奇龍大橋主跨合龍施工技術(shù)

(四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司公路隧道分公司)

奇龍大橋主跨合龍施工技術(shù)

唐 勇

(四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司公路隧道分公司)

奇龍大橋?yàn)榭鐝讲贾?6+69+260=395m獨(dú)塔空間雙索面混合梁斜拉橋，主跨鋼梁采用雙邊箱正交異性板箱梁，梁寬40.5m，合龍段長(zhǎng)12m，重260t，采用兩臺(tái)橋面吊機(jī)抬吊施工。該橋主跨合龍段采用無(wú)溫度效應(yīng)單縫合龍施工方案，通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法結(jié)合多方面因素進(jìn)行綜合考慮，精確計(jì)算合龍段長(zhǎng)度，將合龍段在工廠進(jìn)行精確匹配預(yù)制，設(shè)置頂推調(diào)整合龍口寬度，通過(guò)水袋配重動(dòng)態(tài)調(diào)整標(biāo)高及減小合龍縫附加應(yīng)力，采用逐縫調(diào)整合龍縫寬度的方法對(duì)合龍段進(jìn)行調(diào)整，最終順利實(shí)現(xiàn)主跨的高精度合龍。實(shí)踐證明，采用該合龍施工技術(shù)從根本上消除了溫度效應(yīng)，簡(jiǎn)化合龍段施工任務(wù)，提高合龍施工精度和質(zhì)量。

混合梁；斜拉橋；合龍；頂推；配重

1 工程概況

奇龍大橋?yàn)橹骺?60m的混合梁斜拉橋，跨徑布置為66+69+260m，采用塔梁固結(jié)體系。主梁由主跨鋼箱梁和邊跨混凝土箱梁組成，主梁的鋼-混結(jié)合段設(shè)置在距PM3主墩以東13m處的主跨側(cè)，結(jié)合面以東為鋼箱梁，鋼箱梁長(zhǎng)247m,主梁高3.5m、寬40.5m。主跨鋼梁共劃分22個(gè)梁段，標(biāo)準(zhǔn)梁段長(zhǎng)12m，主跨合龍段長(zhǎng)12m、重260t。主塔為菱形橋塔，塔高142m，共設(shè)20對(duì)斜拉索,拉索采用低松弛高強(qiáng)度平行鋼絲，最大索力達(dá)5655.7KN，最長(zhǎng)達(dá)271.8m。該橋鋼箱梁兩岸支架M1-M6及M16-M22節(jié)段采用浮吊直接起吊放至落地支架后通過(guò)牽引到相應(yīng)位置進(jìn)行安裝，跨河段采用橋面吊機(jī)懸臂拼裝施工，混凝土箱梁采用在預(yù)制管樁基礎(chǔ)上搭設(shè)鋼管支架施工，全橋采用標(biāo)高索力雙控進(jìn)行施工控制。主跨合龍段采用2臺(tái)橋面吊機(jī)抬吊施工，主跨合龍是全橋施工控制的關(guān)鍵工序。

2 合龍方案

斜拉橋傳統(tǒng)的溫度配切法施工，合龍口寬度不能調(diào)節(jié)，當(dāng)溫度變化較大時(shí)，合龍段難以嵌入合龍口，另外合龍段在現(xiàn)場(chǎng)配切，幾何尺寸精度難以保證，從而影響到合龍段的施工質(zhì)量。

為克服溫度合龍的缺點(diǎn)，通過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及多方論證并結(jié)合以往橋梁施工經(jīng)驗(yàn)，奇龍大橋采用無(wú)溫度效應(yīng)單縫合龍的施工方案。具體思路為： 整體對(duì)M16-M22梁段進(jìn)行縱向頂推，保證合龍口能滿足M15合龍段采取傳統(tǒng)節(jié)段懸臂起吊，就位后進(jìn)行M14-M15梁段H14環(huán)縫焊接，H14環(huán)縫焊接完成后再反向頂推M22-M16梁段至滿足要求的縫寬后進(jìn)行M15-M16梁段H15環(huán)縫焊接完成合龍。

圖1 奇龍大橋總體布置圖（單位：m）

3 關(guān)鍵合龍技術(shù)

3.1線型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集

為使M15節(jié)段配切長(zhǎng)度準(zhǔn)確，吊裝后主橋線型與監(jiān)控預(yù)期目標(biāo)值吻合，在M15節(jié)段吊裝合龍前提前3個(gè)節(jié)段，即M12—M14節(jié)段安裝過(guò)程中進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集及分析。數(shù)據(jù)收集包括兩方面：

(1)每個(gè)節(jié)段在3個(gè)工況（吊裝就位、斜拉索張拉完畢、吊機(jī)前移就位）下鋼橋高程及端部樁號(hào)變化情況。測(cè)量時(shí)間均在一天中溫度比較低且相對(duì)穩(wěn)定，即晚上22:00至凌晨6:00時(shí)間段內(nèi)完成。

