连续钢构合拢段施工技术要点难点小结

连续钢构合拢段施工技术要点难点小结

王印

中铁建港航局集团岩土工程有限公司514443

摘要：连续钢构施工中，挂篮施工到最后阶段，也就是合拢段。是连续钢构全桥施工的关键。这一阶段的施工主要要点是：挂篮行走到位，准确安装合拢段吊架以及模板系统。施工技术难点是两侧线性控制准确，合理准确压重。

关键词：连续钢构；施工技术；合拢段

1工程简介及结构形成

桥梁在桩号K122+492处跨越省道S238，与省道S238交角为52°，平面分别位于A=612.3m的缓和曲线及R=1500m的左偏圆曲线上。左右幅单幅桥宽16.5m，全幅总宽34m。

1.1梁段划分

主桥上部结构采用（32+55+32）mPC连续刚构，共分为8种梁段，其中0#梁段为支架现浇，1~6#梁段采用挂篮悬臂现浇施工，7#梁段为合龙段，8#梁段为边跨现浇段（采用导梁施工）。箱梁纵向分块：0#梁段8m，6个悬浇段为3×4m＋3×3.5m，合龙段2.0m，边跨现浇段3.5m。

1.2结构尺寸

主梁采用C50砼。半幅桥宽16.5m，采用单箱双室箱形断面，其中箱宽11.5m，两侧翼缘板悬臂长2.5m。主梁根部梁高H根＝3.2m，跨中及边跨端部梁高H中＝1.85m，H根/L＝1/17.2，H中/L＝1/29.7。主梁梁高变化采用2次抛物线，变化范围为悬浇段末端至墩身外侧处。主梁腹板厚度0#块采用100cm；0#至3#梁段采用65cm，4#梁段为过渡段；5至7#梁段采用45cm，边跨现浇段范围内腹板由45cm过渡加厚至65cm。主梁底板厚度变化采用2次抛物线，由主梁根部50cm渐变到跨中25cm；主梁顶板厚0#块采用53cm，其余均采用28cm。箱梁自身旋转旋转，形成桥面横坡，腹板铅垂。

1.3预应力体系

主梁纵向顶板预应力钢束采用12和15股Φs15.2mm高强低松弛钢绞线，纵向腹板预应力钢束采用12股Φs15.2mm高强低松弛钢绞线；边跨底板采用12股Φs15.2mm高强低松弛钢绞线；中跨底板采用17股Φs15.2mm高强低松弛钢绞线。钢绞线抗拉强度标准值fpk＝1860MPa，钢束均采用两端张拉。顶板钢束布置以平弯线型为主，锚固端附近采用局部竖弯；腹板钢束布置在锚固端附近，局部采用竖弯；底板钢束采用平、竖弯结合布置。预应力管道均采用塑料波纹管，内径分别为Φ75、Φ90mm，采用真空压浆工艺灌浆。

2合拢段施工步骤

箱梁的合拢段施工是控制全桥受力状态和线型的关健工序。在合拢段施工过程中，由于受昼夜温度变化、新浇混凝土的凝固收缩、先浇混凝土的收缩与徐变、新浇混凝土的水化热、结构体系的变化以及施工荷载等等因素，对尚未达到强度的合拢段混凝土的质量均可能产生直接的影响，因此合拢顺序和工艺都必须严格控制。

下莲湖省道S238跨线桥共有6个合拢段，其中边跨合拢段4个，中跨合拢段2个，合拢段长度均为2m。根据设计“先边跨，后中跨”的原则，合拢顺序为：6#、7#墩边跨合拢→6#、7#墩中跨合拢。

2.1边跨合拢

当6#号块段和边跨现浇段施工完成后，即可进行边跨合拢。合拢段混凝土采用吊架进行施工，在合拢段施工前应将T构上不必要的施工荷载清除掉，一时无法清除的可移至0＃块上，使T构上的施工荷载处于相对平衡状态。移动T构两端挂蓝至0#块根部，挂蓝就位并锚固。合拢段施工工艺及要求如下：

（1）、模板就位并做初步调整，为保证混凝土浇注过程中合拢段始终处于相对稳定状态，应在现浇段端部及T构端部设水箱做平衡重，配重为合拢段混凝土重量的一半，配重加载时均应对称梁轴线进行。

