鱼洞长江大桥二期工程主桥15号T构合龙技术

温秉银

【摘 要】Closure construction of cantilevered concreting bridge is a critical process, because if the hanging basket is too heavy or over the allowable closure weight during the closure construction progress, the bottom mold and hanger should be redone. According to site conditions and design requirements, after discussion and demonstration with bridge experts, it is finally decided to adopt the bottom mold of the original hanging basket and convert the brace of main truss in the process of closure construction, which guarantee not only the design requirements, and also the work efficiency and fund saving, as well as good social and economic benefits.%悬灌桥的合龙施工是桥梁施工的一道关键工序，在合龙施工过程中往往因为挂篮重量太大，超过设计容许的合龙重量，不得不重新制作底模及底模吊架。根据现场情况和设计要求，在本桥合龙段施工中，经过与各桥梁专家多方研讨和论证，最后决定采用原挂篮的底模，对主构架吊带进行转换，这样既保证了设计要求又提高了工效、节约了资金，取得了良好的社会效益和经济效益。 【期刊名称】《铁道建筑技术》 【年(卷),期】2011(000)011 【总页数】5页(P68-72) 【关键词】悬灌桥;合龙;挂篮 【作 者】温秉银

【作者单位】中国铁建二十三局集团有限公司,成都610072 【正文语种】中 文 【中图分类】U448.231 1 概述

重庆鱼洞长江大桥正桥工程，起于大渡口区建胜水厂西侧，跨越长江后上穿巴南区滨江路，止于鱼洞绢纺厂东侧，起讫里程K23+384.12～K24+925.72，全长1 541.6 m，桥跨布置为12×40连续箱梁(北岸引桥)+145.32+2×260+145.32(主桥连续刚构)+6×40连续箱梁(南岸引桥)。横桥向为并列双幅桥，每幅桥均为单箱双室箱梁。单幅箱梁顶板宽20.3 m，底板宽12.9 m，根部梁高15.1 m，跨中梁高4.6 m。全桥布置双向六车道和两个轻轨车道。上游幅桥已建成通车，下游幅桥主桥悬灌梁段也已完成，进入主桥合龙准备阶段，笔者针对如何保证大桥的顺利合龙以及前吊带的转换等问题，进行了阐述和总结归纳，以便为其他类似工程施工起到借鉴和参考。 2 施工工艺流程 2.1 中跨合龙段施工

中跨合龙段砼54.8 m3一次浇筑成型，设计要求:合龙时合龙段附加载重总重量最大不得超过70 t，目前挂篮系统带模板等重量是180 t，我项目部计划先拆除挂篮系统及行走轨道140 t，然后利用挂篮底模及侧模吊架作为合龙段施工模板进行施工;同时挂篮底模及侧模移至合龙段另一端，形成合龙吊架完成模板施工;然后再采用焊接劲性骨架及张拉钢束进行合龙口的锁定，浇筑完砼并张拉部分永久束后解除锁定(内模及横隔板模板采用脚手架木模结构)，从而完成合龙工序，具体施工步骤如图1所示。

图1 中跨合龙段施工工艺流程 2.1.1 挂篮底模及侧模吊架安装

(1)29号段砼浇筑完且预应力施工完成后，拆除内模、内滑梁、后悬吊等，将挂篮各个系统至于走行状态。

(2)挂篮按正常行走移动到14号T构29号段梁端，使挂篮前吊带紧靠14号T构29号段梁体，在底模架上接长既有模板分配梁和模板至14号T构29号段梁体下并伸入梁底15 cm。

(3)将侧模板悬吊在混凝土箱梁的顶板上，拆除侧模吊梁的前悬吊，侧模吊梁前端放在侧模桁架的横梁上，后悬吊还悬挂在吊轮上。

(4)将导链一端锚固在侧模吊梁的后端，一端固定在侧模板上，将侧模吊梁前移至指定位置，将前吊点悬吊在29号梁段顶板上;解除侧模板悬吊在混凝土箱梁顶板的吊杆，使之悬挂在侧模吊梁上，走行侧模至指定位置，并替换侧模吊梁的后悬吊;安装边前吊带。由于侧模前移时，前边吊带和底模前横梁会与侧模板冲突，需要根据情况割除部分侧模板。 (5)替换主构架

①替换主构架材料内滑梁的力学检算

计划利用已经拆除的内滑梁截成6根4 m长的纵梁放置在桥面上，作为前吊带转换后使用的纵梁，关键是使用的纵梁能否承载底模以及合龙段砼的重量，现检算如下。

根据挂篮设计资料，底模前横梁吊带的拉力为:

计入底模架自重和底模自重，底模架自重是40 t，前后横梁各分配20 t，则前横梁吊带的拉力总的需要增加20 t，中间吊带每根增加6 t，依次两边各增加3 t和1 t。则前吊带的拉力如下:

模板前吊带的位置布置如下:

对于混凝土梁段荷载对模板纵梁的作用力，按照模板纵梁中点受力计算，这样前吊带计算出来的力比实际略微偏大，属于保守简化计算。另外模板的模板重量按40 t计算，则吊带由于模板拉力是5 t。

