多联多跨连续梁合龙施工技术研究
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作者:刘欢 吴先庆
摘 要：合龙段施工是悬臂现浇梁施工的关键工序，保证合龙精度更是多跨、大跨径连续梁施工中的重中之重，能为后续体系转换与桥面系施工打下良好的基础。官渡黄河大桥主桥在合龙段施工中中跨采用挂篮合龍施工工艺，边跨现浇段与边跨合龙采用盘扣支架的施工工艺， 较好地解决了相关问题，同时加快了施工进度，取得了较好的经济效益。
关键词：悬臂现浇梁 合龙段 施工技术 盘扣支架
1 工程简介
官渡黄河大桥主桥跨径布置为3*（75+5*125+75）m连续现浇梁，主桥单幅单联合龙段共7个，其中边跨2个，次边跨2个，次中跨2个，中跨1个，全桥共计42个合龙段。梁段外部尺寸为：2.0m（长）、20.25m（顶宽）、12.25m（底宽）、3.5m（高）。一个梁段钢筋7.711t，一个梁段混凝土为35.9m3，每个梁段重95.4t，全桥合龙段钢筋共重323.9t，全桥合龙段混凝土1507.8m3。
2 工艺分析及特点
主桥连续梁中跨合龙段采用挂篮系统作为施工平台进行施工，边跨采用盘扣支架作为平台进行施工。钢筋采用后场集中加工制作成半成品，平板车运输至桥下，塔吊提升至作业面，现场绑扎成型;外模采用挂篮模板，内膜采用钢管支架+方木+竹胶板支撑。连续梁桥上部施工每个墩配置1台塔吊负责起重、吊装作业，配置1个方形人行步梯用于作业人员上下桥面。底篮四周、桥面各临边作业点均设置方管护栏封闭防护，并挂设安全网、防坠网，防止高空坠物伤人。
3 施工工艺流程及操作要点
3.1 工艺流程
连续梁桥采用先边跨合龙再中跨合龙的方法施工。
（1）边跨合龙：107、114、128#过渡墩采用盘扣支架搭设平台进行合龙施工，121过渡墩采用挂篮合龙;盘扣支架合龙段地基处理：采用5%的水泥土进行处理，处理厚度50cm，水泥与土均匀拌合完成后，采用压路机分层碾压，压实度不小于90%，采用C20砼浇筑15cm垫层，基础四周做好排水沟，防止基础被水浸泡产生不均匀沉降，垫层强度达到设计要求后方可搭设盘扣支架。边跨合龙时选择在一天中温度最低且较为恒定的时段锁定劲性骨架;以盘扣支架为施工平台，121#墩以挂篮为施工平台，绑扎边跨合龙段钢筋，安装模板、预应力管道，钢筋安装完成后选择合适温度、时间段浇筑混凝土;混凝土强度、龄期满足要求后，张拉边跨合龙段预应力。
（2）中跨合龙：次边跨及中跨合龙段利用一侧挂篮进行合龙。当张拉完15#块段的纵向预应力后，将一侧挂篮后退拆除，另一侧挂篮前移，将对应墩挂篮前移作为合龙段支撑系统;在中跨侧15#及15#?梁段中部设置配重水箱，加载量为1/2合龙段重量;对合龙口连续观测不少于48h，取得时间、温度、标高、轴线偏位曲线，以此确定合龙温度、时间;在一天中温度最低且较为恒定的时段进行中跨施工，锁定劲性骨架。
3.2 操作要点
3.2.1 合龙段配重
（1）施工采用水箱进行配重，水箱位于15#梁段中心。
（2）水箱加水至设计吨位，水箱顶采用塑料盖封闭或彩条布覆盖，防止施工期间雨水进入水箱。
（3）浇筑混凝土时，边浇筑混凝土边同步对水箱进行放水，根据每次浇筑的混凝土重量，计算出水箱需减少的重量，并在水箱水位标尺上进行对应，做到配重的精确性。
3.2.2 合龙数据的采集
（1）合龙段数据采集前，对悬臂施工梁段及现浇段上所有杂物进行清理，包括箱梁顶板及箱室内的杂物，部分机具可堆放于0#块节段。
（2）在合龙前1周，对梁体温度、应力、高程、墩身位移、轴线偏位、高程等数据进行一次性采集，取得合龙前的第一手资料，对桥况作全面的评估，为后续施工打下坚实的理论基础。
（3）对合龙口进行连续48h观测，取得合龙口“时间—温度”“时间—温度—高程”“时间—温度—轴线偏位”曲线，并将测得的数据报送监控单位。
（4）监控单位根据之前悬臂施工取得的温度、应力、偏位、挠度等数据，结合合龙口实测数据，计算出合龙段合龙温度，合龙口底模高程，给出相应的合龙时间段。以上数据以监控指令的形式进行表达。
3.2.3 合龙口锁定
合龙段两端悬臂受温度的变化影响可能产生纵向伸缩，使合龙段间距变化，从而导致合龙段混凝土凝固过程中受到张拉或压缩的超应力影响而产生裂缝，因此，合龙段要按设计温度进行约束锁定。
