预杰力混凝土连续架桥合拢段施工工艺的实施和研究

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　　摘要：文章通过介绍滁河大桥主桥预应力合拢段施工工艺，阐述了预应力混凝土连续梁的合拢段施工中应加以注意的临时固结措施、体系转换和预应力施工等的施工工艺，并对其理论依据作了简要分析。
　　关键词：预应力混凝土连续梁；悬浇；合拢段；刚性接杆；预应力张拉
　　前言
　　由于预应力连续梁桥施工阶段和成桥运营阶段的受力较为接近的特点，大大节省了材料，发展了跨径。随着悬浇施工工艺的13臻成熟，主梁为无支架施工，不妨碍桥下交通及净空，加之成桥后主桥连续无缝，行车平顺等等优点，使这种结构桥梁在60m～150m跨径的范围内得到极为广泛的运用。悬浇预应力混凝土的合拢段施工是连续梁施工和连续梁体进行体系转换的关键环节，合拢段的施工必须满足合拢段混凝土的受力的设计要求，并采用适当的措施来控制合拢段混凝土的施工误差。本文通过阐述蚌宁路滁河特大桥的施工中对预应力连续梁桥的合拢段施工工艺的研究和实施，对合拢段施工中应注意的工艺从理论上进行了探讨，以加深对连续连续梁桥合拢段施工中关键工艺的正确理解，并在施工中予以足够的重视。
　　1工程简介
　　滁河特大桥全长3293.5m，主桥为6跨预应力变截面连续梁，引桥为5孔及6孔一联的30m先简支后连续的预应力混凝土连续小箱梁。主桥上部结构为六跨一联30m+4x50m+30m的260m预应力变截面连续梁，直腹板，采用单箱双室断面，单幅箱梁顶板宽度17m，底板宽度为12m，翼板悬臂长度为2.5m，梁根部梁高2.8m，跨中梁高1.6m，腹板厚度50cm，底板厚度25cm~50cm。箱梁高及底板厚度按二次抛物线变化，箱梁采用三向预应力结构，纵横向预应力均采用低松弛高强钢绞线。
　　2合拢段施工
　　2．1主桥连续梁合拢段及体系转换顺序
　　2．1．1转换顺序
　　合拢段施工方案既可以此逐孔合拢，也可以多孔一次合拢；既可以从一边按顺序合拢，也可以从两岸向中间对称进行合拢。本工程的合拢段的施工顺序是按照施工图设计进行，采用逐跨合拢，对称进行，即先合拢边跨，拆除边主墩的临时锚固，再合拢次边跨，拆除次边主墩的临时锚固，由两岸向中间纵向对称进行，直至中跨合拢(见图1)。
　　2．1．2具体步骤
　　①边跨现浇段和悬浇段之间合拢段进行临时锁定(采用梁体外联结构)，并张拉预应力束T6，以预压力来抵消两端因温度降低而缩短产生的拉力。
　　②浇筑边跨合拢段混凝土，合拢段混凝土达到张拉强度后张拉边跨顶板负弯矩束，再张拉正弯矩束。
　　③拆除边跨贝氏支架，解除16、20号墩顶临时锚固，锁定永久支座(纵向)，结构转换成单悬臂梁。
　　
　　图1主桥连续梁合拢段及体系转换顺序
　　④将次边跨合拢段临时锁定，张拉临时预应力束1、7，解除16、20号墩顶永久支座的锁定，浇筑次边跨合拢段混凝土。混凝土达到张拉强度后，按设计要求及时解除临时预应力柬1、7，张拉顶板负弯矩束，再张拉正弯矩束。
　　⑤拆除17、19号墩临时锚固，锁定永久支座(纵向)，结构转换成单悬臂的双孔连续梁。
　　⑥将两中跨合拢段临时锁定，张拉临时预应力柬，解除17、19号墩的永久支座的锁定，浇注混凝土，混凝土达到张拉强度
　　后解除临时预应力束1、7，张拉顶板负弯矩束，再张拉正弯矩束。
　　⑦按设计要求，依次对称张拉各跨的第二批连续预应力钢筋，形成六跨连续结构完成主跨的体系转换。张拉顺序应按先长柬后短柬、先顶板后底板再腹板、先边跨后次边跨依次到中跨的顺序。
　　2．2施工中应注意的要点
　　在合拢段施工的过程中，Fh于施工图中强调合拢段的临时劲性骨架必须每根钢接杆安排一台交流电焊机进行施工，在4h内快速完成，同时对焊接施工时的气温有明确要求，因此合拢期的时间较短，在合拢段一端的固结解除后，刚性支撑的力基本上等于温差产生的轴向力。而若合拢段两端支座的固结，且浇筑合拢段期间的温差较大，会使粱体产生数千吨的温度内力，使刚性支撑无法承受；而若浇筑后仍未解除合拢段两端的固结，会导致箱梁梁体受巨大的温度内力而导致梁体的破坏，从以下的计算公式可以得出，合拢段两端连接方式的不同会导致梁体不同的受力。
　　①当合拢口一端的固结约束取消后，合拢口支撑的受力由
　　下式得到，一般仅为数百吨。
　　
　　式中：N—梁体因温度所受的轴向力
　　Δt—升温系数
　　α—在两端约束的梁体中取钢筋与混凝土的线膨胀系数相等，均为1×10-4ι
　　l,lh,LR—分别为合拢跨总长及悬浇段长度和合拢段支撑的长度
　　EgEh—钢筋和混凝土的弹性模量，C50的Eh=35Gpa，取钢筋Eg=200Gpa
　　Ahi—箱梁的第i段平均截面积
　　Lhi—箱梁的第i段分段长度
　　假设本桥主跨合拢段按温差15℃、截面按平均值作计算，若两端固结，在梁体内会产生约3069t的内力(计算过程略)，远大于梁段自由伸缩对梁体及合拢段刚性支撑的仅数百吨的作用力。因此，按设计合拢顺序，及时调整合拢段两端的受力情况，对合拢段安全施工具有重要的作用。
　　2．3边跨合拢段施工工艺
　　边跨现浇段长4m，合拢段长2m，采用贝氏钢支架搭设支架现浇，现浇段支架采用100％荷载试压，消除支架塑性变形。
　　2-3．1临时锁定
　　边跨合拢段的现浇段的长度较小，仪4m。首先，采用在清晨的最低气温时合拢，但现浇段的预应力混凝土箱梁底模板和梁体混凝土之间的摩擦力，经计算不足以抵抗降温引起的收缩力。因此在考虑到采用一束12股的15．24钢绞线T6临时柬来抵消收缩力；其次，考虑到箱粱的竖向温差会使合拢段的梁截面产生挠度差以及角变位，应采用外刚性支撑抵抗合拢段的混凝土受弯(见图2)。
　　
　　边跨现浇段合拢段的混凝土，采用支架现浇进行施工。
　　2-3．2配重
　　由于边跨为支架现浇，支架经预压后变形较小，由于桥梁截面不大，箱梁顶底面温差对悬臂端产生的降温上翘和升温下挠值不做特殊考虑。为使现浇段和悬臂端的竖向变形与浇注后的相等，仅考虑避免合拢段混凝土重量产生竖向相对位移增加施工的附加应力。在浇注合拢段混凝土前。在悬臂端设置水箱注水调整施工荷载，水箱注水后重量设为50％合拢段混凝土重，并随着浇注采用不断放水的方法来进行调整。