大跨度连续梁桥合龙段施工技术应用分析

李文迪

摘 要：以某连续梁桥施工为例，简要阐述了其合龙段的施工原理及施工方案选择，并对其施工要点进行分析研究，提高合龙段的施工水平和工程质量。根据混凝土配合比的试验研究为合龙段施工提供可靠理论支持，并改善施工工艺，通过对合龙段的应力监测，探索应力变化规律，证实桥梁结构的安全性。

关键词：连续梁桥；合龙段施工；施工技术

中图分类号：U445.4                              文献标识码：A                                  文章编号：2096-6903（2023）01-0018-03

0 引言

大跨度预应力混凝土连续桥梁以其结构刚度大、施工难度相对较低、运营成本低等优点，得到广大桥梁工程师的青睐[1]。建筑行业的快速发展推动了施工技术的提升，促进了大跨度现需桥梁相关技术的不断更新，与此同时也深化了支架和吊臂混凝土现浇、顶推、悬臂结构安装等技术。

目前应用比较普遍的是吊臂混凝土现浇，其施工时间相对较长、施工工艺较为复杂，而且中间还需要进行多次建筑体系的变化，易受外部条件的干扰。合龙技术在桥梁的施工中也非常关键，是大跨预应力桥施工中的重中之重，能够对桥的承载力和耐久度起到非常大的作用。本篇重点以连续梁式桥为分析案例，对大跨度连续梁合龙段所使用的相关技术要求加以研究与说明。

1 工程概述

某公路桥全长1 629.3 m。其中，左右幅第七联为悬浇箱梁，连续箱梁长为163.2 m，跨径组合为（44.1+75+44.1）m，采用预应力混凝土连续箱梁，桥面连续。桥墩采用柱式墩，墩台采用桩基础。20#、23#墩采用2.2 m桩基础，墩柱为2.4×2.4 m方形墩，21#、22#主墩采用2.5 m桩基础墩柱为2.8×2.8 m方形墩。桥梁纵面纵坡为0.418%。

箱梁具体参数如表1、表2，该公路桥上部结构为单箱双室预应力混凝土连续梁，梁顶宽16.25 m，梁底宽9.25 m，顶板厚度30 cm，腹板厚度45、65 cm，中支点局部加厚至85 cm，底板厚由跨中的30 cm变化至中支点梁根部的65.9 cm，中支点处局部加厚至120 cm，底板厚度30～120 cm，主墩处梁高4.5 m，中心线梁高2.2 m。其中，0#梁段在支架上现浇，长10 m；1#～9#梁段为悬臂浇筑节段，长度分别为3 m×3+3.5 m×3+4 m；2個11#梁段（边跨现浇段）长5.52 m采用支架现浇；2个边跨合龙段及1个中跨合龙段，合龙段长度均为2 m。

2 合龙施工方案的选择

在对大跨度混凝土连续桥梁进行悬臂现浇作业时，合同作业的次序一般分为逐孔合龙和多孔一次性合龙两种方式。但是因为大跨度桥梁运用的吊杆较长，T构超定静结构需要在结构上发生多次转变[1]，再加上外界条件的干扰，例如气候、温度、湿度、浇筑压力等因素，合龙阶段混凝土的应力就难以掌控。合龙阶段混凝土质量相应较小，也易产生裂纹，同时混凝土出现了收缩及徐变情况，对桥后期的线形变化和承载力情况也产生了很大的影响。

该大跨度连续桥梁合龙混凝土现浇施工，采用先进行边跨合龙、再进行中跨合龙的顺序。在进行合龙之前，将支撑结构用精轧螺纹临时固定，在合龙段形成可以接受承重的受力点，防止因为天气原因发生形变，再进行后续施工步骤。

本工程方案顺序为：支架现浇施工0#块（中横梁）→挂篮对称施工1#、1#块→挂篮对称施工2#、2#→施工3#、3#→施工4#、4#→施工5#、5#→施工6#、6#→施工7#、7#→施工8#、8#→施工9#、9#→合拢10#、10#。

