大跨径斜拉桥叠合梁边跨合龙施工技术

高源伟 李 密 胡 雨

（1.珠海洪鹤大桥有限公司，广东珠海 519000；2.中交第二航务工程局有限公司，湖北武汉 430000）

珠海洪鹤大桥主桥为双塔斜拉桥，主梁由工字梁、组合梁及预制桥面板组成，整座大桥有两个边跨合龙段，边跨合龙施工采用顶推强制合龙施工方案，合拢段采用三向千斤顶扩大，合拢段主梁升高，合拢段缩小，实现主梁合拢。与传统技术相比，该桥的成桥状态更符合设计理念，施工不受环境条件的限制。

斜拉桥合龙施工方法主要有两种。一种是强制合龙法，即在温差与日照影响最小的时段，以设计成桥状态主梁长度为依据，通过顶推装置将合龙口增大，吊装主梁后再缩小合龙口，连接完成后解除临时约束，完成体系转换，施工不受环境温度限制、施工速度快；另一种是温差合龙法，即利用温差对钢梁的影响，在一天中温度相对较低的时段将合龙段梁体安放至合龙口（此时因收缩作用合龙口距离最宽），在温升与日照影响之前，连接完成，解除临时约束完成体系转换。珠海洪鹤大桥主桥为双塔叠合梁斜拉桥，边跨合龙施工成功采用了强制合龙法，实施效果良好。

1 工程概况

珠海市洪鹤大桥磨刀门水道主桥结构为485 m钢混叠合梁斜拉桥，主梁为钢混叠合梁，中心处梁高3.5 m，主梁顶板宽34.9 m（含风嘴梁宽为39.1 m）。

珠海市洪鹤大桥主桥全景如图1所示。

图1 珠海市洪鹤大桥主桥全景

1/2全桥（单塔）主梁共计42个梁段（不含中跨合龙段），其中边墩墩顶块85#梁段与84#梁段组成边跨合龙口，84#梁段长8 m，梁高为3.5 m，84#梁段由两根主纵梁及两根压重横梁组成，主纵梁单根吊装重量约18.1 t，压重横梁单根吊装重量约为44.7 t；边墩墩顶块85#梁段长6.5 m，梁高为3.5 m，梁段由两根主纵梁及一根端部横梁组成，主纵梁单根重量约为14.7 t，端部横梁重量约为139.2 t。

边跨合龙段平面布置如图2所示。

图2 边跨合龙段平面布置

2 主要技术标准

设计车速：100 km/h。

桥涵设计汽车荷载等级：公路Ⅰ级。

桥梁的标准宽度：33.0 m。

地震动峰值加速度：0.10g。

设计基准风速：39.3 m/s。

结构设计基准期：100年。

环境类别：Ⅱ类环境（滨海环境）。

抗震设防标准：《公路工程抗震规范》（JTG B02—2013）及本项目相关地震安评报告，珠海洪鹤大桥属于A类桥梁，地震基本烈度Ⅶ度，抗震设防措施等级Ⅷ度。

3 方案选择

边跨合龙施工方案，需要充分考虑项目所在地水文、地质、气象条件，兼顾工期、经济等因素。

（1）根据洪鹤大桥主桥叠合梁施工计划，预计在2020年5月底悬臂拼装完成，先合龙边跨，后合龙中跨，珠海市在2020年5月进入台风期，为保证结构安全，合龙施工宜尽快完成。

