候金鹏

（中铁十八局集团市政工程有限公司，天津 300222）

1 工程概况

宜万铁路6 标段位于湖北省宜昌市点军区和长阳县境内,线路里程：DK39+114~DK48+840,全长9.726 km。本标段桥梁7 座,其中赵家岭大桥为双线曲线桥, 中心里程DK39+230.11, 全长231.92 m；桥跨结构为(60+100+60)m 连续梁，连续刚构0 号块、边跨现浇段采用托架法施工，利用挂篮悬臂浇筑悬浇段；合龙段长2m、高2.7m,合龙段混凝土体积14.356m3,重37.324t；先合龙边跨、后合龙中跨。

2 影响合龙要因

温度：合龙温度决定着主墩、梁体应变与应力，决定合龙段预顶推等荷载大小。预顶推及劲性骨架：预顶推、劲性骨架决定着合龙段梁体内应力储备。预张拉：预张拉确保劲性骨架储备预应力，控制合龙段混凝土温度应力。配重：合理的配重可以保证成桥后梁面线形。

3 理论分析

3.1 温度

高温合龙，合龙段混凝土随时间的推移温度逐渐降低，混凝土产生收缩。同时，与合龙段接茬处梁体端部将会随着温度的下降产生收缩，合龙段两端头易形成裂缝；高温合龙在温度降低时主墩将收缩，若主墩高度相差较大，易产生不均匀沉降，在结构物内部产生不利弯矩；低温合龙，混凝土温度随时间的推移而逐渐上升，混凝土膨胀，与两端已浇筑梁端能接触密实，不易形成裂缝，同时，主墩也不会因为高度相差较大产生不均匀沉降。

高温合龙，底板混凝土与腹板、顶板混凝土温度相差较大，由于温差的存在，将在合龙段产生温度应力差，从而产生弯矩，这不利弯矩主要由劲性骨架承担，若劲性骨架扰度较大，底板较易产生横向裂缝；低温合龙，合龙段底板、腹板、顶板混凝土温度均等，合龙段不会产生竖向温差，由于温度上升混凝土膨胀产生的变形量一致，不会产生不利弯矩，梁底部不易出现裂纹。[1]

3.2 预顶推及劲性骨架

由于温度下降梁体收缩，另由于混凝土收缩徐

变也会使梁体收缩，由于主墩为墩梁固结，梁体高、刚度大，收缩徐变使梁体向主墩收缩，使合龙段受拉，易产生裂纹。为消除此种现象，中跨合龙时，在中跨施加一个短期水平荷载，使两T 构的主墩顶部同时偏离一个角度，同时合龙段加长，加长值用以抵消梁体温度、收缩徐变产生的收缩，避免合龙段受拉开裂。[2]

中跨合龙段混凝土浇筑，为确保浇筑过程中两端梁体整体刚度、中线不偏移，同时也为抵消中跨预顶产生的水平反作用荷载，在预顶后，及时安装劲性骨架，且劲性骨架应该在梁面配重后安装。

3.3 预张拉

中跨合龙段低温合龙，混凝土温度呈上升趋势，混凝土膨账在两主墩顶部产生水平荷载，墩底产生弯矩，为避免这种现象，浇筑合龙段混凝土前，预先张拉部分纵向预应力束，用以抵消合龙段混凝土温度应力。[3]

3.4 配重

为抵消主墩不平衡弯矩，同时也为了确保合龙段梁面标高满足要求，合龙前宜先测量两端头梁面标高，确定配重荷载，施加配重后，使T 构两端荷载对主墩产生的不平衡弯矩为零、合龙段两端梁面标高达到设计标高，配重施加后安装劲性骨架。合龙段浇筑过程中等速度、等荷载取除配重，可以确保梁体扰度。

4 技术控制措施

4.1 合龙温度的确定

采用低温合龙，合龙前一天开始测量梁体及大气温度，从早上6：00 到凌晨0：00 每隔2 小时测一次。

测温时间段为2008 年7 月16 日～7 月21日。温度记录显示：每天凌晨0 点至3 点，大气温度较低，温度范围1℃～3℃，该时段梁体温度范围为9℃～11℃；每天中午12：00?下午14：00，大气温度最高，温度范围18℃～20℃。