由上图可以看出，分析纵梁的受力情况就可以知道转换纵梁是否安全。

由于是两个千斤顶在纵梁上分别承担吊带传来的重力，所以采用跨间等间距布置两个相等的集中荷载下的最大挠度计算公式进行计算，计算公式如下:

式中:Ymax—挠度值，mm; P—各个集中荷载值之和，kN;

E—钢的弹性模量，对于工程用结构钢，E=210×109N/mm2; I—钢的截面惯矩，可在型钢表中查得，mm4。 经查表得纵梁截面惯性矩Iy=198 764 459 mm4 计算Ymax=6.81P×I3/(48×E×I)=6.81×50×198 764 4593/(384×210×109×198 764 459)=1.3(mm) 可以看出，经计算挠度值为1.3 mm，符合设计要求。 ②替换主构架

调整前吊带高度，使前吊带从纵梁中间穿过;纵梁上置两个千斤顶，千斤顶上置吊带梁，用钢销穿过吊带梁与前吊带联结;用千斤顶调整底模高度，逐根替换前上横梁吊带，直至6根吊带全部替换。

(6)根据现场情况调整底模板，整个合龙段吊模架已经安装就位，安装就位后每个吊带与砼接触面用3 mm厚钢板做成长方形套筒套在吊带上，以便于吊带的拆除;

完成以上工序后，便可以进行钢筋混凝土其他工序的施工。 2.1.2 等效配重

中跨合龙段砼重量为:2.6×54.8=142 t，在合龙中跨时，为使各悬臂在砼浇筑过程始终处于相对稳定和平衡状态，需进行等效配重，并随着砼的浇筑速度等效卸载配重。等效配重按等弯矩设置，工序在劲性骨架锁定之前。配重各为合龙段砼一半重量，配置中心位置为28号段，配重 N=71×(129.5/121.5)=76 t。合龙段两侧各按照四个水箱分配，则每个水箱的体积为19 m3，每个水箱体积计划为:长6 m、宽3.5 m、高1.3 m。等效卸载时，每浇筑1 m3合龙砼，放水2.78 t。为使15号T构两端基本平衡，在合龙中跨时，在边跨侧的悬臂上配置20 t水箱2个，该水箱在中跨合龙段砼浇筑3 d后卸载。等效配重与平衡计算见图2及表1。 图2 等效配重

表1 平衡计算序号 项目名称弯矩15号北端 15号南端平衡弯矩 备注1 挂篮与底模吊架 40 t×109 m=4 360 t·m 55 t×130 m=7 150 t·m 150 t×123.25 m=18 525 t·m 15号南端挂篮内模系统全部拆除拉走，底外模系统兼做合龙段2 齿块 多18个齿块3 390 t·m 略4 360+7 150+3 390+9 234)-(18 525+3 270)=2 339 tm＜允许值7 500 tm(29号段底板)模板系统15号南端2个水箱北端4个3 配重水箱 76 t×121.5 m=9 234 t·m 30 t×109 m=3 270 t·m 水箱 2.1.3 顶梁与合龙锁定

顶梁前先进行水箱配重，顶梁时采用2台YCW650B千斤顶。在梁段两边幅板翼缘根部，各预埋一块450×450×20的钢板，接力短柱利用挂篮内吊梁进行单端封口加工，长度取132 cm，未封口端焊接在梁段钢板上，封口端与千斤顶接触。如图3所示。

选择气温相对平稳三天中的第二天，用两台千斤顶同步作业，总顶力400 t，对应顶开距离40 mm。实施按总顶力的20%、50%、80%、90%、100%五级进行，

每级完毕暂停10 min，进行量测，正常后继续顶下一级，直至顶力与顶开距离大致吻合。

顶梁结束后，快速进行合龙锁定。锁定用劲性骨架如图4所示，水平方向无交叉杆，仅在竖直面上有交叉杆。 图3 顶梁短柱及千斤顶布设 图4 劲性骨架锁定布设

合龙束力值为，4束 L2-25 t/束、2束 Z1a-25 t/束、2 束 Z1c-25 t/束。 2.1.4 钢筋绑扎、预应力筋安装

为节约合龙段施工时间，钢筋一端用直螺纹套筒提前连接，另一端待锁定后采用搭接焊快速施工。预应力在中跨合龙段截面共有底板40束。其中，底板四束Z1提前穿好预应力筋，其余均把波纹管提前埋设好。 2.1.5 模板施工

箱体内模板采用木模加工，并设横竖顶撑，内模上顶板用精轧螺纹钢悬吊在顶板纵梁上。 2.1.6 砼浇筑

选择气温相对平稳时两中跨合龙段对称浇筑砼，同步浇筑横隔板时，正上方钢筋间距暂做调整以满足砼泵管下料，待施工至顶板时，再调整钢筋回位。随着砼浇筑量，同步将水箱内的水等效卸载。 2.1.7 预应力施工

