重庆轻轨嘉陵江特大桥连续梁中跨合龙施工技术

重庆轻轨嘉陵江特大桥连续梁中跨合龙施工技术

任 荣

（中铁十一局集团第五工程有限公司，重庆新桥 400037）

【摘 要】主要结合连续钢构合龙段轴向力与混凝土温度应力计算，对重庆轻轨嘉陵江特大桥连续梁

中跨合龙施工技术与现场施工控制进行探讨，主要从配载、顶推、劲性骨架设置、临时锚固等方面介绍。

【关键词】中跨合龙 配载 顶推 劲性骨架 临时锚固 1 工程概况

重庆轻轨嘉陵江特大桥主桥横跨嘉陵江，连接牛角沱与华新街两座车站，是全线施工的重难点工

程。该桥桥形设置为（96+160+96）m的三跨预应力混凝土连续钢构，桥全长352m。本桥具有悬臂施工曲线半径小（311m）、纵向坡度大（-4.59%）、跨径大（160m）等特点；主跨梁截面为单箱单室、变截面箱形，底宽5.6m，顶宽9.1m。全桥共3个合龙段（两个边跨合龙段、一个中跨合龙段），合龙段长度均为3m。梁体采用C60混凝土，边跨合龙段混凝土方量为30.246立方，中跨合龙段方量为25.91立方，合龙段采用C65微膨胀混凝土。

2 合龙段施工原理及计算公式

中跨合龙施工工艺流程：测量全桥内力、温度场→测量合龙段两侧梁体标高及平面位置→调整两侧梁体标高及平面位置→安装临时锁定劲性骨架、顶梁骨架→择时顶梁→锁定梁体→解除一端支座临时锁定、张拉临时钢束→模板、钢筋、波纹管安装→施加平衡重→浇筑砼、养护→解除支座临时锁定→第一次张拉、注浆→第二次张拉、注浆。 2.1施工原理

连续刚构梁合龙前,共轭悬臂端面之间的相对位置(间距、高差和转角) 主要是受体系温度场和日照、暴雨降温等不均匀温度场的影响,其次是受合龙段自重、混凝土收缩徐变、预加力和施工荷载以及风力、基础变位等的影响,因此连续梁合龙时遵循低温灌注混凝土、2 个共轭的悬臂端又拉又撑的两大原则，保证合龙段施工工况与设计基本一致。选择在一天气温最低时浇筑合龙段混凝土，以保证在气温上升时合龙段混凝土已终凝，在气温下降时已经具有一定强度。 2.2中跨合龙的配重

为了保持混凝土浇筑前后悬臂端荷载保持不变，避免混凝土未达到强度以前发生剪切开裂，故设置配重水箱在浇筑混凝土时等效卸载。水箱采用砖砌水池，配重重量为：33.7吨。水箱采用18砖墙进行砌筑，内空净宽4.0米，净长5.5米，蓄水深1.05米（蓄水重23.1吨，砖重10.6吨）。根据混凝土的浇注重量卸载，卸载时边放水边拆砖，拆除的砖堆放在0#梁段。 2.3中跨合龙前的顶推

为了减少由于混凝土的收缩徐变及温度变化引起的应力与位移变化，采取在合龙段锁定前先施加一个顶推力，将合龙段的两悬臂端预先顶开一定位移后再锁定合龙段劲性骨架的措施。顶推采用四台YCW100B型千金顶上下、左右对称同步进行；顶推力的大小与位移通过现场计算与现场观察确定，由设计院与监测单位提供（见表1、表2）。顶推控制以顶推力大小控制为主、墩顶位移校核为辅。

顶推施工选择在一天中温度最低时进行。顶推施工时在P2与P3墩中心线、距梁边缘1/4梁宽处，中跨14#梁端顶部各设置一个棱镜，使用全站仪观测顶推时P2墩的A、B点，P3墩的C、D点；中跨14#梁端顶部观测点的水平位移。用精密水准仪测量14#梁端顶部的竖向位移，检验实际位移与理论计算是否相符。

墩顶位移观测点布置示意图

江 北牛角沱

表一 温度、砼徐变荷载墩顶位移（mm） 表二 顶推力墩顶位移（mm）

工况 P2—A 整体升温5℃温 整体升温15℃ 整体升温25℃ 7300天收缩徐变 -4 -11.9 -19.9 19.8 桥墩编号 P2—B -3.6 -10.7 -17.9 17.5 P3—C 3.8 11.3 18.8 -18.6 P3—D 4.2 12.5 20.8 -20.9 100 200 400 1000 顶推力（kN） P2—A -4.75 -9.5 -19 -47.5 桥墩编号 P2—B -4.75 -9.5 -19 -47.5 P3—C 5.02 10.1 20.1 50.2 P3—D 5.02 10.1 20.1 50.2 中跨合龙段顶推立面布置图 单位：cm中跨合龙段顶推预埋件布置图 单位：cm 顶推架预埋件 劲性骨架 2.4中跨合龙段的锁定