（2）根据总体安排，主桥避免大悬臂渡台，工期紧张，边墩墩顶块采用厂内散件拼装浮吊整体吊装至支架的施工工艺。

（3）梁段之间采用高栓连接，主纵梁板材较厚且高栓数量较多，如采用临时连接匹配钻孔的方式合龙，工期较长且施工质量无法保证。

结合分析，拟定洪鹤大桥HHTJ3标叠合梁边跨合龙施工方案。采用在边墩搭设临时支架，钢结构厂内拼装边墩墩顶块整体运至桥位处，利用浮吊整体吊装，节约现场散拼时间；84#梁段采用桥面吊机进行对称悬臂拼装，按照标准节段施工流程依次进行斜拉索一张、压重混凝土浇筑、桥面板安装；边跨合龙时利用边墩墩顶块支架上的三向千斤顶将墩顶块调节至设计状态，满足合龙口拼接板与梁段螺栓孔匹配对位，迅速安装对应的拼接板，进行高栓施拧，完成叠合梁边跨合龙。边跨合龙完成后，需要立即对过渡墩及边墩的永久支座进行灌浆，灌浆料达到设计强度后撤除梁底临时支垫并支座解锁，以上工作需要在晚上温度恒定时进行，在日出之前完成。

4 边跨合龙施工关键技术

4.1 施工准备

（1）墩顶块拼装精度控制。

墩顶块拼装精度直接影响边跨合龙速度，理论上墩顶块平面线形需要拼装为矩形。为了保证拼装精度，在拼装厂内设置了拼装胎架，拼装时采用全站仪及测距仪控制梁段4个角点及对角线。

拼装控制点如图3所示。

图3 拼装控制点

（2）调位千斤顶布置。

边墩墩顶块吊装前将三向调位千斤顶安装至指定位置，根据梁段重量考虑，设置4台100 t三向千斤顶。

（3）边墩墩顶块安装。

边墩支架搭设完成后，在支架上设置限位装置，保证浮吊吊装墩顶块时能准确快速安装完成。

4.2 合龙口悬臂端状态调整

在边跨合龙段（ZL84）的前3个梁段施工过程中根据监控的指令逐步调整梁段线形，为了确保边跨合龙段（ZL84）与ZL85梁段（墩顶块）的平顺连接，应重点控制ZL84梁段的轴线及高程偏差，保证梁段轴线及高程偏差值满足要求。

ZL84桥面板安装完成后，由第三方监控单位对钢梁温度场进行测量，根据已建立的结构模型对钢梁梁端进行敏感性分析，下达合龙口状态调整指令。

（1）高程和高差调整。

根据实际标高调整合龙口钢梁上游和下游间的标高差，通过张拉和放松斜拉索千斤顶调整索力，控制锚杯拔出和收缩，控制闭口两侧高差在5 mm以内。

（2）轴线偏位调整。

为便于合龙口钢梁轴线偏位调整，在合龙口两侧钢梁主梁对角线方向上设置对拉设施（由钢丝绳及多台10 t倒链组成），通过拉动设置在ZL84和ZL85钢主梁对角线方向的对拉倒链，调整合龙口钢梁轴线偏位偏差在5 mm以内。

4.3 墩顶块状态调整

边跨合龙段（ZL84）高程如若偏差较大，需要通过调整斜拉索索力来保证标高满足要求，如若偏差较小，可以通过三向千斤顶微调ZL85梁段（墩顶块）的状态，以此保证ZL84与ZL85合龙口的拼接板能顺利安装到位，ZL84与ZL85梁段之间高程和线形满足合龙要求。

4.4 合龙口拼接板连接

边跨合龙段ZL84状态调整完成后，利用三向千斤顶将墩顶块（ZL85梁段）再顶推至设计位置，精确调整平面位置和标高，等待合龙温度和时机。

边跨钢梁合龙口拼接板连接前，由第三方监控单位确定合龙温度和时机，下达监控指令，根据监控指令在合龙的温度和时机进行合龙施工。

钢梁合龙宜选择夜间温度恒定时段，保证在合龙温度持续时间内能满足合龙口连接及体系转换所需时间。

5 结语

珠海洪鹤大桥的边跨合龙顺利，确保了大桥中跨按时合龙，主梁线形及应力状况完全符合设计要求。通过合龙口悬臂端索力调整等措施，使悬臂拼装主梁线形匹配效果良好；采用三向千斤顶调整墩顶块状态，在非“设计合龙温度”条件下实现主动合龙。此合龙方法免除了现场匹配钻孔作业内容，大幅度缩短了合龙时间，且施工不受环境条件约束，为今后类似边跨合龙施工提供了参考。