某连续刚构桥梁施工的中跨合龙技术分析

陈财福

摘要 中跨合龙是连续刚构桥施工中的最后阶段，也是成桥的关键环节。文章以某连续刚构桥施工实例为基础，对中跨合龙工艺流程进行了详细介绍，同时分析了合龙准备工作要点、合龙配重细节、劲性骨架设计与安装关键控制点，以及顶推、锚固、浇筑等核心工序注意事项，旨在为提高桥梁合龙施工质量提供保障。

关键词 桥梁工程项目；连续刚构桥；中跨合龙；施工技术要点

中图分类号 U448.23文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）09-0111-03

0 引言

連续刚构桥为现结单大跨径预应力混凝土桥梁的常见结构类型，尤其在100～300 m跨径桥梁中应用广泛。连续刚构桥长期服役过程中会面临着耐久性下降、跨中持续下挠、有害裂缝等病害，而合龙段施工质量控制水平与相关病害关系密切，因此需对连续刚构桥合龙段施工技术的合理应用给予足够关注。

1 工程概况

某公路大桥项目为连续刚构桥+预制箱梁，全长618 m，主桥墩为薄壁空心墩，墩高124 m，桥高137 m。该桥梁为三向预应力体系，通过顶板束、边跨底板束、合龙束、腹板束、中跨底板束、备用束6类预应力保持体系结构稳定。该项目已顺利合龙，施工中采用了菱形挂篮悬臂方案施工。

2 工艺流程

该项目连续刚构桥梁中跨合龙段工艺流程见图1。

3 合龙准备工作

连续刚构中跨合龙段合龙前，由于日照、降雨、气温升降、雨雪等因素影响，会导致悬臂端头梁体墩身扭转或出现上挠、下挠等现象，影响合龙施工的顺利进行。因此，低温环境下合龙段合龙施工前，应当使用劲性骨架将悬臂端梁体强制锚固在一起，避免受力、张拉、扭转等过程中，使合龙段混凝土体积变化或明显变形，从而影响成桥进度及质量[1]。

将菱形挂篮改装成合龙模板，拆除挂篮前移吊带，保留手拉葫芦与两侧吊带，将挂篮前后端下横梁锚固，随后对挂篮底模进行调整，构成合龙段底模基础，将外侧导梁锚固于挂篮外，并将其提升，形成中跨合龙段外侧模板，详见图2所示。

4 合龙配重

水箱配重和沙袋配重为两种最常用的配重方案，水箱配重方案可以实现分级同步控制，卸载便捷且配重加载更易控制，故悬臂配重中多应用此方案。合龙配重的目标在于提高合龙过程的稳定性，并在合龙施工中对梁体标高适当修正，使桥梁合龙符合预期标准[2]。该项目梁端配重25 t，合龙段19.5 m3，于合龙段两侧设置竹胶板和钢管架，内侧铺设防水油布，池底设置泄水管，向内注水25 t，混凝土浇筑的过程中根据浇筑速度同步排水，详情如图3所示。

5 劲性骨架设计及安装

梁体升温时对合龙段产生的压力、梁体降温时对合龙段产生的拉力、墩柱扭曲产生的弯剪应力是劲性骨架的主要受力来源，顶推过程中劲性骨架可以传递水平作用力，并产生锚固位移的作用[3]。为满足受力要求，骨架选用工字型截面增加其抗扭曲能力，结合该项目特点于桥梁合龙段顶板与底板处设置了4道劲性骨架，详情如图4所示。

双拼20工字钢斜撑与双拼32工字钢竖向布设，构成顶推反力架，合龙段两侧混凝土施工阶段将顶推反力架预埋于劲性骨架中，详见图5。

6 顶推

6.1 顶推力的确定

顶推施工的关键在于确定合龙顶推力，忽略墩身混凝土收缩徐变力与顶推力之间的关系，成桥状态桥墩弯矩与顶推力水平之间存在线性相关性。以墩顶截面应力和墩底界面应力作为目标函数，将不同合龙段顶推力作为变量，采用目标线性规划方案进行模拟，获得合龙段顶推力数据[4]。结合项目实际情况可知，合龙段设计温度与合龙实际温度水平存在差异，导致成桥后合龙温度偏高者降温，合龙温度低者升温，墩身移位与合龙温度关系如表1～2所示。

以墩身偏位目标值为参考，结合实际成桥状态对仿真模型进行修订，同时借助位移控制法，获得合龙段实际顶推力值，详见表3。

顶推力水平为3 415 kN且实际温度为20 ℃情况下，5号墩顶外拉应力值为1.5 MPa，墩底拉应力值为1.0 MPa，7号墩顶拉应力值为2 MPa，墩底拉应力值为1.5 MPa。由此可知，该项目顶推力最大值为3 415 kN，合龙温度高于20 ℃时，顶推力和温度效应之间的补偿效应消失，合龙温度小于10 ℃时，则顶推力水平为2 667 kN[5]。

6.2 顶推施工

顶推施工前需对劲性骨架、千斤顶、反力装置是否位于同一中心线进行检查，确保中心线与主梁垂直，防止顶推操作过程中由于偏心受压导致稳定性受损。

顶推操作前需进行试顶，采用8个千斤顶对两个合龙口位置同步顶推，并按照50%～100%的顺序进行加载，每次荷载持续时间15 min。根据顶推作用力和位移数据进行双重控制，任意一项指标达到预期要求后即可停止顶推作业[6]。

7 锚固

顶推到位后，气温10 ℃条件下确保千斤顶油泵不回油的前提下，将劲性骨架与合龙段牢固焊接，确认钢筋牢固安装后进行混凝土浇筑作业。初次进行混凝土浇筑应在当晚22：00开始，确保环境温度15 ℃，并于次日10：00进行混凝土强度值检测，确保其强度达到20 MPa，随后进行混凝土养护[7]。

8 混凝土浇筑

中跨合龙段混凝土浇筑需按照平衡和对称的原则进行，先将两侧配重水箱内的水排出，并浇筑与排泄水重量相同的混凝土，确保混凝土浇筑与水箱配重之间动态平衡[8]。现场检测混凝土强度，抗压值达到设计值90%后，将劲性骨架锚固解除，并进行合龙段施工的体系转化，将中跨顶板合龙预应力钢束张拉，先张拉长束后张拉短束，最后进行主桥连续刚构中跨合龙[9]。

9 结论

综上所述，合龙段施工质量直接决定了成桥质量，影响连续刚构桥的施工质量与受力状况，关系到全桥建设成败。该文基于某连续刚构桥主桥合龙段施工实践，对关键技术进行了详细分析，重点探究了低温条件下劲性骨架悬臂端强制锚固工艺、合龙段水箱配重、合龙段模板系统改装、顶推力确定、合龙段温度控制等关键环节及工艺要点。通过精细化管控，高墩大跨径连续刚构桥梁合龙段施工技术，确保了成桥质量，为同类项目施工提供了工艺参考。

参考文献

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