摘要：近年来，连续刚构桥飞速发展，高墩大跨刚构桥因其跨越性好、经济适用、桥面行车连续等优点成为被广泛使用于跨山越谷等复杂地形的重要桥型。刚构桥上部结构一般采用挂篮悬臂浇筑施工，合拢段施工是悬臂浇筑施工中最重要的工序之一，它是完成体系转换的最重要一步，但又受混凝土收缩、徐变，昼夜温差，预应力变化等因素影响，所以在施工合拢段混凝土时，必须对施工要点进行分析，采取合理的措施，确保合拢段混凝土不会开裂和压碎，使桥梁顺利合拢。
关键词：连续刚构桥；合拢段施工；临时锁定；预应力；水箱配重；合拢时间
1、工程简述
白马溪大桥位于宜都市王家畈乡十三尖村，跨越白马溪，属大陆亚热带季风气候，全年平均温度14.8℃～16.9℃，夏季热且潮湿，降水量多，夏季平均温度20.4℃，最低温度出现在凌晨3：30左右。主墩采用双薄壁空心墩，5#墩墩身高度为105m，6#墩墩高75m。
主桥上部结构为（80+150+80）m连续刚构预应力混凝土箱梁；合拢段顶板厚度28cm，顶宽12m，底宽6.5m，顶板悬臂长度2.75m，悬臂板端部厚18cm，根部厚70cm。
箱梁边跨现浇段长4m，边、中跨合拢段长均为2m。全桥左右幅共有4个边跨合拢段，2个中跨合拢段，边跨合拢段混凝土方量20.19m3，中跨合拢段混凝土方量27.7m3，箱梁混凝土设计标号为C55，预计浇筑时间为3～4个小时。
2、合拢施工方案
本桥连续刚构采用菱形挂蓝分段悬臂浇筑施工。先在主墩托架上浇筑0#节段而后对称向两侧顺序浇筑1～18节梁段形成2个T构，然后在4号墩与7号墩完成边跨现浇段，利用挂篮合拢边跨19号段，张拉边跨合拢束，接着利用挂篮合拢中跨，张拉合拢束，形成整个连续刚构体系。
（1）边跨合拢：在18#块施工完毕后，将边跨侧挂篮向前移动，通过在18#块、现浇段预埋的孔洞，将挂篮固定。清理桥面及内腔的施工荷载，配重水箱加水，然后固定模板绑扎钢筋，焊接刚性支撑，临时张拉ST1和SB1，浇筑边跨合拢段混凝土，边跨合拢段浇筑后混凝土强度达到设计90%，进行张拉压浆作业。拆除边跨合拢段挂篮，完成边跨合拢。
（2）中跨合拢：边跨合拢后6#墩中跨侧挂篮保持不动，将5#墩中跨侧挂篮向前移动，将挂篮固定在5#、6#墩中跨18#块上，固定底模及侧模作为中跨合拢模板，制作配重水箱并加水，然后固定模板绑扎钢筋，按设计要求施加中跨顶推力并焊接刚性支撑，临时张拉CT1和CB1，浇筑中跨合拢段混凝土，混凝土达到设计强度90%后张拉，最后拆除挂篮完成全桥合拢。
合拢段合拢时必须满足设计的要求：相邻两悬臂端的相对竖向高差不超过2cm，轴线偏差不超过1cm。合拢前对节段的平面位置、标高进行检测。
合拢段混凝土浇注完毕后，养生至强度达到设计强度90%，弹性模量达到设计值的90%且不小于7天龄期后，按顺序张拉底板预应力束：先张拉底板的长束后张拉短束，再张拉合拢束，最后张拉竖向束以及横向束，二次补张拉竖向束以后，结束合拢段施工。
3、施工要点分析
（1）合拢段劲性骨架及临时预应力
合拢临时锁定一般包括焊接锁定劲性骨架和张拉临时预应力束两个步骤，连续刚构桥中跨合拢有时还需要进行顶推调整结构内力。
劲性骨架的作用：用来连接两端梁体，保证合拢段净空，防止在浇筑合拢段混凝土的过程中及合拢段混凝土未达到设计强度的养护过程中梁两端错动，同时用来抵抗合拢段因温度升高而产生的压应力及梁体可能错动而起的竖向剪应力。
中跨合拢段设置4根外刚性支承梁，顶板和底板各2根，支承梁采用两根长3.3m的[400槽钢对拼成矩形，通过两端18#节段的预埋件焊接锁定。
