| 長(zhǎng)河大橋連續(xù)箱梁的合攏施工中幾個(gè)技術(shù)關(guān)鍵的處理 （杭州市蕭宏建設(shè)集團(tuán)橋梁公司，白長(zhǎng)江） 摘要：介紹長(zhǎng)河大橋預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的合攏施工工藝，重點(diǎn)闡述了其中幾個(gè)技術(shù)關(guān)鍵的處理情況。 關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；連續(xù)箱梁；合攏；施工工藝 1概況 長(zhǎng)河大橋(原紅旗路橋)位于杭州市錢塘江南岸，全長(zhǎng)146.6m，寬44m，跨徑布置為20m（簡(jiǎn)支梁）+（28+45+28m）（三跨變截面連續(xù)箱梁）+20m（簡(jiǎn)支梁），橫向分三座獨(dú)立橋梁（A、B、C線），采用貝雷桁架組拼平弦無平衡重掛籃逐段懸臂澆筑。 本橋?qū)儆诖罂缍阮A(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋，采用分節(jié)段懸臂對(duì)稱現(xiàn)澆施工法，通過梁段合攏、預(yù)施應(yīng)力實(shí)現(xiàn)“T形剛構(gòu)→懸臂梁→連續(xù)梁”的結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，最后形成連續(xù)結(jié)構(gòu)。在施工過程中有待解決的技術(shù)關(guān)鍵有：①墩頂?shù)呐R時(shí)固結(jié)及抗傾覆穩(wěn)定性措施；②合攏原則及合攏口的臨時(shí)固結(jié)技術(shù)措施；③懸臂施工線型控制等。 2技術(shù)關(guān)鍵的處理 2．1墩頂?shù)呐R時(shí)固結(jié)及抗傾覆穩(wěn)定性措施 連續(xù)梁橋合攏施工時(shí)，為保證合攏口鎖定前梁體不產(chǎn)生順橋向的位移，將墩頂活動(dòng)支座的頂、底板在順橋向的兩側(cè)用鋼板臨時(shí)焊接，與橋墩聯(lián)為一體，形成一固結(jié)的剛構(gòu)。 長(zhǎng)河大橋主橋橋墩立柱長(zhǎng)短不一，最高達(dá)6.6m，剛性變化較大，施工中的抗傾覆失穩(wěn)至關(guān)重要。而在合攏口施工的初始階段，合攏口尚未鎖定，梁體處于最大懸臂狀態(tài)。因此有必要對(duì)此進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算，從而得出可靠的控制措施。具體計(jì)算指標(biāo)如下： 箱梁荷載：梁體靜載為32.1T/m。考慮到施工中靜載的不均勻性，一側(cè)增大5%，另一側(cè)可減少5%，則靜載差值△G=0.1×32.1T/m=3.2T/m； 施工機(jī)具及人群荷載：考慮最不利情況，一端取集中荷載1.0T，另一端空載； 掛籃自重：共計(jì)48.5T。若考慮掛籃行走時(shí)的沖擊因素，則設(shè)計(jì)控制最大荷載G=1.2×48.5T=58.2T； 風(fēng)荷載：取667Pa。在懸臂兩端按陣風(fēng)風(fēng)壓0.6倍的不平衡系數(shù)加載，即風(fēng)載w=（1－0.6）×667×10－4×18=0.5T/m； 據(jù)此可求得墩柱各截面應(yīng)力（具體計(jì)算過程較復(fù)雜，故略），并得出結(jié)論： 在各不對(duì)稱施工荷載的不利組合下，各主墩斷面的應(yīng)力均小于容許值，但混凝土易出現(xiàn)開裂，因此在施工中，應(yīng)嚴(yán)格控制合攏口兩懸臂端之間的施工荷載，使其兩端對(duì)稱相等。