3 施工技术要点

3.1 合龙段模板与支撑系统施工要点

本工程采用吊篮法进行施工，在桥梁合龙截断面增加吊篮，可以降低进度或者管理因素的影响。在对临时构件和内外膜现浇系统进行拼装时，必须要严丝合缝，在分配梁、模板、钢支架、木支架等构件之间的空隙要做到最小，在拼装结束之后，必须要开展预压工序，防止出现非弹性形变。

3.1.1 边跨合龙段施工要点

在施工前现浇托架，同时按标准制作试块，同步进行养护，待试验强度到95%、弹性模量100%、龄期高于5 d 之后，再通过利用挂篮制作合龙吊架和模板系统，用螺栓把悬臂端和托架固定，最后施工边跨合龙段。

3.1.2 中跨合龙段施工要点

中跨合龙段采用悬空吊架法（利用一侧挂篮）施工，先合龙边跨后合龙中跨。以中跨合龙段侧挂篮底模和内顶模基础为整体承载的基础，合龙段的另一侧可以不拆除挂篮，将其当作施工时的配重。

3.2 平衡配重施工要点

平衡配重主要是由施工荷载均衡配重块与钢筋混凝土平衡物两部分所构成[2]。该桥在实施合龙时把大桥的临时负荷完全拆除，然后采取在吊杆末端放置钢绞线的方式增加均衡质量，配重的质量与合龙段浇筑的混凝土相当。附加配重是为了调节梁体变形、合龙标高及应力因素而设置的[3]。其主要包括：①施工中的合龙架自重以及浇筑之前作用在合龙架的荷载。②直接作用于悬臂的荷载。③合龙段两端高程偏差调整。

依据《公路桥涵施工技术标准》规定，合龙段的两边存在的高差不能高于20 mm（必须在6：00日出前开始测量）。因此，配重的线性偏差调整必须通过压紧配重进行微调，再经测量显示误差符合标准后方可后续施工。

本次配重使用水箱法建造，即对合龙段进行支撑锁定之后对两端进行水箱压重，水箱的质量为合龙段混凝土重量的1/2，并要确保水箱中的积水可以不断的排除，在合龙段混凝土施工时，水箱重量能够与混凝土质量进行同步等量减载。

3.3 钢筋和预应力管道安装施工要点

钢筋捆扎在加工场地进行集中加工，并在现场二次捆扎。在捆扎前将劲性骨骼的固定部位先保留，待劲性骨骼锁紧后再修补捆扎。在底板束管道施工时，先试穿所有低板束。地板填料使用双层波纹管，通过插入钢丝绳芯棒，确保顺利浇筑混凝土。钢筋与其他预应力梁和管道布置在同一箱形梁的悬臂梁部分。

3.4 合龙段端口临时锁定施工要点

大跨预应力钢筋梁式桥吊杆浇筑工程中，由于受阳光的辐射、雨水、昼夜温度、气温以及风等因素共同影响，其吊杆端会产生竖向挠曲、水平偏位变化以及轴向伸缩，导致合龙段的端口标高及长度不停变化[4]。由于合龙端口处于悬臂状态，为避免两端变形导致混凝土浇筑产生裂缝，合龙前对端口做临时锁定与约束，以控制合龙段两端口相对位移及错动造成混凝土变形裂缝[5]。

3.4.1 选择适宜的时间

在施工时为确保合龙段的两边都能保持相对固定，避免在混凝土浇筑之后和早期硬化过程中出现明显的温度变化，要选择适宜施工的天气与时段，并且在施工前3 d进行测温并记录、分析出梁体随温度变化最小的时间点。

3.4.2 复核测量后确认标高

在正式进行合龙施工前，在施工与监控单位对现场的合龙标高和线形复核测量后，再依据监控单位的检算和相应的要求针对性地调整合龙口标高。

3.4.3 及时安装刚性支撑

当对标高进行调整以后，将刚性支撑一端和梁端连接，在达到预定锁紧的时间后迅速焊接，达到锁定状态。

3.4.4 准确施加预压力

锁定后，选择2N19和2N39号钢束用于边跨，使用2N21和2N44号钢束用于中跨，将其当作临时的预应力束，保证在临时锁定状态下的张拉力只有设计的30%。当施工时遇到严重的气候变化时，及时调整临时的预应力钢束大小，再检查钢支撑和预埋件，确保支撑和梁体的安全性之后再调整张拉力。

