预应力混凝土斜拉桥引桥合龙施工技术

孙宏军

（河北路桥集团有限公司，河北 石家庄050011）

1 工程概况

某大桥主桥为整幅设计，上部结构为178m+380m+178m 预应力混凝土斜拉桥引桥，主桥平面位于直线上，纵坡为±0.6%，中心桩号为K98+180.000，桥面宽27.1m。桥梁的主梁基本断面形式是边主梁，主梁断面顶全宽27.1m，梁高2.6m，主梁顶板厚0.32m，设双向2%横坡。标准梁段为中跨1#段～跨中、边跨1～12#段均为边主梁底板带翼缘的截面，宽度3m，13～19#梁段边主梁为不带翼缘的实体截面，底板截面宽度为3.0m；20～25#梁段边主梁为不带翼缘的实体截面，底板宽为4.5m。其中边主梁截面过渡段设置1#、1′#、13′#和20′#段一个梁段内过渡。主塔与主梁连接处在主梁悬浇过程中临时固结，全桥合龙后解除。合龙段及合龙顺序：本桥178m边跨、380m中跨跨径内设有合龙段，合龙段长度分别为2.0m、3.0m。根据结构受力特点，本桥合龙段顺序为：先合龙178m边跨，再合龙380m中跨。标准梁段截面如图1所示。

2 主梁施工方案

本桥梁主梁施工采用塔梁同步施工，即塔柱下横梁施工完成后，立即进行主梁施工。主梁0#节段采用三角托架现浇；1#节段采用挂篮的前半部分施工，即在墩底施工平台上拼装挂篮的前半部分，再整体提升至主梁，利用挂篮的前半部分施工1#节段；1#段施工完成后，挂篮前移至2#段位置，再吊装挂篮后半段，完成挂篮前半部分和后段的拼装，再进行主梁节段的正常牵索挂篮悬浇施工。13#、18#过渡墩处边跨实心梁段采用墩旁托架现浇。合龙段采用先合龙边跨，再合龙中跨的顺序施工，边跨合龙段及中跨合龙段均采用吊架支模施工。待边跨及中跨主梁合龙后，采用梁顶吊架现浇14#、18#辅助墩墩顶压重块。

3 主梁合龙段（25′#、25#节段）施工技术

桥梁主梁的合龙，即体系转换，是控制全桥受力状况和线形的关键工序，因此主梁的劲性骨架安装、混凝土浇筑、预应力钢束张拉及斜拉索索力调整等必须按设计要求的顺序进行，以使结构受力符合设计计算。合龙温度为12～17℃，同时要求在一天中温度较低、比较稳定时段进行合龙。主梁合龙施工时先合龙边跨，最后合龙中跨。合龙段施工工艺流程如图2所示。

图2 合龙段施工工艺框图

3.1 边跨合龙段施工

（1）对边跨合拢段进行施工前首先浇筑悬臂梁段混凝土，然后拆除悬臂挂篮；清除悬臂端的施工材料、机具，材料和设备在墩顶范围有序堆放；在两悬臂端预备配重水箱。

（2）边跨合龙段支架及模板。本工程边跨合龙段采用吊架支模施工，当浇筑完成悬臂梁段混凝土后则可以拆除挂篮，然后安装施工合龙段吊架，外模及底模可采用挂篮模板，内模采用木模。本工程采用在悬臂端的水箱中加水的方法设平衡重，所加平衡重吨位由施工设计确定。

（3）普通钢筋及预应力管道安装。普通钢筋在地面集中加工成型，运至合龙段绑扎安装，绑扎时将劲性骨架安装位置预留，等劲性骨架锁定后补充绑扎。底板束管道安装前，应试穿所有底板束，发现问题及时处理。合龙段底板束管道内穿入钢绞线芯棒，以保证合龙段混凝土浇筑后底板束管道的畅通。其余预应力束及管道安装同主梁悬灌梁段。