（2）、配重加载完成后观察调整合拢段两则梁端标高、两侧模板标高并将外模系统准确就位。

（3）、锁定支架。采用千斤顶顶推主梁，焊好劲性骨架，锁定合拢段两侧。合拢段施工宜选择稳定的天气，温度宜控制在15±5℃。

（4）、绑扎合拢段钢筋，并安装预应力管道。

（5）、浇注合拢段混凝土。混凝土浇筑时，采用两侧对称分层进行。混凝土浇筑时，两端根据浇筑速度边浇筑边放水箱中的水，使两端的承重保持不变。

（6）、混凝土浇筑完成后，及时覆盖饱水养生。

（7）、待边跨合拢段梁段砼达到90%设计强度后，张拉边跨底板束。

2.2中跨合拢

待边跨合拢块施工完成后，拆除边跨和合拢段临时支架，然后进行中跨合拢块施工。吊架悬挂在已浇注成型的T构端头箱梁上，合拢方法为：

（1）、待边跨合拢块均施工完成后，安装合拢段吊架。

（2）、内外模采用方木、竹胶板组配。

（3）、合拢前设置的配重水箱，配重为合拢段混凝土重量的一半，根据合拢块砼的灌注速度同时进行合拢块端的水箱放水，砼灌注完成的同时将水箱配重水放完。

（4）、绑扎底板钢筋，安装纵向预应力管道，支立内顶模板，绑扎腹板及顶板钢筋。

（5）、焊接劲性骨架，完成合拢段锁定。

（6）、砼灌筑，灌筑的同时释放配重水箱的水。

（7）、砼养生期间，应尽量减小箱梁的日照温差，为此可采取覆盖悬臂梁或浇水等减小温差的措施。

（8）、砼养生不少于7天且达到设计强度的90%后方可张拉合拢段预应力钢束。

（9）、拆除模板及吊架，拆除全部挂篮。

2.3合拢段施工的注意事项

（1）、在合拢前对箱梁顶面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，观测合拢段在温度影响下的梁体长度变化。连续观测时间不少于48h，观测间隔根据温度变化和梁体构造而定，一般可间隔3h观测一次。

（2）、全桥必须同时均衡对称合拢，必须清除T构上不必要的施工荷载；T构上的施工荷载应处于相对平衡状态，合拢时也必须对称同步进行，避免在合拢段端部造成相对变形，产生“剪力差”变位，影响产生次内力和合拢精度。

（3）、合拢段采用既拉又撑的原则。刚性支撑锁定在梁体相对变形很小和温度变化幅度最小的时间区间内，对称、均衡、同步锁定。合拢块劲性骨架焊接要求迅速完成，并形成钢接。

（4）、劲性骨架焊接采用单面贴角焊，焊缝高度为8mm。焊接时，在预埋件周边砼上浇水降温，避免烧伤砼。钢接杆长度视合拢块长度、合拢状态时温度适当调整。

（5）、合拢段混凝土采用钢纤维砼，掺量≥45Kg/m3。合拢段砼浇注时间应选在日气温较低，温度变化幅度小的时间区内进行。合拢块施工时，温度应严格控制在15±5℃。加强砼在浇注时的振捣和浇注后的养护，防止出现早期裂缝。

（6）、钢筋加工、绑扎

对照图纸复核后绘出加工图，加工时同一类型的钢筋按先长后短的原则下料，钢筋用弯折机加工后与大样图核对，并据各钢筋所在部位的具体情况对细部尺寸和形状做适当调整。主钢筋连接采用电弧搭接焊结合直螺纹连接，焊接时Ⅰ级钢筋采用T422焊条，而对于Ⅱ级钢筋则必须采用T506以上电焊条。

钢筋加工钢筋允许偏差（以mm计）：

受力钢筋顺长度方向加工后的全长：±10

弯起钢筋各部分尺寸：±20

箍筋、螺旋筋各部分尺寸：±5

①钢筋的绑扎

普通钢筋即可采取挂篮内就地绑扎，对腹板和底板钢筋也可采用在地面预绑扎，用塔吊吊装就位的方案。

②埋置预埋件

埋置预埋件时，严格保证位置准确，当预埋件位置与普通钢筋位置发生冲突时。适当调整钢筋位置。

（7）、波纹管安装

全桥预应力管道均按照设计要求采用波纹管成孔，安装波纹管时如果管道与构造钢筋位置冲突时，适当移动构造钢筋，绝对保证预应力管道按设计位置定位，并采取加大定位钢筋直径，加密定位钢筋网片、网片与箱梁构造筋点焊牢固等措施，保证预应力管道位置在浇筑混凝土时不移动。

波纹管安装注意事项；

①在灌注混凝土前检查预应力管道的接头是否加连接紧密，管身是否完好，并在预应力管道内填充橡胶棒，在混凝土灌注过程中不得直接振捣预应力管道，以防其移动、破损、漏浆。

②纵向波纹管定位钢筋间距直线段间距不大于50cm，曲线段间距不大于25cm.

③在浇筑混凝土前必须在所以纵向波纹管内安装内衬管，而且必须伸入以浇混凝土内，腹板下弯束端部要固定，在浇筑混凝土过程中派专门人员来回抽动，发现漏浆现象及时清洗处理。