在施工中跨14 # 梁段时,在箱梁顶板、底板顶面预埋顶推架反力座预埋钢板。此外，根据设计图纸埋设好劲性骨架预埋部分。顶推前，将劲性骨架一端与预埋型钢焊牢，另外一端暂不焊接，使其处于自由状态。待顶推完成后, 立即将劲性骨架另一端也焊接在预埋件上。锁定后梁因温度变化而产生的轴向力计算分两类情况：锁定后不取消支座的临时锁定（任意一端）与取消两种工况。其计算公式分别为：

第一种工况：不取消支座的临时固结（任意一端）

??tl N?inllg?2?hiEgAgi?1EhAh式中： N——梁因升温所受的轴向力；

?——混凝土的线膨胀系数；

l、lg、lh——合龙跨总长、悬臂灌注端长度及合龙口的钢支撑长度；

Eg、

Eh——分别为钢与砼的弹性模量；

i Ah——箱梁的第i段的平均截面积；

lhi——箱梁的第i段的分段长度；

第二种工况：取消支座的临时固结（任意一端） 当温度升高时：N?Qf?Ny

当温度降低时：N?Qf?Ny

式中：N——合龙口刚性支撑所受压力；

Q——合龙跨半跨及相连自由伸缩段梁的自重： f——支座摩阻系数。盆式橡胶支座为0.06： Ny——预应力临时张拉束提供的预应力；

根据以上两式则可计算刚性支撑的受力大小与预应力张拉力的大小。合龙段锁定后及时解除江北岸（P4墩）的支座临时锁定，然后再进行合龙段临时预应力施工。通过张拉腹板预应力L1束提供临时预应力，张拉分左右对称同步进行，每束张拉力为50t，总计100t。

3合龙段混凝土及预应力施

混凝土施工前详细检查模板加固情况，检查预埋件的位置是否准确，在选定的温度条件下，采用换重法不间断的浇筑砼。预应力施工严格按照设计要求分阶段进行，采用真空压浆。 3.1混凝土施工

混凝土的生产采用全自动拌合站、严格控制混凝土的入模温度，采取使用冰水拌合降低混凝土的入模温度。施工前对14#梁段充分润湿，在混凝土施工时，严格按照入模混凝土的重量等效卸载。要严格控制养护温度，采用覆盖土工布、洒水降温养护。施工前对14#梁段充分润湿， 3.2预应力施工

待中跨合龙段砼达到设计强度的90%以上，且龄期达到10天以后，按照设计要求的张拉顺序，分两批、分级、对称、均衡地张拉纵向底板束和竖向预应力筋。张拉前解除支座的临时锁定。

在中跨合拢段第一批纵向预应力束进行张拉后，立即对该批纵向预应力管道进行真空压浆，在将体达到设计强度后再进行第二批纵向预应力钢束张拉与真空压浆施工。

4合龙段施工注意事项

合龙段施工是连续钢构桥的关键工序，在施工中要受很多因素的制约，施工时机的把握、施工精度控制、施工时的气候条件、砼浇筑质量与养护措施、预应力施工等是施工过程控制重点。在施工中必须注意以下几点：

（1）合龙段劲性骨架安装及浇筑合龙段砼均选择在一天中气温变化不大的气候中进行，并应在当天气温最低时进行。箱体内外以及合龙段前后1m范围内由专人不停洒水养护，使之保持湿润状态，减少日晒引起的温度变化影响和降低水化热。

（2）在相对应的连续钢束张拉完毕前，箱梁上的配重及施工设备不得卸载，以免合龙段砼在施工过程中开裂。

（3）合龙段箱梁应加强养护,防止振动和行走机具影响,不得在跨中范围内堆放重物。 （4）合龙状态时的施工荷载及其他情况应符合计要求,此时除加压等物体外应将施工机具等全部除

或移至0号块顶部,保证应力状态与设计相符。

（5）为消除日照对合龙段的影响,合龙前在悬臂梁上部采取草袋覆盖防晒及浇水降温措施,使梁上、下的温度差趋于最小,以减小悬臂段的挠度。

i（6）临时束的张拉力控制在0.45-0.5Ry，以防止在合龙过程中预应力束过载失效。

5结束语

通过重庆轻轨嘉陵江特大桥的成功合龙，证明此项施工技术是可行的。连续钢构的合龙施工精度对成桥线性与受力影响较大，必须加强在施工中对桥梁因温度变化而产生的变形观测，通过现场实测数据校核理论计算的数据是否准确；在合龙施工的各项工序中都要加强现场观测，如果发现实测数据与理论计算数据误差超出规范允许值，必须找出问题的原因并重新计算后才能继续施工。

参考文献：

（1）TB10203-2002《铁路桥涵施工规范》。 （2）GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》。

（3）TB10424-2003《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》。 （4）GB50017-2003《钢结构设计规范》

（5）王武勤，周纪昌主编。大跨度桥梁施工技术。北京：人民交通出版社，2006年

作者简介：

任 荣（1980.3）男、助理工程师、本科、2004.7毕业于西南科技大学交通工程。中铁十一局五公司机关工程部。电话13594335621

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