若不對(duì)稱相等（如當(dāng)邊跨合攏時(shí)，邊跨有掛籃及機(jī)料、人群荷載，而中跨則為空載），則應(yīng)在各懸臂端加與混凝土重量相等的配重（可用砂袋、砼預(yù)制塊、鋼板等），并在澆筑過程中根據(jù)灌注速度逐漸卸載；加、卸載均對(duì)稱梁軸線進(jìn)行。 2．2合攏原則及合攏口的臨時(shí)固結(jié) 在連續(xù)梁合攏施工中，不同的合攏順序，其引起的結(jié)構(gòu)恒載內(nèi)力不同，結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換時(shí)由徐變引起的內(nèi)力重分布也不同，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)最終恒載內(nèi)力也不同；而當(dāng)兩懸臂端合攏時(shí)梁、墩固結(jié)為一體，顯然靜定合攏比超靜定合攏所受剛架力要小。因此施工設(shè)計(jì)采用“先邊后中”與“先中后邊”的順序相比，可減少超靜定次數(shù)，使結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定、受力更對(duì)稱合理，降低了合攏支架的工程用量，經(jīng)濟(jì)效益好：即邊跨先形成2個(gè)ІГ型單懸臂梁（靜定小合攏），再中跨合攏形成3跨連續(xù)梁（超靜定大合攏）結(jié)構(gòu)。（見圖1） 由于環(huán)境及體系自身溫度變化、新澆混凝土的早期收縮及已完成結(jié)構(gòu)混凝土的收縮和徐變、結(jié)構(gòu)體系的變化以及梁段自重、風(fēng)荷載及其它臨時(shí)施工荷載等均導(dǎo)致橋墩受到較大的剛架力，此剛架力又反作用于合攏支架，使合攏支架受力復(fù)雜。因此，必須采取措施保證合攏段施工的穩(wěn)定，使合攏段與兩側(cè)梁體保持變形協(xié)調(diào)，在施工過程中能傳遞內(nèi)力，確保結(jié)構(gòu)能按設(shè)計(jì)要求合攏。 本橋設(shè)計(jì)施工圖紙采用的合攏口剛性鎖定方式為剛性型鋼固結(jié)法。這種鎖定措施是在箱梁截面腹板頂、底面各預(yù)埋一塊90×40×1.6cm鋼板，將外剛性支撐（采用20號(hào)槽鋼）焊接在其上，將合攏段兩側(cè)連成整體。這種鎖定方式構(gòu)造簡(jiǎn)單、受力明確，結(jié)構(gòu)安全可靠；固結(jié)用型鋼采用已拆卸掛籃底橫梁槽鋼組件，設(shè)備利用率高、施工方便。（見圖2） 連續(xù)梁合攏施工按照“臨時(shí)固結(jié)、低溫澆灌”的基本原則進(jìn)行施工。合攏時(shí)選擇一天中氣溫最低、溫度變化幅度較小時(shí)鎖定合攏口并灌注混凝土，這樣可保證合攏段新澆注的混凝土處于氣溫上升的環(huán)境中，在受壓狀態(tài)下凝結(jié)。因此，在長(zhǎng)河大橋主跨合攏前，對(duì)懸臂共軛端兩側(cè)梁體溫度場(chǎng)及對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度變化進(jìn)行了實(shí)地測(cè)定，結(jié)果如下表： 測(cè)試時(shí)間：2001年8月1日10：00~8月2日8：00測(cè)試部位：B線中跨合攏段兩側(cè)梁體 時(shí)間10:0012:0014:0016:0018:0020:0022:000:002:006:008:00 氣溫35℃38℃39℃37℃36℃34℃33℃30℃28℃30℃34℃ 梁體溫度44℃47℃51℃46℃40℃37℃34℃31℃30℃31℃36℃ 變形值(㎜)0+1.0+1.6+1.3+0.8－0.2－1.0－1.5－2.5－2.0－1.0 注：測(cè)點(diǎn)共設(shè)3個(gè)，結(jié)果取平均值；以10：00的梁段長(zhǎng)度為基準(zhǔn)長(zhǎng)度，測(cè)量所得數(shù)據(jù)為相對(duì)值。 