3.4.5 及时解除临时约束

当临时锁定之后需要将一侧箱梁的固定约束立即释放，保证一端可以在锁定状态下进行自由伸缩。

3.5 合龙段混凝土施工要点

由于在合龙段运用了微膨胀的混凝土，所以在运送中需要不停拌和，以此来保障混凝土能够顺利施工。具体施工要点有以下3点。

第一，合龙段混凝土的施工之前，必须充分检査钢筋段及支架、钢筋直径及预应力管道、钢筋保护层、垫片和钢筋紧固件等施工条件，检査合格后，在规定的温度下进行浇筑。

第二，施工时需要同步合龙段的混凝土施工，工期不超过4 h，施工速度10 m3/h左右。具体施工顺序是：先做底板和腹板，设置道压舱模板，再搭多层网单元，层厚一般不超过30 cm，最后施作两侧翼缘板顶。这样能够减少顶板中部板模板支架的变形，减少现场转角区顶板造成混凝土开裂。附着型振捣器与插入型振捣棒联合应用进行浇筑时，需要注意两者不能与钢支架和波纹管接触。

第三，施工完成后，混凝土结构的合龙梁段施工区域必须用一层薄薄的覆盖材料或土工布进行保护，并由施工人员做好水泥测量记录。在施工区边缘1 m的区域内洒水，以减少水分流失而引起裂缝。

3.6 预应力施工分析

在进行合龙段的永久束张拉之前需要使用洒水降温，并通过覆盖箱梁悬臂的形式降低与小箱梁的温差。基础混凝土钢筋束管架设前要确保管路通畅，当合龙段钢筋满足工程要求承载力和相应龄期时，松开框架外模板和内侧模，依据规定张拉顺序和张拉的大小进行施工张拉。横向和竖向以及顶板的纵向预应力的工序和箱梁悬灌梁段基本一致，只有在鋼束张拉结束之后才能脱底模。预应力的压浆需要遵守“由张拉端向锚固端压浆，由低端向高端进行压浆”的基本原则。梁体在进行张拉预应力筋过程中，用于临时锁定的永久预应力束需要在其他预应力束张拉完后再调整到标准张拉值。

3.7 合龙段施工监测要点

检测要点具体有以下4点。

第一，施工中一定要严格控制箱梁顶面负荷的布置和方向，对拆除后废弃的模板和垃圾也要及时清扫。按照监控部门的标准做好压重荷载布设，并且要求计算必须准确无误。

第二，施工时需要正确观测实际高程，确保连续梁线形正确。

第三，因为监测气温的变化，所以需要在梁体上设置高温观测站进行监测。

第四，在合龙后，除规定的荷载外，不能在梁面堆放其他荷载。

4 结语

连续梁桥合龙段施工是桥梁施工中极其重要的一环，将使桥梁结构由静定转为超静定，其施工的细节决定工程的质量。大跨度连续桥梁合龙段在施工时容易受到不同的因素影响，例如昼夜气温的变化、湿度变化、混凝土早期的收缩、结构体系转换速度和浇筑压力变化等，所以针对合龙段施工的工艺和技术进行详细分析，以此来避免后续类似工程施工时受各种因素产生的不良影响，进一步提升了施工效率，为今后各类桥梁的工程实施提供了参考。

参考文献

[1] 赵永鹏.大跨度预应力混凝土连续梁桥合龙段施工技术要点探讨[J].山西交通科技，2019（4）：57-59+84.

[2] 潘晓飞，耿志华，张康荣，等.大跨度连续梁桥合龙段施工技术应用[J].科学技术创新，2022（21）：100-103.

[3] 莫冬华.高墩大跨刚构桥合龙段几道关键工序的力学性能研究[D].长沙：长沙理工大学，2011.

[4] 蒋玉汉.大跨度连续梁桥悬浇施工关键技术分析[J].交通世界，2021（13）：119-122.

[5] 朱月平.大跨度连续梁桥悬臂浇筑合龙控制关键技术研究[J].工程质量，2020，38（1）：62-66.