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混凝土斜拉桥中跨合龙技术分析
关键词：混凝土斜拉桥中跨合龙施工技术
１工程概况
某市政大桥总长为１２１２ｍ，桥宽４０.２５ｍ，双向八车道。其中主桥斜拉桥全长为５１０ｍ，桥跨布置为１２０ｍ＋２７０ｍ＋１２０ｍ，主塔为高１１３ｍ的Ｈ形钢筋混凝土结构，主桥为双塔双索面预应力混凝土边主梁结构斜拉桥。
斜拉桥主梁共设置两个边跨合龙段和一个中跨合龙段，边跨合龙段在钢管贝雷支架上浇筑。中跨合龙段采用吊架系统施工，合龙段顺桥向长４.６ｍ，全截面顶宽４０.２５ｍ，高３.１ｍ，翼缘板悬臂长度２.８７５ｍ，混凝土强度等级为Ｃ６０，设计工程量为１６９.２ｍ３，普通钢筋２３.２ｔ，横向钢绞线３.８１ｔ，纵向钢绞线８９.１ｔ，断面结构为边主梁型。主梁合龙段横断面如图1所示。
图1主梁合龙段横断面
２中跨合龙施工技术
根据工程施工进展情况，若南北主梁同时进行Ｍ１７号节段施工会产生冲突，因此不能同时施工。１０号主墩（即南主梁）Ｍ１７号节段先于１１号主墩Ｍ１７号节段施工，施工完毕后将其挂篮后退３.６ｍ，预留出空间再施工１１号主墩Ｍ１７号节段。在１１号主墩Ｍ１７号节段混凝土强度达到设计强度后，拆除模板、张拉预应力与斜拉索，将１１号主墩挂篮后退３.６ｍ，施工合龙段吊架和模板。然后进行两端悬臂端（合龙段口）配重压载和合龙段劲性骨架锁定，在合龙段劲性骨架锁定前，调整１０号、１１号主墩中跨挂篮位置，使两主墩挂篮位于Ｍ１７号梁段上相同位置，确保挂篮荷载相对于合龙段中线对称。最后进行合龙段钢筋、混凝土施工。中跨合龙段施工工艺流程如图2所示。
图2中跨合龙段施工工艺流程
１挂篮悬浇Ｍ１７号段
根据工程施工进展情况，１０号主墩Ｍ１７号节段先于１１号主墩Ｍ１７号节段完成施工。１０号主墩Ｍ１７号节段施工完成后将挂篮后退３.６ｍ，预留出空间再进行１１号主墩Ｍ１７号节段施工。大桥主梁Ｓ２～Ｓ１０号、Ｍ２～Ｍ１７号节段采用悬臂法前支点挂篮施工，本挂篮由承载平台、牵索系统、行走系统、定位系统、锚固系统、模板系统、操作平台及预埋件系统等组成。牵引前移的过程中，遵循对称、同步、均衡的原则，确保挂篮整体安全平移，并不断监测，及时纠正挂篮的偏位。采用本套挂篮悬浇的施工工艺，加快了物资设备周转速度，节省了材料及人力，加快了工程进度，顺利完成了大桥的主梁Ｓ２～Ｓ１０号、Ｍ２～Ｍ１７号节段施工任务。
２.２预留孔、预埋件的埋设
施工主梁Ｍ１７号节段时需要为吊架系统埋设预留孔，在南北主梁Ｍ１７号节段悬臂端，采用内径６０ｍｍ的波纹管进行预留，预留孔的位置已考虑纵向预应力的位置。吊架预留孔顺桥向距主梁Ｍ１７号节段端头１００ｃｍ。横桥向间距在翼缘板处为１４３.５ｃｍ和１４４.９ｃｍ；在边主梁处为４３.３ｃｍ；在横隔梁处为１５０ｃｍ，如图3所示。
图3主梁中跨合龙段吊架预留孔平面
２.３合龙段配重
中跨合龙段的混凝土荷载由吊架承载，吊架固定在合龙段两端的Ｍ１７号节段边型主梁上。在劲性骨架锁定前须在合龙段两端的悬臂段施加配重。以便在合龙段混凝土施工期间进行荷载的等效置换。配重分两部分，第一部分为固定配重，是调整成桥受力状态的配重，在合龙后一次性卸除，根据监控单位现场数据确定每个悬臂端配重约６０ｔ；第二部分为等效置换，用于合龙段混凝土施工期间进行荷载的等效置换，在浇筑混凝土期间同步卸除，根据监控单位现场数据确定每个悬臂端配重约２００ｔ。固定配重采用现有人行道混凝土预制盖板压载。等效置换的配重采用水袋配重，在水袋进水口、出水口安装水表进行重量精确计量。水袋型号根据工程概况定制容量为１００ｍ３的橡胶水袋。
根据主梁高度及施工条件，选用额定扬程４５ｍ的ＱＹ型抽水泵４台。各类型配重必须在指定区域堆载，严格执行监控指令，保证堆载荷载准确。水袋在注水和放水前要在进、出水口处安装水表，并安排专人负责配重荷载计量。
４合龙段劲性骨架施工
合龙段劲性骨架在上、下游边主梁内各为５根ＨＮ６００×２００的型钢，桥面为１４组双拼２５号型钢。在进行南北主梁Ｍ１７号节段施工时预埋劲性骨架预埋件，预埋件需要测量精确定位，以确保锁定时劲性骨架能与预埋件紧密黏接。合龙段劲性骨架锁定前必须进行以下工作，锁定前对整个主梁、主塔的线形应力和索力通测，对合龙口标高和轴线进行２４ｈ连续观测，根据测量数据进行合龙前索力调整。选择温度在２０℃左右且温差变化较小的时段（夜间）进行合龙段劲性骨架锁定。整个合龙段劲性骨架锁定采用角焊接，焊角高度为１０ｍｍ。
２.５解除临时固结
在合龙段劲性骨架锁定后，进行第一次解除。第一次解除的临时固结是１１号墩竖直向及水平向约束，先拆除精轧螺纹钢筋，再拆除０号块横梁两侧的钢挡块。使整个主梁体系能水平向移动，避免产生过大的轴向温度应力。第二次解除的临时固结是在中跨合龙后，横、纵向预应力张拉、压