连续梁合拢段几个关键问题的探析

胡国华 蒋云昕

1.平湖市平湖塘投资建设有限公司，浙江平湖 314200；2.浙江中交通力工程设计有限公司，浙江杭州 310015

连续梁合拢段是连续梁桥的关键控制部位，由于结构受力复杂，施工控制技术难度大，加上目前合拢段所采用的传统混凝土存在脆性和低延性等弱点，在长期交变荷载和环境因素作用下容易产生早期疲劳开裂病害，是目前连续梁桥建设中亟待解决的关键难题之一。

1 变截面连续梁桥合拢段存在的病害情况

改革开放40年来我国公路交通事业快速发展，斜拉桥、变截面连续箱梁等大跨度连续结构桥梁在我国桥梁建设总量中所占的比重越来越大。由于大跨度预应力梁合拢段施工控制难度大，主体结构变形大，再加上风、温度、环境以及车辆荷载作用下，致使桥梁上部结构产生高频次反复振动变形，降低了桥梁使用寿命，增加了安全风险，特别是该类桥梁的合拢段在后期运营过程中易出现各类病害。通过查阅相关桥梁的检测资料，对多座运营中的变截面连续梁桥的合拢段病害进行统计、梳理和分析，目前，合拢段存在的主要病害有以下几类：

（1）合拢段箱梁外侧底板存在横向裂缝；

（2）合拢段箱梁顶底板存在纵向裂缝；

（3）合拢段腹板存在竖向裂缝，部分竖向裂缝与底板横向裂缝贯通成U型裂缝；

（4）合拢段与悬浇段接缝处存在横向裂缝；

（5）合拢段表面砼存在麻面、网裂、析盐等病害；

综合分析上述病害产生原因，除了砼材料特性和施工浇筑工艺外，主要由合拢段施工过程中温度、体系转换工序、砼浇筑指标等控制不到位及运营中长期交变荷载作用下引起的。合拢段箱梁外侧底板横向裂缝，见图1。

图1 箱梁外侧底板横向裂缝

合拢段箱梁顶底板存在纵向裂缝，见图2。

图2 箱梁顶底板纵向裂缝

合拢段腹板存在竖向裂缝，部分竖向裂缝与底板横向裂缝贯通成U型裂缝，见图3。

图3 箱梁腹板竖向裂缝

合拢段与悬浇段接缝处存在横向裂缝，见图4。

图4 合拢段与悬浇段接缝处横向裂缝

合拢段表面砼存在麻面、网裂、析盐等病害，见图5。

图5 合拢段表面一般病害

2 合拢段施工工序控制

合拢段施工是连续梁悬臂施工的重要环节，也是梁体体系转换的必经阶段。合拢段砼从立模浇筑到最后预应力钢筋的张拉，直到最终的合拢状态，在此其间必然要经历昼夜温差的影响，现浇砼的早期收缩徐变、还有在超静定结构中张拉预应力所引起的次力矩、施工荷载等因素，都会在合拢截面产生挠度差和角变位，引起结构内力变化，产生变形。所以，在合拢段的施工中，必须采取合理措施，不致于由于自身长度的变化而引起开裂和压碎，以保证合拢段的工程质量，使桥梁顺利合拢。合拢段施工一般经历的顺序为：安装施工吊篮、模板—测量观测—临时锁定—绑扎钢筋、安装预应力管道及预应力筋—施工配重—混凝土浇筑和养生—张拉部分预应力—拆除0#块临时支撑一张拉余下预应力。

3 合拢段的临时锁定

一般设计文件中会提供一个合拢温度，这个合拢温度是结合当地的年气温变化情况及桥梁结构受力分析而确定的，该温度也是合拢段施工时临时锁定和混凝土浇筑这两个施工工序的控制温度。我们平常所说的低温合拢，是指合拢段临时锁定和砼浇筑期间的一个相对低的温度。

临时锁定是连续梁合拢段施工中的关键工序，是实际意义上的结构合拢。临时锁定是为了减少因温差、日照、砼自重、施工阶段荷载、干缩等因素对合拢段施工质量的影响，利用劲性骨架焊接支撑、临时张拉预应力钢筋等方式将合拢段两端锁定。临时锁定原则是降温时骨架不受拉、升温时能保证骨架的受压稳定，使简支的T构变成连续结构。合拢段临时锁定必须在合拢段砼浇筑前几天气温相对低时完成。临时锁定施工的一个关键因素是锁定温度及时间的选定，施工时根据设计单位提供的合拢温度，通过近5～10d左右的气温观测，绘制近期日平均气温变化曲线及每天的气温变化曲线，一般选择在下半夜或凌晨的一个时点进行锁定施工。

4 合拢段配重设置

设置合拢段配重的目的是为了保证合拢段砼浇筑过程中不因连续梁受力状态发生改变而影响合拢段质量，使合拢段在砼开始浇筑至结束期间全桥的受力状态和合拢段的竖向位移基本保持一致，减少合拢段砼浇筑时的挠度变形。配重设置通常可以用水箱或沙袋等，水箱由于具有减载操作方便、费用低等优点效果最好，一般优先采用，在正常悬臂浇筑最后两个节段要实测、分析、统计输送泵砼输送的速度，以确定合拢段两端在浇筑砼时配重卸载的速度。

5 合拢段砼浇筑相关控制原则

合拢段砼浇筑的关键是砼配合比、浇筑温度及浇筑时间的选定。合拢段砼的强度等级一般选用较标准节段（即悬臂浇筑砼部分）提高一个等级，并掺入适量的微膨剂、早强剂或钢纤维等能改善砼性能的添加剂，防止混凝土在凝固过程中因不均匀收缩而出现开裂，严重者可能导致合拢失败。在浇筑前需反复冲洗合拢段的模板，尤其是与前一个梁段的交接处必须彻底湿润，并对接缝处的旧砼进行凿毛，以保证新旧混凝土粘结质量。施工过程中使用温水或低温水作为拌和用水，以降低混凝土的入模温度，降低砼的水化热。合拢段砼浇筑时间一般控制在3～4h为宜。合拢段砼浇筑温度、浇筑时间的选定原则上采取当天低温时开始进行浇筑砼，确保施工期的合拢段砼处于受压状态，通常结合设计单位提供的合拢温度选择在一天凌晨气温最低且温度变化幅度较小，同时气温处于上升期的时候完成整个合拢段砼的浇筑。合拢段砼浇筑完毕后应按照砼施工规范规定及时的加强保湿保温养护，养护时间原则上一般不应少于7d。

6 结语

在施工过程中，通过对合拢段施工工序、临时锁定、配重、施工温度、砼浇筑等严格控制，使得合拢段及全桥成桥状况下应力分布状态与模拟的结构理论计算应力分布状态更为接近，从而保证连续梁合拢段的施工质量和使用功能的发挥，减少合拢段病害发生。但目前合拢段各施工关键工序的控制主要是基于一些经验和定性的控制要求，缺乏对合拢段各施工关键工序理论的分析研究和定量的技术指南或规范等，这方面内容还需要我们工程建设者在以后的工作中不断地深入研究。