大跨径连续钢构桥主桥合龙关键技术分析

顾文彬

摘 要：作为全桥施工最关键的一个步骤，合龙段关系到合龙后成桥线形是否与设计线形吻合，及如何避免张拉前因混凝土收缩徐变等因素出现合龙段混凝土开裂等现象，为此，必须重视合龙段施工。本文结合具体工程案例，对大跨径连续钢构桥主桥合龙段施工技术要点进行了分析，以期全面提升工程质量。

关键词：大跨径连续钢构桥；合龙段；技术要点

中图分类号：U448.23 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）12-0149-01

伴随现代化交通运输事业的迅速发展，大跨径桥梁修建数量日益增多。为满足桥梁工程建设需求，大跨预应力连续钢构桥得到了更广泛的应用及推广。作为一种结构体系较为成熟的连续梁桥，大跨径预应力混凝土连续钢构桥的优点包含挠度小、行车舒适、抗震能力强等。但在其快速发展的同时，也会出现一些病害问题。如梁块交界部位新老混凝土裂缝问题，将导致全桥合龙后裂缝仍然存在，且无法修复。为更好地保证桥梁成桥质量，必须重视各个施工阶段，规范施工工艺，提高施工技术水平。尤其是合龙段施工，作为衡量悬臂施工技术是否成熟的重要要素，施工时，必须与工程实际情况相结合，合理确定合龙温度、时间及顶推力，布设劲性骨架及顶推措施，才能有效处理连续钢构桥高温合龙的难点，延长工程使用寿命。

1 工程概况

某桥梁工程为3跨（93.5+210+93.5）m预应力混凝土连续钢构，桥梁总长度为411.4m，9m宽。选用预应力悬浇单箱单室变截面箱梁作为主梁，箱顶板、底板宽度分别为9m、6m。箱梁中跨跨中梁高及根部梁高则分别为3.5m、13.5m，由中跨跨中到箱梁根部梁高按1.5m抛物线变化。

本工程选用钢筋混凝土八角形空心薄壁墩身作为主桥下部结构，8m为横桥向墩顶宽度，根据60：1的坡率向墩底放坡，12m为顺桥向长度，铅垂布设，130cm为薄壁厚度，选用重力式桥台结构形式。

桥墩基础以“群桩+承台”结构为准，桩基础3排Φ3m挖孔灌注桩，共9根，6m为承台高度，都可选取明挖现浇施工。桥台基础以“群桩+承台”结构为准，桩基础为3排Φ2m挖孔灌注桩，共6根，3.5m为承台高度，同样可选用明挖现浇施工。

2 工程施工要点分析

合龙施工前，必须对晴天、阴天主梁温度及挠度变化进行24小时观测，以此准确确定合龙时间与温度。按照实测数据进行整理、汇总，以便于温度、高程、轴线曲线图的绘制，最终保证合龙时间的准确性。如何确定合龙时间的原则为“当天温度符合高程、轴线变化幅度最小的时段。”与此同时，按照温度监测数据进行合龙温度的选择，要求按照合龙温度和设计最高合龙温度差值进行合龙段变形值的计算，且按照结构计算理论，选取计算软件进行后期混凝土收缩徐变量的深入分析，以此进行合龙段顶开位移量的计算，随后确定顶推力，具体如表1所示。

3 大跨径连续钢构桥主桥合龙施工工艺

在国民经济迅速增长的今天，我国路桥工程事业也得到了极大的发展。为满足交通运输需求，连续钢构桥跨径越来越大，促使大跨径连续钢构桥施工技术、施工工艺的快速发展。合龙段施工作为大跨径连续钢构桥施工的主要环节，其施工技术水平的高低直接影响工程的整体质量，为全面提升施工质量，必须严格按照施工现场实际情况，规范施工工艺，提高施工技术水平，只有这样才能保证工程整体质量，实现经济效益最大化。

3.1 合龙段施工

合龙吊架安装时，需详细查看桥面堆载情况，对箱梁应力进行全面测试、调整，保证结构状态良好。在温度变化较小阶段进行合龙支撑锁定，进行吊架平台等设施紧固。在模板安装及钢筋绑扎后，需及时浇筑混凝土，当混凝土强度满足设计强度85%之后，且龄期满5d，可根据由长到短的顺序进行纵向预应力钢束张拉，且按照设计要求，完成压浆、封锚作业。随后将合龙段临时设施拆除，如边、跨挂篮等。

