摘要：响水箐2号大桥上部结构为现浇的预应力箱梁，单幅的桥宽为16.5m，桥梁的结构形式为：（2×30）m连续小箱梁+（73+130+73）m连续刚构+（3×30）m连续小箱梁。连续刚构桥梁合龙是桥梁施工最重要的工序，桥梁的顺利合龙意味着桥梁施工的主要工作已取得成功。在连续刚构桥梁合龙过程中，对合龙温度、顶推力大小、顶推位移量、劲性骨架的锁定与解除时间等参数的确定，是连续刚构桥梁合龙施工的关键，这对桥梁后期运营过程中的温度变化和混凝土收缩徐变等产生的次应力大小和下挠有重要的影响。
关键词：连续刚构；合龙；桥梁；顶推力；压重；劲性骨架
1 工程概况
响水箐2号大桥位于云南省某高速公路，主桥的跨径形式为73m+130m+73m连续刚构，上部结构形式为现浇的预应力箱梁，共有15块悬臂浇筑节段，单幅桥梁宽度16.5m。桥址区属侵蚀~溶蚀低中山地貌，桥址区上游为竹箐河水库，下游沟内竹箐河，地表水体较为发育。桥梁所在区域历年的平均气温在15~20℃之间，12月~1月最冷，历年的平均气温为6.5℃，桥梁合龙时间为12月底，夜晚气温较低，为5~10℃。桥梁合龙前，右幅3#墩和右幅4#墩的边跨合龙误差分别为8mm和7mm，中跨的合龙误差为4mm，误差均小于10mm，满足规范不超过20mm的要求。
2 合龙温度的确定
桥梁合龙施工是在12月下旬进行的，施工的顺序为先进行3#墩的边跨合龙，然后4#墩的边跨合龙，最后中跨合龙。边跨合龙施工前，对气温进行连续测定，其中最低温为5~8℃，为凌晨2点至5点。为了保证混凝土浇筑完成后不产生温度收缩裂缝，选择在当天最低温进行合龙段浇筑，并在混凝土中掺加微膨胀剂，混凝土浇筑完成后，在温度上升和微膨胀剂的作用下，混凝土会发生一定的膨胀，产生压应力，充分发挥了混凝土抗压强度高的优势，有利于混凝土受力条件。
表1 桥位区域12月下旬日平均气温
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3 顶推力的温度补偿修正
响水箐2号大桥设计的合龙温度为15~20℃，高于实际的环境温度，设计的顶推力大小为800kN，墩顶顶推位移为37mm，采用位移量和顶推力双控。由于实际合龙的气温低于设计合龙的气温，根据设计合龙温度（15℃~20℃）与实际合龙温度（5℃~10℃）差异，需要对顶推力进行温度补偿修正[1]。采用Midas Civil 2015进行计算分析，根据分析结果，成桥以后，在混凝土收缩徐变作用下或温度降低时，墩柱会向中跨侧微倾斜，导致桥梁下挠，顶推力就是为了在一定程度上补偿后期混凝土收缩徐变和环境温度变化引起的次内力和变形，减少桥梁后期的下挠量[2]。如果桥梁实际合龙的温度低于设计温度，温度升高时，墩柱就会向边跨侧微倾斜，有利于消除桥梁次应力，所以，在低温下顶推力应小于设计温度下的顶推力[3]。根据温度补偿的计算结果，在5℃~10℃气温条件下合龙，采用720kN顶推力和27mm的0#块顶部纵向位移进行双控，实际施工过程中，在中跨侧箱梁腹板中上部两侧各设置一台100吨的千斤顶，采用25%→50%→75%→100%四级加载，每级加载保持15分钟，加载至720kN，0#块顶部纵向位移量为16mm，停止加载并锁定劲性骨架，实际顶推力为720kN。
4 平衡重及压重
合龙段重量为702kN，边跨及中跨合龙段的平衡重均采用1/2合龙段重量，即351kN。边跨浇筑合龙段前，在边跨侧和中跨侧悬臂端部均设置351kN的水箱荷载，在浇筑合龙段混凝土的时候，打开3个水箱阀门，对平衡重进行等重卸载，保证在浇筑过程中桥梁不产生竖向位移。
在中跨合龙段浇筑前，除了需要设置平衡重以外，还需要在中跨侧悬臂端部施加600kN的压重。中跨合龙段模板是用挂篮固定的，为了保证施工的空间，将中跨侧其中一个挂篮后移1个节段，另一个挂篮移至15#节段端部固定。每个挂篮重量约为600kN，可将中跨悬臂端位置的挂篮作为中跨悬臂端压重，但需在挂篮后移侧悬臂端部增加93kN压重，保证合龙段两侧力矩平衡。
施工过程中，桥面堆有卷扬机、钢绞线、注浆机等临时荷载，在合龙施工前，应尽量减小临时荷载的作用，对于必须留在桥面的临时荷载，尽量堆放在墩柱顶部0#块上，并保证T构两侧力矩平衡。
5 释放顶推力
释放顶推力及解除劲性骨架，解除劲性骨架时间的确定，将会直接影响桥梁的受力状况。如果解除劲性骨架过早，可能会导致中跨两侧墩柱回位，合龙段混凝土受拉开裂。相反，在预应力钢束全部张拉完成后再解除劲性骨架约束，会导致预应力的损失较大。为了保证在最佳时机解除劲性骨架，在劲性骨架锁定前，可在劲性骨架表面张贴应变片，顶推到位并锁定劲性骨架后，开始对称每张拉两束预应力钢束，量测相应劲性骨架应变，当张拉后劲性骨架应变最小时，即可解除相应劲性骨架约束。在某桥解除劲性骨架约束的工序中，由于考虑施工成本，未采用张贴应变片的方式，而是通过Midas Civil 2015软件计算得出，当对称张拉顶板束和底板束各两束时，箱梁顶、底板混凝土应力均达到最小，可在此时释放顶推力。
6 总结
桥梁悬臂浇筑的过程中，线型和控制断面的应力应变都满足规范要求，合龙误差均小于10mm，满足不超过20mm的要求。桥梁合龙前严格控制桥面临时荷载的分布，并严格设置平衡重及压重等，合龙施工选择在当天最低气温时间段进行，根据上述关键参数的控制，桥梁顺利进行合龙。在合龙段预应力钢束张拉完成后，边跨和中跨合龙段分别向上起拱16mm和42mm，成桥后桥梁线型顺畅，在箱梁的顶板、腹板和底板均未发现裂缝。
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图7.1 桥梁实际成桥预拱度（铺装前）与理论值比较
参考文献：
[1]陶路.290m空腹式连续刚构桥梁合龙技术.交通科技，2015.
[2]詹建辉，陈卉.特大跨度连续刚构主梁下挠及箱梁裂缝成因分析[J].中外公路，2013.
[3]段永灿.大跨径连续刚构桥合龙顶推力研究.河南科学，2015.
论文作者:杨小琥
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
标签：桥梁论文; 推力论文; 骨架论文; 温度论文; 混凝土论文; 挂篮论文; 悬臂论文; 《基层建设》2019年第30期论文;