑换重的重量，还要考虑加设配重。配重重量=边跨挂篮底模重量÷2+合龙段混凝土引起增加的悬灌段重量；换重重量=合龙段混凝土引起增加的悬灌段重量+临时施工施荷载。

中跨合龙段15#墩采用挂篮进行中跨合龙段施工，悬臂梁端荷载对称，只需换重，不需要加配重。换重重量=合龙段混凝重量÷2。

在劲性骨架锁定前，在梁端加设水箱与合龙段混凝土换重，在浇筑合龙段混凝土时，根据混凝土浇筑量，边浇筑混凝土边放水，尽量使同一时段内浇筑的混凝土重量与放出的水重量相等。通过水箱放水使合龙段两端悬臂在混凝土浇筑过程中受力保持一致，从而使合龙段两边悬臂高差始终保持不变，尽可能避免因施工原因而使结构引起附加应力。换配重水箱放置靠近合龙段，并且重量加在桥中心轴线上。

4.4、中跨合龙顶推施工

4.4.1、顶推作用

为有效控制连续梁刚构桥合龙张拉钢束、混凝土收缩徐变等引起梁体位移、主墩偏位，一般在劲性骨架安装锁定前，在合龙段两端对梁体施加一水平顶推力，使主墩产生一反向水平位移使墩顶预偏，以部分抵消这种位移对桥墩的影响。

4.4.2、顶推施工

在合龙口设计顶推点，15#墩两个中跨合龙段对称同步顶推，单个中跨合龙段使用2个400t的千斤顶（如图4-2），以每台千斤顶加载计，依次为25 t，50 t，75 t，每加载一级要让千斤顶持力10-15 min，为保证桥墩偏移量达到要求，采用力和位移值双控。顶推施工前后，对梁体轴线、标高、桥墩偏移量、合龙段长度的变化进行观测对比报监控与设计部门。14、16#墩的设计偏移量为 2.6cm，由于云龙公铁立交桥连续梁两个中跨合龙段顶推操作精准，较好地执行了同步对称顶推，桥面的中轴线没有发生偏移，实际顶推量与设计理论相符。

4.5、合龙段劲性骨架及临时预应力束

4.5.1、合龙段劲性骨架、临时预应力束作用

劲性骨架的作用：连接合龙梁，保证合龙段长度，防止在浇筑合龙段混凝土的过程中及合龙段混凝土未达到设计强度的养护过程中梁两端错动，同时用来抵抗合龙段因温度升高而产生的压应力及梁体可能错动而起的竖向剪应力。临时预应力束的作用：抵抗合龙段两端梁体因温度降低收缩而在合龙段混凝土中产生的拉应力。

4.5.2、劲性骨架锁定施工

根据云龙公铁立交桥连续梁大桥的设计要求和当地气候的特点，合龙段使用外刚性支撑法（如图4-1），在合龙口的顶底板预埋钢板，利用工钢组与预埋钢板连接，槽钢与工钢组连接形成骨架。在合龙段标高调整、换配重及中跨合龙段顶推施工后，即可组织焊接锁定骨架，云龙公铁立交桥连续梁15#墩处中跨2个合龙段劲性骨架、X撑均要求执行同步对称锁定。因劲性骨架施焊量大，为缩短安装时间，可在顶推施工前先焊接好骨架的一端，在保证焊缝质量前提下尽量在确定的温度时间段内完成锁定。

(图4-1) （图4-2）

4.5.3、临时预应力张拉