砼强度经养护达到设计强度的90%以上时，先张拉竖向、横向预应力束，再张拉纵向底板束Z1、3、5、7、9和L2到设计值的80%，拆除劲性骨架，然后补张拉 Z1、3、5、7、9和 L2到设计值的100%压浆，当浆体强度达到90%以上时，再张拉 Z2、4、6、8、10到设计值的100%，压浆锚固。 2.1.8 压浆与封端

张拉完成即可进行孔道压浆，压浆时由低端压注高端出浆。封端主要是底板齿块和顶板倒齿块，按照设计立模浇筑砼。 2.1.9 中跨合龙施工安全质量措施

(1)挂篮行走前吊带转换时，操作工人要佩戴好安全帽和安全带，安全带要挂于可靠处。

(2)顶梁前即进行等效配重，配重期间要派专人看管，防止水泄漏造成梁体不平衡。 (3)顶梁作业统一指挥，千斤顶加力要对称同步，同时由专人认真量测左右翼缘顶开距离，确保梁体轴线不偏斜。

(4)锁定工作宜快速进行，劲性骨架的焊接需要外请技术过硬的专业焊工4人同时施焊。同时一些如钢筋、模板、预应力孔道部分工序可提前展开。

(5)砼浇筑宜选择3个连续阴雨天或气温相对稳定的3 d进行，此时，对合龙质量较好。同时两合龙段砼要对称浇筑，浇筑中要安排专人做好等效卸载工作。 (6)砼浇筑后要专人养护，养生期间砼不得出现干湿交替现象。 2.2 边跨合龙段施工

边跨合龙段长3.5 m，砼91.7 m3一次浇筑成型(见图5)，施工时模板系统与中跨合龙段相同，不再叙述。 2.2.1 合龙前锁定

边跨合龙的重点在于气温相对稳定、快速锁定和及时浇筑砼。

在合龙前把等效配重水箱以及劲性骨架提前就位等待，并连续一周进行梁段挠度变化观测，关注天气预报，选择三个连续阴雨天或气温想对稳定的三天，在第二天快速锁定，在第三天浇筑砼。施工时模板系统与中跨合龙段相同。

(1)合龙前的测量。对全桥轴线进行联测，连续观察气温变化及日照影响下T梁悬臂端箱顶标高变化以及梁长变化，连续观察三天，每天至少三次并做好记录。 (2)合龙前的现场准备。清除桥面多余荷载、配重水箱就位，等待加水;劲性骨架预

吊就位，并预知一周内天气变化。 图5 边跨合龙段施工工艺流程

(3)等效配载。边跨合龙段砼91.7 m3一次浇筑重量238 t，悬臂端承受一半即119 t，配重中心位置设在30-30’则配重G=119 t×(137.75/129)=127 t。如按6×3.3×1.3设置则需5个。中跨合龙时有6个水箱，形式相同，可以使用。另外再加工4个水箱，以确保配重。

(4)合龙锁定。条件成熟快速焊接劲性骨架并及时进行合龙束张拉。

①劲性骨架焊接。锁定用劲性骨架如图6所示，水平方向无交叉杆，仅在竖直面上有交叉杆。

图6 边跨合龙段劲性骨架布设

②合龙束张拉。合龙束L1、B6预应力为每束预张拉25 t。 2.2.2 钢筋、模板施工

为节约时间，纵向钢筋一端采用套筒连接一端采用搭接焊，快速完成钢筋焊接。 2.2.3 砼浇筑

采用一台汽车泵直接浇筑，随着砼浇筑量，同步将水箱内的水等效卸载。为避免新浇砼存在受拉趋势，砼浇筑完毕时间选在临晨结束。并在强度增长期不间断进行养护。

2.2.4 预应力施工

砼强度经养护达到设计强度的90%以上时，先张拉竖向和横向束，再张拉L1和B6、5、2底板束

到80%，拆除劲性骨架，L1束压浆，补张拉纵向底板束B6、5、2到设计值100%压浆，待浆体强度达到90%以上后，张拉纵向底板束B4、3、1到100%压浆。 2.2.5 封端

封端主要是底板齿块和顶板倒齿块以及36-36’截面，按照设计立模、绑扎钢筋、

浇筑砼。

2.2.6 边跨合龙施工安全质量措施

(1)挂篮走行前吊带转换，操作工人要佩戴好安全帽和安全带，安全带要挂于可靠处。

(2)为增大翼缘板承载力，承受合龙翼缘板重梁的区域，先进行横向预应力施工。 (3)等效配重期间要派专人看管，防止水的泄漏。

(4)锁定工作宜快速进行，劲性骨架的焊接需要外请技术过硬的专业焊工4人同时施焊。同时一些如钢筋、模板、预应力孔道部分工序可提前展开。

(5)砼浇筑宜选择3个连续阴雨天进行，此时气温相对稳定，可以保证合龙施工质量。同时两边合龙段砼要对称浇筑，浇筑中要安排专人做好等效卸载工作。 (6)砼浇筑后要专人养护，养生期砼不得出现干湿交替现象。 3 结束语

使用原挂篮的底模，对主构架吊带进行转换的施工方法，经过对鱼洞长江大桥合龙施工的全过程监控，此种方法合理、安全，既提高了工效又节约了资金，取得了良好的社会效益和经济效益。