关键词：刚构桥 吊挂支架 无压载临时锁定 边跨现浇 中跨合龙
1.工程概况
马过河特大桥全长756米，设计为单幅，桥跨布置为：4*30米结构连续T梁+（103+190+103）米连续刚构+（4*29+4*29）米结构连续T梁，桥面宽度12米，按照公路一级设计。
2.方案原理
此方案在保证结构稳定及施工质量的前提下对施工工艺进行优化，总体施工顺序为：6#主墩边跨现浇段桁架、模板搭设——6#主墩边跨现浇段钢筋、预应力等施工（达到浇筑条件）——两边箱梁（两个T）利用劲性骨架临时锁定（中跨合龙段）—— 6#主墩边跨现浇段、合龙段浇筑砼——5#主墩边跨现浇段、合龙段施工——解除中跨临时锁定——中跨劲性骨架重新焊接、中跨合龙，本施工工艺按照此思路编制。
跨中临时合龙方案的原理：本方案采取跨中临时合龙，主要基于控制桥梁线型。在临时合龙后，中跨临时合龙处变为刚性，可以限制两侧的边跨变形。而当边跨合龙后，边跨变为刚性，此时释放边跨现浇在跨中临时合龙段产生的应力，由于边跨现浇段合龙后为刚性，边跨直接受到支座约束，使跨中合龙口变形受到控制。在应力释放后，合龙状态可以很好控制。
3.施工方法
3.1边跨现浇段施工
边跨现浇段总长6.72米，设计砼方量115.1立方，梁高3.8米，现浇段离地面高度7#墩为80米，4#墩为35m，现浇段悬挑出盖梁近5m，所以无法搭设支架及安装牛腿。采用在4、7号墩盖梁上预埋锚锥挂牛腿，再在牛腿上布置卸荷砂箱，然后在砂箱和第22节段的挂篮前下横梁上安装5榀桁架做为整个现浇段的承重体系，桁架上放置工25主分配梁再放置槽14次分配梁，内外模均为悬浇箱梁模板，异型模板处采用组合钢模板拼装。
3.1-2 箱梁现浇段底模布置图
两个T墩间（中跨合龙段）先通过两边预埋的劲性骨架锁定，使其临时变为超静定结构。临时锁定目的：控制高程位移、轴线平面位移。
锁定流程：
a．边跨现浇段钢筋绑扎、预应力施工等达到浇筑条件；
b．在边跨现浇段砼浇筑之前，利用跨中两边22#节段预埋的劲性骨架将两个T墩临时锁定，锁定时温度与合龙段砼浇筑所要求的温度相同，控制在15—20℃之间进行；
c．在稳定状态下焊死劲性骨架的刚性杆与锚固杆之间的连接钢板，另外用【20型钢加斜撑(一共4条)增加劲性骨架的整体稳定性，合龙段的临时锁定完成。临时锁定的作用是保证两边T构变形一致，从而保证高差相同，临时锁定结构图详见图3.1-3。
3.1-3 中跨劲性骨架临时锁定结构示意图
d．跨中采用劲性骨架临时锁定的理论计算（采用迈达斯建模进行），验证采用此临时锁定是否满足受力要求：
①荷载取值：边跨现浇段总方量115.1m³，端头2m范围内由盖梁承重51.76m³，剩余体积63.34m³，剩余体积分为两部分：一由盖梁上牛腿承担，二由挂篮前下横梁承担，故只有31.67m³重量传递到中跨，加上边跨合龙段23.4/2（m³）传递到中跨临时锁定，再加模板、支架、人员、器具等的重量20t，箱梁边跨共计承受128.4t重量。
②应力验算：利用迈达斯桥梁建模计算，临时锁定利用劲性骨架双【40作为平联，单【20作为斜撑进行建模，计算结果见图3.1-4、3.1-5。
计算结果：图中箱梁左端为跨中临时锁定，取为固结，墩身根部取为固结，箱梁右端承受重量128.4t，通过反力查看传递到跨中临时锁定Fx=20.7t，Fz=78.4t。通过建模计算查看单元应力，最大应力为56.9MP，安全系数为4.13。
最终结论：临时锁定选用双【40、单【20型钢足够承受由边跨现浇和边跨合龙在中跨临时锁定处产生的反力。6#主墩边跨现浇段、合龙段完成以后，采用相同的施工工艺进行5#主墩边跨现浇段、合龙段的施工。
3.2边跨合龙段施工
边跨合龙段长2米，梁高3.8米，设计砼方量为23.4立方，施工时在现浇段的底模桁架平台上再铺设合龙段底模，然后在15-20℃的条件下顶紧、焊接边跨合龙段劲形骨架，再接着通过外模滑梁将外模就位，接着施工底板、腹板钢筋和预应力系统，然后利用内模滑梁将内模就位，接着施工顶板钢筋和预应力系统，然后加固内外模，内、外模加固方式同现浇段一样，最后在15-20℃的条件下浇注边跨合龙段的砼。
3.3中跨合龙段施工
中跨合龙段长2米，梁高3.8米，砼设计方量为23.4立方。
3.3.1施工流程
