张 强

（上海浦东建筑设计研究院有限公司，上海 201204）

1 工程概况

罗山路快速化改建工程北起罗山路（龙东大道/龙阳路），南至康人路，按规划路线呈南北走向，全长7.32 km，规划红线宽度80 m。设计方案为“高架快速路为主结合地面快速路”形式，在跨越川杨河处布置为五幅桥梁，分别为新建双幅罗山路主线川杨河桥，一幅东侧主线匝道川杨河桥，一幅西侧辅道匝道桥，一幅东侧跨川杨河辅道桥。其中西侧辅道匝道桥跨径布置为61 m+70 m+61 m，宽度为22.75 m，上部结构采用三跨预应力混凝土变截面连续箱梁，采用挂蓝悬臂施工方法。

2 结构设计

根据总体方案布置，主桥跨径布置为61 m+70 m+61 m，边、中跨比为0.87。采用单箱双室截面，纵、横两向预应力体系。主梁纵向共划分为8个悬臂浇筑节段，节段长度为3～4 m，节段最大混凝土重量约1863 kN。梁体采用C55混凝土，箱梁桥面板宽22.45 m，箱梁底宽为14.05 m，箱梁悬臂板宽度为4.2 m；箱梁跨中梁高2.5 m，梁高与主跨之比1/28，支点梁高4.5 m，梁高与主跨之比1/15.6。顶板厚0.28 m，底板厚度由0.28 m变至0.70 m。腹板厚度为0.45 m～0.75 m（见图1、图2）。梁高按2次抛物线变化。桥面横坡通过桥面板斜置形成，梁底板水平。中墩支座间距5.3 m，边墩支座间距5.5 m。

图1 箱梁中支点断面图（单位：mm）

图2 箱梁跨中断面图（单位：mm）

全桥共设置四道横梁，主墩处横梁高4.5 m，厚度为2.5 m；边墩处横梁高2.5 m，厚度为1.5 m。

纵向预应力束包括顶板束、底板束、腹板束、合龙束及备用束五种，采用9Φs15.20和12Φs15.20群锚锚具体系，张拉控制应力为0.75fpk。

横向预应力束张拉控制应力0.75fpk，间距一般为0.5 m，在一般位置处采用3Φs15.20钢铰线，在中横梁和端横梁的局部位置处采用4Φs15.20钢绞线，均采用单端交替张拉。

主梁施工除0＃节段在墩旁支架上浇注外，1#～8#节段采用挂篮悬臂浇注，0＃节段长12 m，合龙段长2.0 m，悬臂浇注梁段长为3.0～4.0 m。施工挂篮及模板总重控制在900kN之内。

3 合龙关键技术

3.1 合龙方案的比选

为了使桥梁的变形受力合理，连续梁的边、中跨比值要保持合适的比例，一般为0.5～0.8之间[2]。当边、中跨比值过小时，边跨支座可能出现负反力，支座要设计成拉压式或施加配重的方式；当边、中跨比值过大，边跨结构的刚度就会偏小，需要张拉更多的预应力束来弥补刚度的不足。

该桥由于施工期间交通组织的考虑，需设置便桥，便桥方案部分利用主桥，故跨径布置为（61+70+61）m，边、中跨比为0.87，除张拉更多的预应力束外，控制主梁的应力和挠度成为设计的关键，为此，合龙段考虑三种施工方案对比计算：

方案一先边跨合龙，张拉边跨合龙束，然后中跨合龙，张拉中跨合龙束；方案二先边跨合龙，张拉第一批边跨合龙束，然后中跨合龙，张拉中跨合龙束，最后张拉第二批边跨合龙束；方案三先中跨合龙，张拉中跨合龙束，然后再边跨合龙，张拉边跨合龙束。

纵向计算采用桥梁博士V3.3.0结构分析软件，全桥共计118个单元，119个节点，共划分为33个施工阶段。

为便于结果对比，三种方案采用相同的预应力钢束布置形式，强度和应力结果均能满足设计要求，仅不同施工方法的位移有差别，三种方案合龙后箱梁位移的对比如图3所示。

图3 合龙后箱梁位移图

对比三种合龙方式可知，方案三变形量最小，边跨上挠2.5 cm，中跨下挠1 cm，方案一变形量最大，边跨上挠4 cm，中跨下挠达到4.5 cm，而方案二居于两者中间。方案一由于体系转换时变形量过大，另外合龙后中跨下挠量达到4.5 cm，将直接导致成桥线形不柔顺，后期运营时可能有挠度加大的趋势，故不予采用。如果采用方案三，尽管施工期间的挠度较小，但因为采用先中跨后边跨的合龙方式，由于两个边跨合龙段施工的不同步，会引起次效应和受力的不明确，增加了合龙的难度，故也不采用。推荐采用方案二，即先边跨后中跨的合龙方式，分批张拉合龙钢束，其突出优点是不改变传统的先边后中的合龙方式，受力明确，其措施简单易行，安全可靠。

图4～图6为方案二中，各施工过程体系转换后的位移图。

图4 张拉第一批边跨合龙束后位移图

图5 张拉中跨合龙束后位移图

图6 张拉第二批边跨合龙束后位移图

合龙后中跨有1.4 cm的下挠量，可通过施工中预抛高来调节，最终达到合理线形。

3.2 施工配重

连续梁在合龙之前为双悬臂结构，合龙后转化为连续结构，为保持体系转化过程中整个梁体受力变形协调一致，减少不利因素对合龙段混凝土强度的影响，需设置配重。

该桥边、中跨合龙段长均为2 m，在浇注合龙段混凝土前，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%合龙段混凝土重，并随着浇注采用不断放水的方法来进行调整，以保证合龙施工过程中荷载的平衡。

3.3 锁定装置

合龙口锁定主要是克服梁体温差变化产生的轴向力和合龙段混凝土作用下产生的弯矩。梁体降温时，混凝土发生收缩变形，对合龙产生拉力，由此确定预应力的张拉力；梁体升温时，混凝土发生膨胀，对合龙后产生压力，由此确定刚性支撑的断面。

临时锁定结构不宜安装得太早，在浇灌混凝土之前几天安装上临时锁定结构。同时劲性支撑须在配重完毕后方能安装。这样做的好处有：

（1）抵消悬臂的预抛高，否则，易造成桥梁线性不柔顺；

（2）防止劲性支撑受过大剪应力。

根据该桥的特点，中跨合龙段临时锁定采用设置外侧劲性骨架和张拉临时预应力的方式，在合龙段两端截面设钢支撑，并在顶、底板上分别张拉两根钢束作为临时索，以索定梁体，拆除中墩墩顶支撑（即临时支座），并解除活动支座的临时纵向约束。

4 结语

挂蓝悬臂施工预应力混凝土连续梁的合龙是施工中关键工序，通过对该桥合龙段关键技术的分析可以得出如下结论：

（1）不同的合龙顺序对桥梁的合龙有重要影响，针对不同结构的受力特点，选用合理的合龙顺序会使桥梁的受力更加合理。

（2）采用相同的合龙顺序、不同的预应力张拉顺序也会导致成桥线形的变化。

（3）采用施工配重和适当的锁定装置会使合龙进行得更加顺利。

[1]JTGD62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].