酉水河特大桥多跨同时锁定合拢施工技术

乔立华

摘要：较详细地介绍了酉水河特大桥大跨度预应力混凝土箱梁多跨同时锁定合拢的施工技术。

关键词：多跨；同时锁定；合拢；施工技术

1工程概况

酉水河特大桥位于陕西省洋县金水镇酉水村，横跨酉水河与108国道。酉水河特大桥左线为58m+3×105m+190.29ft=431m的预应力混凝土连续刚构，右线为58m+3×105m+58m（预应力混凝土连续刚构）+3×30m的预应力混凝土箱梁，主桥箱梁顶面宽12.5米，底面宽6米，箱梁刚构为横向、竖向、纵向三向预应力结构，采用单箱单室断面，支点处梁高5.5米，跨中梁高2.2米，中跨及次边跨合拢段长度为2.5米，边跨合拢段长度为2.01米，合拢段高度均为2.2米。全桥左线和右线合拢段均为5个合拢段，编号分别为边跨合拢段2个、次边跨合拢段2个、中跨合拢段1个。该桥施工难度大，工艺复杂，工期短。对此必须科学组织，精心施工。传统合拢方法一般采用逐跨合拢，耗用时间长，合拢精度较难保证。

下面较详细地介绍大跨度预应力混凝土箱梁多跨同时锁定合拢的施工技术。

2合拢段施工时必须考虑的几个影响因素

2.1合拢温度的考虑。合拢温度的选择是很重要的，在什么样的温度下合拢会影响到成桥后箱梁的内力大小。合拢温度一般5~15℃之间进行且在此温度区域段越低越佳。

2.2日照的影响。本桥单T的悬臂实际长度为45m，在合拢前呈自由悬臂状态，由于日照的影响，箱梁顶面和底面的温度存在着差别，必然会引起悬臂端的变化。据实测，其变化下挠值在2cm左右，固应在前3天，每2小时进行温度与位移观测。

2.3温度的影响。由于本桥的长度为432m，每个T构长度为105m，合拢时混凝土的温度每变化1℃将会使合拢的长度产生102.5000×0.00001=1.025mm的变化。故宜在当日温度最低时进行劲性骨架的锁定。

2.4混凝土的收缩、徐变的影响。已浇单“T”的混凝土后期收缩、徐变，经计算，将会使梁产生8mm的变化。

合拢段本身混凝土的收缩、徐变值虽然很小，但易在老混凝土的交接处产生横向裂缝及纵向裂缝。

2.5临时荷载作用。荷载将使悬臂端下挠，卸载后又会得到一定的恢复。

2.6合拢段自重引起的悬臂端变化。它同临时荷载作用一样，但属永久性。

3合拢段施工

合拢段施工的挂篮布置：边跨合拢段采用在现浇段前端50厘米处预埋挂篮的锚孔，预埋孔的横向尺寸与挂篮前吊带的尺寸相同，待合拢的悬臂段施工最后一个块段时，在块件的前端25厘米处预埋挂篮的锚孔，预埋孔的横行尺寸与挂篮后吊带的尺寸相同，挂篮施工完最后一个块段后，往前移动2.01米，并在最后一个块段端头25厘米处的挂篮底平台下方增加一道下横梁（2I32b），这样挂篮的前后段就分别对称锚在待合拢的块段两端，利用原挂篮的底模、内外模及外模架改制成合拢段模板。次边跨及中跨依据同样的原理进行模板的施工。