根據(jù)實(shí)際測(cè)定可知：當(dāng)日氣溫為28℃~39℃，晝夜溫差為11℃；梁體溫度為30℃~51℃，最高溫差達(dá)21℃；氣溫最低時(shí)段為0：00~2：00。據(jù)此將澆注時(shí)間定在晚上0：00開始，估計(jì)澆注時(shí)間為2小時(shí)；這樣，當(dāng)澆注完成后氣溫開始上升，可保證新澆注的混凝土在受壓狀態(tài)下凝結(jié)。 澆注混凝土前迅速、對(duì)稱地對(duì)合攏口進(jìn)行鎖定（時(shí)間從晚上22：00開始）。此時(shí)，合攏口兩側(cè)支座仍鎖定，則根據(jù)調(diào)查結(jié)果可計(jì)算升溫時(shí)梁體所受軸向力： 即：N=αDtL/（Lg/EgAg+2∑Li/EiAi） α—————線膨脹系數(shù)，取10×10－6/℃； L、Lg、Li—分別為合攏段總長(zhǎng)（2m）、合攏口支撐型剛長(zhǎng)度（3m）、各段懸澆梁段長(zhǎng)度（4~4.5m）； Eg、Ei——分別為型鋼、混凝土的彈性模量，各取2×105、3.5×104N/㎜2； Ag、Ai—分別為型鋼、各梁段的平均截面積。 因?yàn)楹蠑n期很短，此間混凝土的徐變影響可忽略，則剛性支撐上所受壓力約等于N。由上文所述，梁體實(shí)測(cè)最高溫差為21℃，對(duì)本橋來說，由于其截面較大，溫度內(nèi)力N達(dá)到上千噸，如此大的力是一般的剛性支架無論從本身和連接都難以承受的，因此為了節(jié)省臨時(shí)工程費(fèi)用和施工方便，在合攏口鎖定后，立即釋放一側(cè)的固結(jié)約束，使梁一端在合攏口鎖定的連接下能沿支座自由伸縮。 2．3施工中的線形控制 在懸臂澆筑施工過程中由于結(jié)構(gòu)自重、施工荷載及預(yù)應(yīng)力的共同作用，每個(gè)懸臂端都要變形，同時(shí)混凝土收縮徐變也會(huì)使懸臂端變形，因此施工時(shí)要設(shè)置與這些變形方向相應(yīng)的預(yù)拱度： ⑴．實(shí)際立模高程=設(shè)計(jì)立模高程+預(yù)拱度+掛籃設(shè)備變形值 ⑵．預(yù)拱度=1/2靜活載撓度+恒載撓度值總和+預(yù)應(yīng)力張拉、收縮徐變撓度值 在實(shí)際施工過程中，要準(zhǔn)確地估算實(shí)際發(fā)生的撓度從而確定預(yù)拱度是非常困難的，因 為它與許多不確定的因素有關(guān)，如各節(jié)段混凝土之間材料性能、溫度、濕度及養(yǎng)護(hù)方面的差異，同時(shí)各節(jié)段施工周期也很難保持一致。因此本工程在確定實(shí)際立模高程的計(jì)算預(yù)拱度時(shí)不考慮上述不確定因素。經(jīng)計(jì)算，實(shí)際立模高程比設(shè)計(jì)立模高程提高約3cm。 在合攏段澆筑過程中對(duì)梁體高程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，定時(shí)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)差異及時(shí)調(diào)整，使合攏段兩側(cè)梁體高程偏差值控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)（±2cm）。 3結(jié)語(yǔ) 長(zhǎng)河大橋連續(xù)箱梁的合攏施工由于較深入細(xì)致地考慮了各種荷載和施工環(huán)境因素，使得主橋能順利合攏。合攏段混凝土質(zhì)量良好，合攏高差一般控制在2cm以內(nèi)，保證了梁體線形的連續(xù)性。 |