(2)每個(gè)工況不同溫度情況下鋼橋面高程及端部伸縮量，在天氣、氣溫基本相同條件下橋梁線型數(shù)據(jù)。測(cè)量時(shí)間除晚上測(cè)量外，在白天下午15:00~17:00進(jìn)行一次測(cè)量。分析各節(jié)段實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與監(jiān)控預(yù)期目標(biāo)值的偏差情況，并初步推斷M15吊裝就位時(shí)橋面高程是否與監(jiān)控預(yù)期目標(biāo)一致，以便及時(shí)調(diào)整。

3.2合龍段長(zhǎng)度確定

在H14安裝完成現(xiàn)場(chǎng)焊接工作后，在晚上22:00點(diǎn)至凌晨6:00間，利用已經(jīng)標(biāo)定好的鋼尺、彈簧秤、溫度計(jì)等連續(xù)3天對(duì)M14與M16兩鋼梁間距進(jìn)行精確測(cè)量，通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)指導(dǎo)M15配切，裁剪時(shí)鋼梁長(zhǎng)度比理論計(jì)算合龍長(zhǎng)度小20mm作為預(yù)留焊縫寬度。

3.3支架段鋼梁整體縱向頂推

M15梁段起吊前將順德岸支架上的M16-M22梁段縱向移動(dòng)50mm(通過(guò)觀測(cè)記錄伸長(zhǎng)值與鋼材線膨脹系數(shù)進(jìn)行比較，鋼箱梁長(zhǎng)度為234.3m，溫差較大值8℃時(shí)進(jìn)行計(jì)算，鋼材線膨脹系數(shù)取值為1.2×10-5。ΔL=1.2×10-5×8℃× (157.5+76.8m)=0.0225m=22.5mm。由于M16-M22梁段位于支架上，支架對(duì)合龍口寬度有一定的影響，與實(shí)測(cè)的35mm變形值基本吻合，所以取值50mm)，待H14環(huán)縫焊接完成后再反向頂推M22-M16梁段至設(shè)計(jì)位置。

圖2 鋼箱梁頂推反力座示意圖

鋼箱梁頂推利用支點(diǎn)軌道工字鋼內(nèi)力抵消原則，在軌道上焊接2處2工32b工鋼，工字鋼端頭焊接封頭鋼板20mm，焊縫寬度1cm，單側(cè)工字鋼焊縫長(zhǎng)度60cm，鋼箱梁底板焊接2工32b，型鋼兩端頭焊接封頭板。型鋼反力座間凈間距37cm，200T千斤頂高200mm，直徑Φ220mm，千斤頂有效行程60mm。

軌道上摩擦力計(jì)算:

支架上鋼箱梁總重1751T，軌道間臨時(shí)支點(diǎn)采用不銹鋼板減少摩擦力，鋼板間的摩擦系數(shù)按0.15，fu=μGcosθ=0.15×1751×cos(0.2)=262.6T，縱向坡度為0.3%，則縱坡的斜坡夾角θ=0.2°。兩側(cè)軌道上各布置一臺(tái)200T千斤頂，共400T滿足縱移要求。

3.4合龍配重

按原設(shè)計(jì)焊縫在無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行，作業(yè)條件下無(wú)法辦到，采用水袋對(duì)M15梁段進(jìn)行壓重，白天隨溫度升高逐漸對(duì)水袋放水減載、夜晚隨溫度降低向水袋注水壓重，以此盡可能減小溫度變化造成焊縫附加應(yīng)力及支架受力影響。

(1)配重以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的溫度變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，配重可以使M15#與M16#精確對(duì)接，通過(guò)計(jì)算配重水袋按最大容水量200T進(jìn)行準(zhǔn)備，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行配重調(diào)節(jié)。

(2)晝夜溫差變化時(shí)需進(jìn)行注水、放水，白天溫度升高時(shí)，需進(jìn)行放水減載，夜間溫度降低時(shí)需加水壓重，減小對(duì)焊縫及支架的受力。

圖3 水袋配重布置示意圖（單位：mm）

M15#～16#箱梁對(duì)接前，往水袋中配水200m3，待天亮?xí)r主要受力焊縫焊接完畢，隨溫度梯度升高，箱內(nèi)配水放掉相應(yīng)重量，待晚上氣溫低時(shí)再往水袋內(nèi)加水，減小箱梁豎向提升高度。

3.5 M15與M16梁段鎖定、焊接

通過(guò)反向頂推、配重對(duì)進(jìn)行焊縫寬度及梁段高差調(diào)整，調(diào)整至設(shè)計(jì)要求后立即通過(guò)臨時(shí)連接碼板對(duì)M15及M16梁段進(jìn)行鎖定，并立即進(jìn)行腹板，頂板、底板焊接，完成整個(gè)合龍過(guò)程。

4 結(jié)語(yǔ)

奇龍大橋已順利實(shí)現(xiàn)了主跨合龍，合龍時(shí)通過(guò)頂推完全消除溫度對(duì)合龍口的影響，采取梁段配重有效降低焊縫內(nèi)力,實(shí)施單縫合龍有效簡(jiǎn)化施工任務(wù)，最終提高了合龍精度并有效保障合龍段施工質(zhì)量，對(duì)其他同類型橋梁的主跨合龍施工具有指導(dǎo)借鑒意義。

U45

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1007-6344（2017）06-0059-02