跨海大桥主桥挂篮合拢段施工工艺的研究与实践

任卫华 张发儒

中交一航局第三工程有限公司

一、概述

（一）工程概况

大连普湾新区14号路跨海桥工程全长2881.82米，包括引堤、主桥、引桥三部分。主桥跨径布置为70+3×120+70=500m，采用挂篮悬臂现浇施工法，结构为单箱双室箱形截面。箱梁中线处根部梁高7.0m，跨中梁高2.8m，单幅箱梁顶板全宽为15.25m，厚度为0.28m，设有2%的单向横坡。

根据设计施工图要求，1＃块件节段长为3m，2＃至6＃块件节段长为3.5m，7＃至12＃块件节段长为4m，13＃、14＃块件节段长为4.5m，合拢段块件节段长为2m。需要进行挂篮施工的节段共有118段，其中最大段重量约为187.366t。共需浇筑混凝土7225m3，钢筋制安1395t。

（二）工程施工重点、难点及解决措施

表1 工程施工重点、难点及解决措施

（三）施工工艺流程图

图1 合拢段施工工艺流程图

二、主要施工工艺

（一）合拢前准备工作

1.提前对桥面上施工设施以外的各物件实施清除，确保桥梁受力基本上要符合设计的施工荷载状态。

2.在主桥合拢前通过监测提前掌握昼夜温差浮动的规律，掌握梁体长度线型伴随气温浮动的规律，掌握全天在有日照和无日照的梁体长度以及线型变化规律，并报监理、业主、监控单位以选取适宜的合拢时段和测算相关技术参数。

（二）挂篮吊架的改制

完成14#梁段悬臂浇筑后，将边跨挂篮向前移动2m。挂篮移动前，将后下横梁和后上横梁外侧端部（箱梁翼缘以外）用2线φ21.5钢绳相连接，用索卡卡紧。前下横梁与前上横梁相同处理。拆除所有模板悬吊内吊带，以便挂篮能够行走伸入到边跨现浇段内50cm的位置。

挂篮到位后用挂篮改制边跨合拢段现浇吊架，吊架由底平台、外模及内模系统构成。具体改制步骤如下：

1.在进行边跨现浇段施工时在相应部位预埋孔洞。

2.现浇段顺桥向拆除长度为50厘米，以使挂篮能够行走伸入到边跨现浇段内50cm的位置。同时拆除边跨现浇段端部的底模及侧模，拆除约10～20cm，使挂篮模板伸入边跨现浇段内锚固，保证梁段接缝平整美观。

3.挂篮行走到位后，在边跨现浇段用吊带通过预埋的孔洞将挂篮前下横梁固定。

4.用1根I40b工字钢作为临时后下横梁，在14#梁段通过预留的孔洞将挂篮底模板后端临时锚固。

5.拆除挂篮底模后下横梁（2I40b的钢箱），将其移动到14#梁段预留孔洞位置（距外端部30cm），在14#梁段通过预留的孔洞将后下横梁进行锚固。此时吊架的两端吊点位置均距合拢段中心均为1.3m，保证两端（边跨现浇段和14#梁段）受力平均，为合拢段的一半重量。

（三）合拢段配重水箱的设置

边跨合拢段砼浇筑前需设置配重水箱，边跨侧配重水箱布置在边跨14#梁段中间，配重水箱加上内存水量，约占合拢段所浇砼量之一半（即35t）。次中跨侧配重水箱布置在14#梁段中间，水箱连同其内水的重量为35t。水箱采用铁皮型钢焊接而成，每侧设1个水箱，每个水箱尺寸为6×5×1.3m左右，用Φ100钢管焊接在水箱底部，便于集中供水和放水。

中跨侧的不平衡配重已经在边跨挂篮移动时施加（以中跨14号段截面为中心配重35KN），因此此时只施加边跨合拢段砼重量引起的不平衡配重。由于中跨配重距主墩力臂为55米，边跨砼配重距主墩力臂为55米，W砼1/2=350kN。