图3.3.2-1 中跨合龙段布置图
4. 施工中测量最主要控制点
测量复测四个22#节段的几个重要时间点：①两个T墩22#节段浇筑及预应力张拉完成后；②边跨现浇段模板、钢筋绑扎完成后；③边跨现浇段砼浇筑完成后；④边跨合龙段钢筋绑扎及砼浇筑完成后；⑤中跨劲性骨架临时锁定解除前、后标高变化；⑥中跨合龙段钢筋绑扎、砼浇筑完成后；⑦合龙束钢绞线张拉后标高变化。测量着重记录7个时间点的标高变化，若变化较大则分析产生的原因及研究采取调整措施。
5.成果汇总
5.1设计院建模计算变形及弯矩理论数据
图5.2-1测量部位示意图
注：
①A—6#墩边跨22#节段，B—6#墩中跨22#节段，C—5#墩中跨22#节段，D—5#墩边跨22#节段
②荷载1—6#墩边跨现浇段重量，荷载2—6#墩边跨合龙段重量，荷载3—5#墩边跨现浇段重量，荷载4—5#墩边跨合龙段重量，荷载5—中跨合龙段重量
5.3现场标高实测数据分析及结论
数据分析：
1. 第一步6#墩边跨现浇段浇筑后，即荷载1施加后，A点下挠26mm，B、C两点上挠22mm，D点未动；
2. 第二步6#墩边跨合龙段浇筑后，即荷载2施加后，A点下挠8mm，B、C两点上挠3mm，D点未动；
3. 第三步5#墩边跨现浇段浇筑后，即荷载3施加后，D点下挠21mm，B、C两点上挠8mm，A点未动；
4. 第四步5#墩边跨合龙段浇筑后，即荷载4施加后，D点下挠22mm，B、C两点上挠18mm，A点下挠5mm；
5. 第五步中跨临时锁定解除后，B、C两点下挠11mm；
6. 第六步中跨合龙段浇筑后，即荷载5施加后，B、C两点下挠30mm，A、D两点上挠5mm。
数据分析结论：
1. B、C两点每次抬升或下挠同步，说明临时锁定的劲性骨架有足够刚度，起到传递应力、变形作用；
2. 边跨现浇到边跨合龙的三天时间内，四个测点都会发生少量的变形回位，说明由边跨现浇段产生不均衡荷载引起的变形随时间发生应力传递和释放；
3. 一侧边跨现浇及合龙荷载在通过传递后，对另一侧边跨变形基本消耗完；
4. 中跨临时锁定解除后B、C点变动11mm， 说明临时锁定对边跨现浇、合龙的不平衡荷载施加起到预想的限位作用，对线形控制非常有利。
5.4监控单位箱梁主要节段应力监测汇总及分析
5.4.1主要监测断面及传感器布置位置示意图
图5.4.1-4主梁跨中截面应力测点布置图
注：A-A断面到K-K断面共计11个断面11组监测传感器。
5.4.2应力数据收集整理及分析结论
数据分析结果：通过箱梁各节段内传感器读数分析，成桥后实测应力值与理论值基本吻合，说明本施工工艺对箱梁内力影响很小，成桥线形及内力完全在可控范围内。
6.本施工工艺应用情况及市场前景预测
桥梁边跨现浇段及合龙段施工为桥梁施工过程中的难点及关键部分，传统桥梁施工中边跨现浇段采用搭设支架或安装牛腿的方法进行；合龙段采用预加载，浇筑砼过程中同步卸荷进行，施工过程极为繁琐且浪费大量时间、人力、物力，作业难度大，劳动强度高，一直纠结于成桥线形和浇筑重量的平衡。
本方案打破常规的压载平衡思路，化繁为简，采取边跨吊挂支架现浇及中跨临时锁定合龙技术，先控制线形再控制内力的办法，调整工序程序，合理利用体系的转换，充分利用结构受力转换体系的顺序，本施工工艺在马过河特大桥成功运用，合龙后无论线形还是内力均满足要求。
该施工工艺有很好的适用性，适合于墩身过高和有短边跨现浇段的桥梁施工，比传统的桥梁施工有很大优势，具有很高的推广和借鉴价值。
参考文献
[1] 交通部.JTG D60-2004.《公路桥涵设计通用规范》.北京:人民交通出版社,2004.
[2] 交通部.JTG/T F50-2011.《公路桥涵施工技术规范》.北京:人民交通出版社,2011.
[3] 交通部.JTG F80/1-2004.《公路工程质量检验评定标准》.北京:人民交通出版社,2005.
[4] 范立础.桥梁工程（上、下册）第二版.北京:人民交通出版社,1993.
论文作者:李微1, 杨俐2, 郭鑫3
论文发表刊物:《科技中国》2018年4期
论文发表时间:2018/8/10
标签：现浇论文; 荷载论文; 骨架论文; 应力论文; 桥梁论文; 支架论文; 重量论文; 《科技中国》2018年4期论文;