3.2 体系转换

待完成边跨合龙段临时支座等拆除工作后，结构则转换为单悬臂体系，随后选取上述方式进行中跨合龙段混凝土浇筑，并进行预应力束张拉，随后将模板拆除，以此完成体系转换，最终构成3跨预应力混凝土连续钢构桥。

3.3 合龙口弯矩及剪力

通常来说，相比截面，中跨合龙口两端悬臂长度部分具有对称性。合龙过程中，由于箱梁竖向温度两端悬臂出现的合龙口挠度具有一致性，仅有角变位产生的弯矩由合龙口刚性支撑承担。在边跨合龙施工过程中，两端分别进行现浇、悬灌施工。此时合龙口梁截面因箱梁竖向温差极易出现挠度差、角变位现象，导致合龙段混凝土受弯，一般通过外侧刚性支撑来承受该弯矩。因温差出现的弯矩计算难度较大，可选用电算方法。除此之外，合龙口还受剪切作用影响，根据相关试验分析，该类型具有较低剪切力，此剪力可通过抵抗弯矩的刚性支撑进行处理。

3.4 设计及设置顶推架、劲性骨架

劲性骨架的作用主要是降低合拢段混凝土养护阶段产生的弯矩、剪力等，确保在凝固固化环节合拢段混凝土不被外界因素影响。且在合龙后，增强合龙段刚度、强度，提高桥梁整体性。中跨梁段施工过程中，需将顶推架反力座预埋钢板埋设到箱梁顶板、底板顶面。同时，按照设计要求进行劲性骨架埋设。顶推施工前，必须焊接好劲性骨架一端和预埋型钢，无需焊接另一端，保证其处于自由状态即可。选取双肢I36C工字钢与钢板将顶推架传力杆焊接为封闭口形。由表1可见，以40℃分析，-20.9mm为7300d收缩徐变最大位移值，20.8mm为整体升温25℃最大位移值，以1000kN作为最大顶推力进行综合考虑。

3.5 顶推施工

在大跨径高墩连续钢构桥施工中合龙顶推作用较大，在结构内利用顶推力可进行相应内力、位移地施加，以此必须保证顶推施工质量。一般在当天最低温度进行顶推施工，为满足预期效果，可选取顶裸梁方法，无需密贴全部模板，所有钢筋及预应力管道一端都无需焊接，可作为自由端。顶梁施工中，在接近腹板两个T构顶板及底板中间上下左右对称布设4台千斤顶。顶推分级处理时，持荷时间均为0.5h，并对顶推位移情况进行跟踪观测，且与设计值进行分析比对。待顶推满足设计值要求后，即可停止顶梁施工，随后进行合龙段锁定。顶推施工前，在桥梁相互通视导线点位置设置全站仪，以此进行顶部观测点水平位移的测定。

3.6 锁定

在預埋件上焊接劲性骨架一端，当结束顶推作业后，需在预埋件上及时焊接劲性骨架另一端，并快速焊接锁定活动端，待检查质量符合要求后，即可进行合龙张拉，并进行钢束锁定。彻底焊接完劲性骨架后，需将千斤顶、顶推架拆除。

4 结语

综上所述，在桥梁工程应用中，连续钢构桥跨径、孔数及桥墩高度呈现出大型化发展趋势。为全面提升工程质量，必须重视合龙技术在连续钢构桥施工控制中的作用。于主桥成桥恒载内力而言，连续钢构桥合龙时间、合龙温度、合龙顺序及结构体系转换方式影响巨大。为此，必须结合工程实际情况，在合理确定合龙温度、时间及顶推力的前提下，通过劲性骨架设置及顶推措施的应用，满足合龙施工需求，这对大跨径连续钢构桥质量提升意义重大。

参考文献

[1]李杰，陈彬.连续刚构桥顶推力计算与优化分析[J].郑州大学学报（工学版），2013，（06）：85-89.