④垫板孔应填塞海绵，同时波纹管与模板间也需要填塞，以避免漏浆。

⑤腹板内波纹管安装完成后，内膜合模前，技术员必须亲自纵向波纹管安装情况，注意锚垫板、波纹管定位和接头是否合格。

⑥预应力筋定位要准确，间距要严格按照设计执行，纵向要成一条线，两外排精轧钢间距要按照设计要求（挂篮轨道锚固使用），要严格控制。

（8）、模板工程和预埋件

模板安装质量要求：模板标高根据设计院监测结果设置。挂篮各模板安装完毕后各部分尺寸的施工内容允许误差符合以下规定：

①标高：±10mm

②内部尺寸：+5mm，-0mm

③相邻两板面高低差：2mm

④表面平整度：5mm

⑤预埋件中心线位置：3mm

⑥预留孔洞中心位置：10mm

⑦预留孔洞截面内部尺寸：+10mm，-0mm

（9）、混凝土施工

①混凝土拌和

采用拌和站集中生产混凝土。砼生产前，向搅拌站提出砼供应计划（数量和连续生产时间），搅拌站按计划要求备够原材料，试验部门要对原材料的各项指标测试（材质、含水量）以调整施工配合比。

箱梁采用C50混凝土，要严格按施工规范要求配制，基本参数的确定，包括不同龄期的收缩和徐变系数、强度及弹性模量，作为预应力计算和施工控制的依据。试验室应严格按照有关规范进行取样，测定所需数据，应确保混凝土有良好的和易性、保水性、粘聚性。

②混凝土浇筑

连续箱梁砼浇筑，首先要做好配合比和原材料控制工作，砼浇筑施工按一次浇筑成型，做好相应的预控措施，严禁分两次浇筑施工。浇筑前后做好阶段模板控制措施，防止阶段分界处错台。局部出现错台，在移篮时应做好按顺处理。

按从待浇梁前段处往已浇梁段的顺序浇筑，先从顶板两侧往中间进行，然后浇筑翼板，从腹板往两侧浇筑。加强预应力筋锚固区以及其他钢筋密集部位的振捣，避免振动器碰撞预应力管道，预埋件、锚固端垫板等。

在进行砼浇筑前，应当在顶板上预留大小约100×120cm的预留孔，因为部分张拉端在箱梁箱室内的钢绞线要等到合拢段完成后再进行张拉，故应当在该阶段的顶板上预留空间，方便千斤顶等设备及工作人员进出箱梁内部。待到所有预应力束张拉封锚完成后，再焊接钢筋，将预留孔进行混凝土浇筑。

砼浇筑完成时，人工将梁段顶面收浆抹平，控制好横坡、平整度和顶板钢筋的保护层厚度，并及时对梁段顶面进行拉毛处理。

③混凝土振捣

梁体混凝土浇筑采用插入式振动棒振捣成型，以确保混凝土密实。

浇筑过程中注意加强箱梁端头、倒角以及钢筋密集部位的振捣，特别是内箱作业面小、条件差，重点加强转角、腹板与底板的交界面处的振捣及底板标高控制。

桥面板混凝土浇筑到设计标高后采用平板振动抹平机及时赶压、抹平，在混凝土初凝之前必须对桥面进行第二次收浆抹平以防裂纹，使桥面达到平整，排水通畅。抹面时严禁洒水，并防止过度操作影响表层混凝土质量。操作插入式振动棒时宜快插慢拔，垂直点振，不得平拉，不得漏振，谨防过振。

使用插入式振捣器振捣时，按下列方法进行：振捣棒不得在启动状态下放置于模板或钢筋上，不得将软轴插入到混凝土内部或使软轴折成硬弯。振动棒插入点布置应均匀排列，可采用“行列式”或“交错式”，按顺序移动，不应混用，以免造成混乱而发生漏振。

每次移动位置的距离应不大于振动器的作用半径的1.5倍。离模板边缘10cm，插入下层混凝土5～10cm，防止碰撞模板钢筋及预埋件；表面振捣器的移动距离以使振动平板覆盖已振实部分10cm为度。振动棒插入混凝土后，应上下移动变换位置，幅度为5-10cm，以利于排出混凝土中空气，振捣密实。

每插点应掌握好振捣时间，过短过长都不利，每点振捣时间一般为20-30s。待混凝土达到不再下沉，无显著气泡上升，顶面平坦一致，并开始浮现水泥浆，方可拔出振动棒。使用振动棒时，前手应该紧握在振动棒上端约50cm处，以控制插入点，后手扶正软轴，前后手相距40～50cm左右，使振动棒自然沉入混凝土内。

插入式振动器操作时，应做到“快插慢拔”。快插是为了防止混凝土表层先振实，而下层混凝土发生分层，离析现象。慢拔实为了使混凝土能填满振动棒抽出时形成得空隙，防止形成空洞。浇筑过程中注意加强倒角、交界面以及钢筋密集部位的振捣。

使用平板振捣器振捣时，在每一个位置上连续振捣25～40s。移动时应成排依次振捣前进，移动速度通常2～3m/min。前后位置和排间搭接应为3～5cm，防止漏振。

3结语

下莲湖跨线桥55m连续钢构施工队严格按照上述步骤施工，合理安排时间，在2015年4月25日完成边跨现浇段后，十天左右即完成边跨合拢段浇筑。按时高质的完成了全桥合拢段施工，为保障全线顺利贯通贡献了自己的力量。

参考文献：

[1]《汕头至湛江高速公路揭西大溪至博罗石坝段第5标段（K116+120～K124+912）两阶段施工图设计》。

[2]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）。

[3]《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》（JTGF80/1-2004）。