两侧水箱在浇筑合龙段砼前作好并按上述总重量加水。为避免在边跨合拢段砼浇筑时主梁引发梁体下挠现象，所以在合拢段砼浇筑阶段，边跨侧水箱必须同时性排放相同份量的水，且其配重须确保无变化。

（四）模板及钢筋安装

准备工作完成后，进行模板定位、支立，钢筋现场制安，预应力方面的安装须采用全站仪精确性定位，同时通过井形钢筋来固定波纹管，以保障线形的正确且美观。

（五）纵向预应力束预拉

根据设计图文件，砼浇注前应张拉4束最短的通过边跨合拢段的底板束和最短的通过边跨合拢段的顶板束，张拉控制应力为设计张拉控制应力的50%。

（六）砼浇筑

砼浇筑顺序需依照底板→腹板→顶板的步骤实施，砼浇筑前须提前收听天气预报，浇筑的时间可挑选在当天温度偏低的时段，相对来说整体气温的浮动不易过大，通常选择在凌晨3点前后时段来完成浇筑。在浇筑砼时会放出边跨水箱中相同份量的水，当砼浇筑结束后，则水箱内的水也当即时排完。为预防因温度的变化而形成的裂纹状况，当及时实施一定的保温且保湿的养护性工作。

（七）预应力施工

待砼强度达到设计强度的100%，按设计顺序分批张拉纵向底板束和横、竖向预应力筋。

（八）封锚及压浆

为了使预应力筋束与梁体砼整合为一体，同时有效的预防其出现锈蚀状况，待预应力筋张拉、锚固完成后，须及时进行孔道灌浆工作。为了使孔道内水泥浆的密实度达到标准要求，当严格把控其配比，且强度把控在标准范围内，经试验测试出最优配比。在进行压浆和封锚的环节时，需注重如下几个关键点：

1.压浆作业需由最低孔压入，由最高也进行泌水和排气；压浆时以孔道另一端排出相同稠度的水泥浆为合格。以保证水泥浆的密实。

2.对于过长的钢绞线及精轧螺纹钢筋可通过切除的方式去除，在此严禁使用氩弧焊。

3.封锚砼可采用相同标号的砼进行封锚。

（九）吊架拆除

待预应力的施工完结后，且砼达到预期的强度，方可逐步性的对挂篮吊架和重水箱实施拆除操作。

三、施工中主要注意事项及要点

1.需对施工中箱梁的观测数据予以相应的收集和控制工作，并加强重视，同时做好各环节监控分析以及优化调整，确保箱梁施工的线形顺适，以保障呈现出高精度的合拢。

2.挂篮吊带必须收紧，且每根吊带受力均匀。以避免箱梁在砼浇筑环节中出现超出于规范标准的变形现象。

3.每次砼浇筑前，必须用千斤顶反顶后锚系统，反顶力50吨，以检验后锚安全性。

4.在砼浇筑和挂篮拆除纵移的施工中，务必要确保同步、对称平衡施工。

5.砼浇筑需依据先前端再后端，接着完成浇筑与已浇梁段的连接位置，同时对施工的缝隙部位要严格依照工程的相关规范以及设计要求来予以完善和处理。选派施工经验丰富且具备强烈责任意识的砼工来完成操作，浇筑完成后及时用土工布覆盖撒水养生，防止温度变化产生裂纹。

6.须保证砼的保护层厚度。

7.须做好箱梁砼的成品保护工作，箱梁砼强度达到20MPa后才能拆非承重侧模，底模则需在预应力束张拉完成后方可脱模。

8.模板在梁段接头位置必须用拉杆收紧，保证梁段接缝平整。

四、结论

本工程由于技术措施采取得当，解决了大桥砼主梁合拢精度质量控制，主梁底板底面、腹板外侧衔接顺适，主梁合拢后、在气温变化情况下、主梁实现自由伸缩等难题，较高质量的完成了施工任务，得到了监理和业主单位的高度认可。为今后类似结构的施工提供了一定的成功经验。

图2 施工完成的跨海桥主桥