（4）合龙锁定。合龙前首先对悬臂端与边跨等高度现浇段采取临时连接，而且应当保持相对固定，以防止合龙段混凝土在浇筑及早期硬化过程中发生明显的体积改变，锁定时间按合龙段锁定设计执行，临时“锁定”是合龙的关键。支撑劲性骨架采用“预埋钢板（槽钢）+连接型钢+预埋钢板（槽钢）”三段式结构，分体内和体外刚性支撑。合龙时，在两预埋钢板（槽钢）之间设置连接型钢，体内刚性支撑的长度可根据合龙段的实际长度进行调整，待合龙段混凝土达到强度后，张拉合龙段预应力钢束，拆除桥面上的体外刚性支撑。结合工程实践经验，对梁体锁定时必须在一个晚上完成劲性骨架的焊接成型作业。测量组至少需对合龙段两端进行一昼夜以上温度变形观测，确认锁梁效果达到设计规范要求后，即可进行模板、钢筋、预应力等的安装作业。

（5）浇筑合龙段混凝土。本工程对合拢段的混凝土采取微膨胀混凝土浇筑，同时添加适量的膨胀剂，可以有效地防止温度变形造成合龙段梁体出现裂纹。同时在浇筑合龙段混凝土过程中，按新浇筑混凝土的重量分级卸去平衡重（即分级放水），保证平衡施工。选择在一天中气温较低时浇筑合龙段混凝土，可保证合龙段新浇筑混凝土处于气温上升的环境中，在受压状态下达到终凝，以防混凝土开裂。混凝土浇筑完成后至混凝土强度达到90%期间，中、边跨荷载不得随意增减，应保持原工况不变，避免因荷载变化产生主梁内力变化而出现裂纹。混凝土浇筑完成后，应覆盖土工布，并浇水养护，养护时间不得少于14d。

（6）预应力施工。合龙段永久束张拉前，采取覆盖主梁悬臂并洒水降温以减小主梁悬臂的日照温差。底板预应力束管道安装时要保证管道畅通，待合龙段混凝土达到90%设计强度且龄期不小于7d 后，解除劲性骨架锁定，张拉预应力。本工程预应力张拉顺序为：顶板阶段预应力钢绞线张拉→底板阶段预应力钢绞线张拉→顶板通长预应力钢绞线张拉→底板通长预应力钢绞线张拉，按照设计要求的张拉吨位及顺序双向对称张拉。横向及顶板纵向预应力施工同主梁悬灌梁段施工，合龙段施工完毕后，拆除临时预应力束并对其管道压浆。

3.2 中跨合龙段施工

中跨合龙前应预先在跨中处梁段向桥塔两侧各施加一定的水平推力，以部分抵消混凝土收缩徐变及部分降温引起的收缩量，改善主塔和下部结构的受力状态。待顶推施工的千斤顶油压稳定后，劲性骨架的型钢和预埋钢板方可进行可靠的连接，千斤顶卸载后结构内力由骨架承受。

3.3 施工技术要点

结合工程实施效果来看，对于桥梁合龙段施工，关键在于锁梁时间和温度的合理选定。本工程合龙段模板悬挂固定在相邻梁段及加强锁定型钢，可以有效地确保合龙段模板随主梁一同变形，避免因支架、分配梁、模板不能随同主梁变形或变形不一致造成合龙段模板与未达要求强度的混凝土脱开（相当于提前脱模），使失去模板支护的混凝土出现裂纹、错台、拉裂等现象。对于劲性骨架焊接锁定必须尽快完成，应利用加强锁定型钢。力求使骨架先形成稳定结构，以承受一部分变形，再补焊加强完成骨架锁定作业。劲性骨架应焊接牢固，焊缝必须符合设计要求。替换重量的水箱存放位置应与设计人员或监控共同商议确定。替换重量是为了维持锁定工况，避免因重量变化打破锁定平衡状态，影响合龙和混凝土浇筑质量。

另外，为了确保施工质量和施工安全，本工程在主梁锁定前后必须至少进行一天3 次（凌晨、中午、晚上）的线形测量，观测其水平和竖向变位情况。劲性骨架下料时需比设计长，现场根据实际合龙段长度进行调整。此外，还必须注意，高空作业应保证具有牢靠的作业平台；各工种的技术要求严格遵循关施工安全规则；进入现场必须戴安全帽，高空作业必须带安全带，并有良好牢固的脚手板通道等。

4 结语

工程实施效果表明，桥梁主梁的合龙是控制全桥受力状况和线形的关键工序，因此对主梁的合龙施工应当从劲性骨架安装、混凝土浇筑、预应力钢束张拉及斜拉索索力调整等施工环节来控制施工质量，从而使结构受力符合设计要求。

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