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临时预应力束的作用：由于劲性骨架采用焊缝连接，焊缝抗拉能力低，故采用临时预应力来抵抗合拢段两端梁体因温度降低收缩而在合拢段混凝土中产生的拉应力。临时预应力束一般采用设计的正式的合拢段预应力束。根据混凝土因温度降低而产生的拉应力确定每根束临时张拉预应力，临时预应力束张拉力未达到设计张拉力，待合拢施工完成、合拢段混凝土强度达到设计强度后，再将其补拉至设计吨位。
劲性骨安装和临时预应力束张拉时应注意以下事项：
①合拢时温度应在设计许可范围内，在合拢前3天连续测温，并根据测温结果确定劲性骨架合拢时间。在合拢段口两端部设配重，每侧重量等于合拢段混凝土重量的一半。标高调整完成后，选择一天中温度最低和温差变化最小的时间，在合拢处安装劲性骨架，将合拢段予以临时锁定，锁定时劲性骨架的支撑同时焊接，并在升温之前完成，避免由于温度不同而在构件内产生附加内力。为了减少锁定时间可使钢支撑在锁定前先焊接一侧，在锁定时焊接另一侧完成锁定。锁定前调整中线及标高。
②安排技术水平高的焊工负责焊接，确保劲性骨架焊缝质量。
③认真做好施工组织，尽量缩短劲性骨架的安装时间。
④临时预应力束和张拉千斤顶应提前安装好，待劲性骨架焊好后立即进行张拉作业。
（2）在合拢段浇筑过程中遵循等荷载的原则，对配重对称卸载
施加配重的目的是保证两端受力平衡、消除合拢段浇筑过程中产生的变形。
在边跨合拢段施工时，应分别在近、远悬臂端设置水箱配重，水箱配重按设计取合拢段混凝重量的一半。在中跨合拢段施工时，应先拆除边跨挂篮，并在中跨合拢段两端设配重水箱，随合拢段浇筑卸载。
水箱均设置在18#块上，距离端部1.5米，采用钢管加竹跳板内垫双层彩条布单层防水布制作简易水箱，尺寸根据边跨和中跨的配重量不同而变化，但最大盛水高度不超过1.5m。在水池内设置高度标尺，按设计高度加水。水池内的水在浇筑合拢段的同时卸载，每个水池在底部设置6个泄水孔，其中每个边2个（靠合拢段侧短边不设）。放水时应与浇筑混凝土重量同步排放。在水池与合拢段间砌筑拦水埂，防止水流入合拢段内。
合拢段配重应在劲性骨架锁定和张拉临时预应力前进行。
（3）混凝土浇筑时间及温度的控制；
在合拢前一个星期，应连续观测天气情况，根据天气情况确定最佳合拢日期。合拢时间须在气温较低时进行，按设计要求应控制在15±5℃。由于合拢施工是在山区夏季施工，合拢段方量20.19 m3或27.7 m3，浇筑时间为3～4个小时，根据经验开始浇筑时间为晚上11点，浇筑完成时间为凌晨3点。
（4）监控观测
合拢段合拢时必须满足设计要求，轴线偏差小于1cm，两端高差不大于2cm。合拢前对节段的标高及轴线进行联测，并连续观测气温变化及梁体相对标高的变化和轴线偏移量，观测合拢段在温度的影响下的梁体长度变化。连续观测时间不少于48小时，观测间隔为每3小时观测一次。
（5）其他需注意事项
①各合拢在最后一个悬浇段时务必控制好高差。
②合拢时混凝浇筑在当日最低温度时完成，而非开始。
③合拢段混凝土浇筑后合拢钢束张拉前，应减少温度变形，可采用覆盖土工布洒水降温的方法，在混凝土强度及龄期达到时立即进行合拢段预应力张拉。
总结：随着连续刚构桥施工的推广，刚构桥施工工艺日益完善，但作为连续刚构桥施工关键的合拢段施工，如果在施工时没有注意施工要点，可能会导致合拢段产生温度裂缝，或是张拉施工后在应力集中的腹板底部形成裂缝，造成质量问题或质量事故。本文对连续刚构桥合拢段施工要点进行分析，对连续刚构桥合拢段施工具有较大意义。
论文作者:程杰,曾宪蓉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/13
标签：混凝土论文; 预应力论文; 挂篮论文; 骨架论文; 悬臂论文; 水箱论文; 两端论文; 《基层建设》2017年第16期论文;