福建南平五里亭大桥合拢段施工及其监测方法

魏福康

（福建众诚建设工程有限公司，福建 南平 353000）

1 工程概况

五里亭Ⅰ号大桥中心里程YK236+263，桥梁孔径布置为2×35 m+（70 m+120 m+120 m+70 m）+1×35 m，7跨，长493m，其中跨越建溪水道主桥采用（70 m+120 m+120 m+70 m）现浇预应力变截面砼连续T型刚构，设置两个通航孔；桥梁上部结构采用连续刚构箱梁、连续T梁，下部构造采用砼灌注桩基础，桩柱式桥墩、空心墩。主墩采用连续刚构箱梁，引桥为35 m预制预应力砼T梁。上部结构箱梁为单箱单室断面，顶板宽12.25 m，底板宽6.25 m，0＃节段梁长10.0 m，高6.8 m，底板下缘呈抛物线变化。块段长度有2.0 m、3.0 m、3.3 m、3.5 m、4.0 m等多种。

上部为先简支后连续的35 m预应力砼T梁。

2 边跨直线段施工

五里亭Ⅰ号大桥所经建溪河面较宽，浦城一侧边跨直线段紧靠河边，坡较陡；南平一侧边跨跨滨江大道和205国道，而且坡较陡，不宜搭设脚手架。为了施工及交通安全，桥两端边跨现浇段采用万能杆件搭设支墩，利用贝雷梁进行施工。在贝雷梁上铺设I32a型钢作为分配梁，用以支撑底模及翼缘底模支架，其布置见图1。

图1 边跨现浇段支架布置示意图

整个支架搭设完成后，应进行加载预压，荷载加至施工荷载的1.2倍，消除支架非弹性变形，并按实测的弹性变形量确定底模标高和预拱度。

3 合拢段施工

（1）合拢原则。必须遵循低温灌注、又拉又撑的两大原则，合拢温度20±2℃。在合拢前使悬臂端临时连接锁定，保持相对固定不动，以防止合拢段混凝土在灌注及早期硬化过程中发生明显变形，保证砼始终处于受压应力状态。

（2）合拢顺序。五里亭Ⅰ号大桥均为双幅桥，单幅设两个边跨合龙段，个中跨合龙段，合龙的顺序为先边跨后中跨，完成整个梁段的体系转换。按先边跨后中跨的循序进行。

（3）合拢施工。边跨合拢施工顺序:前移边跨挂篮→在距合拢相邻段梁端1 m各配置1/2合拢段砼重量的配重水箱，同时T构另一端配置平衡配重水箱→按设计要求设置体外支撑与体内约束锁定相邻梁段→边浇注边跨合拢段混凝土，同时边卸载同等重量的平衡重→混凝土等强→张拉边跨全部合拢钢束→拆除边跨挂篮、配重、现浇支架。中跨合拢施工顺序:拆除一个中跨挂篮，前移另一个中跨挂篮→在距合拢相邻段梁端1 m各配置1/2合拢段砼重量的配重水箱，同时T构另一端配置平衡配重水箱→按设计要求设置体外支撑与体内约束，并按设计要求进行预顶开梁后锁定→边浇注中跨合拢段混凝土，同时边卸载同等重量的平衡重→混凝土等强→张拉中跨底板钢束→拆除中跨挂篮、配重。五里亭Ⅰ号大桥两个中跨合拢段应同时、对称进行。①中跨合拢段。中跨合拢段直接利用挂篮的底篮系统，采取在两悬臂箱梁端底板预埋吊带孔洞的办法悬吊底篮结构，待进行中跨合拢段施工时，将一端的挂篮底篮前移后将前底篮前横梁锚固在另一悬臂端上，以此挂篮底篮提供合拢段的结构支撑和模板支撑。②边跨合拢段。边跨合拢段施工时，将直线段的贝雷接长，通过吊杆将贝雷悬臂反吊于另一梁端。利用4根Φ32精轧螺纹钢筋作为吊带将贝雷吊挂在另一梁段的悬端，然后在贝雷上布设横向分配梁（重轨）及纵向方木等，然后铺设模板。模板铺设好以后，将吊带进行调整，使模板与砼间略有缝隙，以确保模板不阻碍悬臂箱梁的自由收缩为宜。

（4）合拢段施工注意事项。①时间的选择:各合拢跨合拢前，应对主梁的梁顶高程、桥轴线和桥长进行联测，观测气温变化及气温引起的梁体竖向和水平向相对位置变化的关系，连续观测时间不小于48 h，以确定浇筑合拢砼的时间区段。合拢宜在一天中最低气温时完成（具体温度20±2℃）。②中跨合拢前将两悬臂端的合拢口予以临时连接，复查、调整两悬臂端合拢施加荷载，使其对称相等。并复测、调整中跨、边跨悬臂端的挠度及两端的高差，观测了解合拢前温度变化与梁端高程及合拢段长度变化的关系。③劲性骨架的安装:按设计合拢温度及张拉预应力后弹性压缩进行约束锁定（预埋型钢支架进行焊接）。合拢段施工采用“外撑内拉”措施，“外撑”即在其相邻两段箱梁底板顶面、顶板顶面预埋钢板或劲性骨架，设置四至六组型钢梁（劲性骨架）作支撑与预埋件焊接，将两“T构”锁定；“内拉”即在体外支撑锁定后，利用合拢段钢束临时张拉固定。锁定后，复测合拢段长度、高程。合拢前应在两悬臂端加平衡重，并在混凝土浇筑过程中随砼的浇注速度逐步撤除，使悬臂挠度保持稳定。④对于边跨合拢段施工时，在合拢段支架底部设置钢棒或钢管，以确保支架与梁底间、梁底与边跨墩顶间能相对滑动，使边跨合拢时合拢段能随原浇注T构自有伸缩，避免砼拉力过大和对墩柱产生水平推力。⑤为保持混凝土灌注过程中梁体受力不变，在两个临近梁段上各预压重量等于合龙混凝土重量一半的红砖储水加压，随混凝土的灌注分级放水，确保合龙始终处于一个相对稳定的状态下施工，确保合龙段施工质量。