3.1边跨合拢段施工。（1）现浇段在支架上，根据设计要求，可在支架上作一定量的位移，故合拢时不必考虑顶开施工，但要考虑现浇段水平位移之力对劲性骨架临时束的影响，因而必须设置临时锁定装置。（2）边跨合拢主要是要解决日照的影响。按挠度计算结果，悬臂段每下挠1cm，约相当于100KN外荷载的作用。实测下挠最大值为1.1cm，约产生1.1×100=110KN力，因而必须设置竖向临时锁定装置。在本工程施工过程中，由于现浇段的支架刚度很大，且支架伸入到悬臂段梁下，悬臂段下挠上升产生的作用力可全部由支架承受，且在实际施工过程中，在悬臂梁上部分覆盖以防晒、浇水，使梁上下的温度差趋于最小，竖向装置则不设。（3）临时配重。边跨合拢段的临时配重采用砖砌结构，根据设计要求和施工现场的实际情况，配重水箱设置在最后一个悬臂段的顶板中间，配重为合拢段混凝土重量的一半为20吨。（4）临时锁定装置。按临时锁定结构的要求，劲性骨架在降温时不受拉，在升温时能保证劲性骨架稳定。因此必须对劲性骨架进行验算。劲性骨架锁定宜在当日最低温度时进行，劲性骨架分为内、外劲性骨架，经设计单位验算此桥采用劲性骨架。（5）吊架的锚固。劲性骨架锁定后，将挂篮的前后、上下吊带锚固，各吊带均锚固在混凝土上，此时由于两梁高程存在一定的差异，可能出现模板与混凝土端头不能紧密闭合，如空隙小于5mm，可用水泥浆进行封闭，否则在原模板上另增设一层模板，以确保模板与混凝土端头紧密闭合。（6）钢筋和预应力体系的安装。钢筋现场绑扎，预应力体系的安装要精确定位，用井形架按0.5m固定波纹管，确保线形正确，谨防管道漏浆堵塞和移位。钢筋安装时，必须先将一端焊好，在集中焊接另一端。（7）混凝土施工。混凝土的施工顺序按先底板后腹板，再顶板的顺序进行。底板混凝土从顶板上预留孔进入。混凝土的浇注安排在夜间进行，避免白天浇注产生的收缩裂缝，混凝土的入模坍落度控制在180~200mm，混凝土的浇注工作必须在初凝前完成，混凝土的初凝时间控制在3h左右。为防止温度变化影响产生裂缝，必须加强养生，在顶板及底板覆盖麻袋养护，其余部位用喷水或淋水方法养护。（8）卸载。在合拢段混凝土浇注过程中，临时配重按等量关系同时对称卸载，合拢段混凝土浇注时，使梁体标高始终保持不变，混凝土浇注完成，配重的水也泄放完毕。（9）施工工艺流程。边跨合拢施工过程中应注意的几点：在锁定前清除一切临时荷载；在当天温度最接近设计合拢温度下锁定且在配重完成后；在边跨合拢段混凝土浇注过程中，对配重对称卸载且按每5吨为级；为消除合拢段常见的混凝土的弊病采用高一个等级砼标号；当砼强度达到90%以上，且龄期大于4天，方可进行张拉，边跨合拢段第一次张拉50%以上钢束、张拉过程中由监控办负责观测次边跨合拢段两侧悬臂端标高变化情况，若高差不超过1cm，底板钢束可全部张拉完毕；张拉采用两个边跨钢束不超过2束进行交替张拉。

3.2次边跨及中跨合拢段施工。次边跨及中跨合拢采用一次锁定合拢的施工方法。底模、外侧模、内模同样是利用挂篮的模板。

（1）合拢温度。合拢前进行温度的测定，连续三天24小时，间隔2小时测定一天的温度，以确定一天的平均气温，以保证在一天中最佳温度进行合拢。如果当地合拢温度达不到设计要求时，应通过内力调整使主梁达到设计合拢温度。由于次边跨和中跨合拢段施工时，经实测现场温度满足设计合拢温度10℃，本桥未采用内力调整法，直接锁定合拢。（2）临时配重。临时配重设置同边跨合拢段。（3）合拢前标高的调整。在合拢前组织测量人员连续3天24小时测量“T”构挠度变形情况。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预测误差，因此主梁合拢时合拢端存在标高偏差（扣除纵坡影响）当高差小于1cm时，不做调整，当高差大于1cm时，必须通过临时配重措施，调整合拢标高，调整主梁桥面线形。临时配重应在待合拢的“T”构两端对称设置。临时配重必须通过理论分析计算，充分考虑合拢后及运营阶段的结构与内力的影响，与主梁标高偏差兼顾。通过主动与设计部门联系确定临时配重的位置、重量。为此必须严格控制桥面不合理配重及合拢前拆除桥面的临时荷载。（4）劲性骨架安装。在合拢段标高调整至理想状态后，在设计合拢温度下锁定刚性内外骨架，锁定过程要充分作好人力资源及机械配备。吊架的锚固、钢筋和预应力体系的安装、混凝土施工、卸载施工方法和边跨合拢段相同。（5）预应力张拉。当砼强度达到90%以上，且龄期大于4天，方可进行张拉。为了防止张拉过程中出现应力裂缝和支座位移超出允许范围，张拉顺序经业主、设计方、监理方联合会诊采用了先张拉次边跨的一半（次边跨、中跨底板钢束均为32束）后张拉中跨的一半后，解除临时固结，具体为先张拉西安侧次边跨的2束，后张拉汉中侧次边跨的4束，再张拉西安侧4束，后再张拉汉中侧4束，再张拉西安侧4束，后再张拉汉中侧4束，后再张拉西安侧4束，再张拉汉中侧4束，后再张拉西安侧2束。在张拉完两个次边跨合拢段钢束的一半后，张拉中跨合拢段钢束的一半。解除临时固结后再张拉剩余的一半，方法同上述。并压浆。

结束语

合拢段施工是主梁施工的关键工序，做好施工组织设计是保证合拢段施工顺利进行的基础，通过对酉水河特大桥合拢段的施工实践，我们认为先边跨合拢后次边跨和中跨一次锁定合拢的施工方法是切实可行的。极大地提高了合拢精度，加快了进度。