3.2.4 合龙段钢筋、管道安装
（1）当钢筋和预应力束管道在空间上发生干扰时，适当移动钢筋的位置，以保证预应力钢束管道位置的准确。
（2）若竖向预应力管道与纵向预应力管道存在干扰时，可将竖向预应力管道横向移动。
（3）保护层垫块采用混凝土垫块、垫块强度等同于上部施工混凝土强度，垫块外形采用梅花形。垫块采用扎丝与钢筋绑扎牢固，且扎丝的丝头不得进入混凝土保护层。
3.2.5 模板安装
为消除底板线形差的影响，为保证新旧砼接缝处线形直顺、美观，在挂篮底板、翼缘板之上铺设一层方木（100mm）+厚度（15mm）的竹胶板作为底模，方木间距按照25cm一道。底篮后端锚固在已浇梁段上，因此14#或15#块浇筑时应准确预留挂篮底篮预留孔位。
4 盘扣支架立杆承载力计算
4.1 立杆承载力计算
4.1.1 荷载
（1）梁自重：26×4.26m3=110.72kN
（2）模板自重：0.5×1.5m×1.5m=1.13kN
（3）施工人员及设备荷载：3×1.5m×1.5m=6.75kN （4）振捣荷载：2×1.5m×1.5m =6kN
（5）支撑架体自重取0.15×1.5m×1.5m×26.78m（作用架体高度）=9.03kN
4.1.2 荷载组合
4.2 稳定性验算
（1）立杆计算长度。
lo=ηh ;lo=h?+2ka
式中：
lo——支架立杆计算长度（m）;
η——支架立杆计算长度修正系数，取1.2;
h——支架立杆中间层水平杆最大竖向步距（m），取h=1.5m;
h?——支架立杆顶层水平杆步距（m），取h?=1m;
k——悬臂计算长度折减系数，可取0.7;
a——支架可调托座支撑点至顶层水平杆中心线的距离（m），取a=0.5m。
经计算：
（2）支架立杆轴向力设计值。
（3）立杆稳定性验算。
4.3 地基基础验算
式中：P——立杆基础底面处的平均压力设计值;
A——基础底面计算面积;
N——立杆传至基础顶面的轴心力设计值。
N=66.82kN
可调底座落50mm厚250mm宽的木垫板上面，最重立杆的受力面积为：
A=250×1200=300000mm2
P=N/A=66820N/300000mm2=0.22273N/mm2，等于222.73kPa。地基承载力必须大于222.73kPa，可满足立杆承载力的要求。
5 经济效益
107#、114#、128#墩8个边跨现浇段D630mm钢管支撑变为盘扣支架施工，既加快了施工进度又节约了施工成本。以114#墩为例。
（1）钢管支撑。
①材料租金：钢材共计111.25t，每吨每天租赁费用9元。
②机械费：汽车吊14+9d（搭设+拆除），履带吊、振动锤6+6d（搭设+拆除）。
③工期：钢管支架搭设时间为20d，拆除15d。
④人工：工人7人。
⑤施工工期：模板安装3d，钢筋绑
扎3d，混凝土浇筑1d，养生7d，张拉压浆2d，共16d。
⑥费用：111.25×9×（35+16）+23×1000+12×2300+300×7=103764元
（2）盘扣支架。
①材料租金：支架共137t，每吨每天租赁费用为13元。
②机械费：汽车吊6+7d（搭设+拆除）
③工期：盘扣支架搭设时间6d，拆除7d。
④人工：工人7人。
⑤施工工期：模板安装3d，钢筋绑扎3d，混凝土浇筑1d，养生7d，张拉压浆2d，共16d。
⑥费用：137×13×（13+16）+13×1000+12×300=68249元。
综合考虑：1个边跨现浇段累计节约施工费用10.37-6.82=3.55万元。8个边跨现浇段共节约3.55×8=31.04万元。大大节省机械使用量，加快了工期进度。
6 结语
官渡黄河大桥在合拢段施工中，中跨采用挂篮合龙施工工艺，边跨现浇段与边跨合龙采用盘扣支架的施工工艺，通过现场过程监控与控制，较好解决了现浇梁线型与混凝土外觀问题，同时大大加快了施工进度，取得了较好的经济效益与社会效益。
参考文献
[1] 余孟军，朱跃球.盘扣支架在现浇箱梁施工中的应用[J].西部交通科技，2018（4）：140-143.
[2] 严升威.预应力混凝土连续梁桥合龙方案研究[D].长沙理工大学，2015.
[3] JTG/T F50-2011， 公路桥涵施工技术规范[S].
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