（5）砼浇注、预应力和压浆施工:各工序同箱梁悬浇施工。

5 挂篮的拆除

合拢段施工完毕且正弯矩张拉后，进行挂篮的拆除（一般主桁架在进行合龙段施工前，内、外滑梁及模板就位后拆除）。具体的拆除顺序如下:

（1）先将挂篮的底模、侧模系统连成一个整体，并固定好（必要时先进行电焊固结）。

（2）在梁体预留孔位上悬挂多级手拉葫芦，并将底侧模系统挂在该组葫芦上，不少于四组（长度根据梁底距地面的高度而定）。

（3）松开并取掉挂篮上的精扎螺纹钢筋吊杆，缓缓放松手拉葫芦，使底侧模系统慢慢下降，直到底模到达地面为止（中跨合龙段下放时先在下停放一驳船，底侧模系统落在驳船上即可）。

（4）然后进行底侧模系统的解拼。

（5）内模直接在内箱内进行肢解，然后从检查孔将其运出。

6 箱梁施工测量与监控

测量内容包括:控制点的设置及箱梁高程、平面线形、承台的沉降。

监控的目的:由于本桥跨径达120 m，因此采取科学有效的措施对箱梁挠度实施监控，预测分析、实时调整，以达到大桥实际线形尽可能地吻合设计线形。

（1）控制点和水准点的设置。箱梁轴线控制点的设置:在各箱梁0#梁段施工时，把200×200×10钢板预埋在箱梁顶板中心，0#梁段施工完后，把0＃块中心结构高程和平面坐标标刻在钢板上，平面和高程控制要求进行两岸联测，以确保测量控制网的闭合性。预埋钢板见图2。

图2 预埋钢板设置图

箱梁水准控制点的设置:考虑到0#段箱梁变形很小，因此水准控制点也设置在0#段中心钢板以上，以利于与平面控制点同时保护。

（2）箱梁平面线形的控制。各悬浇段完成后，首先复核0#段中心点是否位移，复核后方可利用0#段中心点放出刚完成块段的中轴线并复核已完成所有块段的中轴线，检查所有块段的中线误差并做好记录。悬浇段支立模板后，要与已完成各段的轴线点复核，以保证支立模板准确无误。模板的纵桥向位置确定时，要求每次都用钢尺从0#段中心量起，或直接用全站仪测距定出位置，从而减少误差。为了便于复核，同时在已完成的箱梁顶板上用墨线标出。

（3）高程控制。①利用0#段中心处的水准点控制模板的高程，要求首先保证水准点的正确性。模板高程可以用相邻墩位的水准点或用三角高程进行校核，确保无误。②每段浇筑完后，在箱梁顶板同一横段断面中线处和两翼埋设三根钢筋，其中翼板处的观测点距离翼板边缘20cm，预埋钢筋伸出顶板砼约2cm。③挂篮浇注时，挂篮的下挠度要根据理论计算和加载试验结果准确确定。④每一悬浇段施工过程中，高程观测频率为5次:挂篮移位后、砼浇注前，砼浇注前后，张拉前，张拉后（即挂篮移位前）。每次测量范围为以前完成的所有悬浇段，并做记录。

（4）墩身变形观测。利用全站仪和导线控制点定期复测各墩0#段中心点的位置，并与原设中心点进行比较，偏移位置即墩身变形量。施工过程中，尤其注意观测温度变化对墩身变形的影响。

（5）承台的沉降观测。在承台浇筑过程中，在承台四角埋设四根钢筋作观测点，要求同箱梁顶板观测点的埋设一样。在每一块箱梁施工后，对这四个点进行观测，比较前、后差值即为承台的沉降值。

（6）温度测试。由于温度对箱梁的变形影响较大，施工中需加强对温度的观测，温度观测主要分两部分:箱梁温度～挠度随气温变化观测和箱梁温度场观测。前者观测方法与高程观测一致，后者则通过在箱梁断面中埋设温度感应元得到箱梁随气温变化的温度场。温度感应元埋设断面选在箱梁悬臂1/4位置（两个），在该断面顶底板左右对称布置一个BTS-400 PN结温度传感器。箱梁温度～挠度随气温变化观测时间选在温度变化较小的区段，并且选取具有代表性的天气进行。

6 结语

福建南平五里亭大桥工程经过施工单位的精心准备，精心组织、精心施工，目前已全部顺利完工，实践证明此次合拢段采取的施工方法及其监控方法是成功的，可以为今后大桥施工中相类似的基础施工提供一定的参考。