选择凌晨1 点钟开始合龙，合龙温度取2℃。

4.2 预顶推及劲性骨架

4.2.1 预顶推荷载确定

式中符号：δ 梁体形变量 (m)；t 梁体长度（m）；温度变化值(℃)；α 混凝土线膨账系数（℃-1）)1×10-5。

气温最低温度取2℃，最高平均值取19℃，则T=19-2=17℃, 合龙段两端梁体温度变化17℃时，产生的应变为：

δ=2×17×1×10-5=0.034cm

梁体受压发生弹性变形值计算如下：

ʎ=F×L÷（E×As）

式中符号：γ 梁体形变量(mm)；F 轴向荷载（N）；L 梁长 (m)，取166m；E 混凝土弹性模量(MPa)，C55 取3.55X104；As 梁体截面积(m2)，取19.61。

令δ=γ

顶推时，当荷载F 或顶推距离 任一达到计算值时，可以结束顶推。

采用MIDAS CIVIL V6.71 软件建模分析所得为0.038cm，F 为1450.25X103N。

4.2.2 劲性骨架材料选取

劲性骨架抗压荷载来自两个，一个是顶推荷载1425.86×103N，另一个是预张拉荷载8131.27×103N；劲性骨架轴向荷载计算如下：

Q=1425.86×103+8131.27×103=9557.13×103N

纵向设置6 根双I32a 工字钢7ls=6715.6mm2,[σ]=215MPa

σ=9557.13×1034÷6715.64÷64÷2=118.59 Mpa＜[σ]=215MPa

符合要求！

4.3 预张拉荷载计算

F=(ʎ×E×As）÷L=(0.034×3.55×104×16.98×106)÷200=8131.27×105N

纵向钢束均为19 根钢绞线,As=140mm2,fPtk=1860MPa

σccn=0.7×fptk=1302MPa n=8131.27×103÷（1302×140×19）=2.34 束

底板上取4 束对称于箱梁中线张拉，每束张拉荷载计算如下：

P=8131.27×103÷4÷（1302×140×19）×1302

4.4 配重

配重方式采用砖砌水池，水池壁上设置水管并安装流量剂、阀门，配重应根据施工工况分别计算，任何情况下T 构两悬臂端不平衡荷载不得大于图纸上给定不平衡重20t；中跨配重前，根据实测两侧梁端标高计算配重荷载，梁端配重后梁端面标高达到设计标高，合龙段浇筑混凝土时，等荷载放水，根据流量剂读出放水荷载。

5 注意事项

刚构连续梁宜低温合龙，合龙前一周连续测量每天气温变化情况，并建立温度数据库；边跨现浇段施工，边墩支座除结构设计要求预偏量外，还应根据温差计算预偏量，预偏量设置方向应为远离跨中方向；合龙段混凝土宜采用微膨账型，标号比梁体高一等级；梁面配重施加时宜对称箱梁中线进行。

梁体顶板、底板预埋钢板坐标应正确无误，劲性骨架纵梁与预埋钢板之间焊缝应经过严格计算，在纵梁上设置适量横向加劲型钢与级梁焊接；劲性骨架在梁体顶板的预埋钢板位置应与梁体结构竖向预应力筋位置、挂篮轨道位置错开；劲性骨架的焊接锁定要迅速地对称进行，并且保证焊缝质量；为避免合龙口产生竖向弯矩，宜先施加配重后焊接骨架；劲性骨架宜在纵向预应力张拉完成后再割除。

预顶推荷载可通过公式计算或采用MIDAS CIVIL V6.71 软件建模分析，预顶推荷载宜在箱梁断面中性轴位置上进行，中性轴距底板距离可采用MIDAS CIVIL V6.71 软件建模后获取；预顶推荷载施加过程中应监测墩顶墩底应变计，顶推时在主墩顶设置观测点并监测数据；预顶推时荷载或者顶推距离两者之中任何一个达到设计值可结束顶推；在主墩底部、顶部、0 号块底板预埋应变计，对比合龙前、后监测数据，分析应力方向，验证预顶推措施效果。

刚构连续梁主墩高差不宜过大，温度变化幅度大或者由于自重荷载原因导致主墩产生不均匀沉降，合龙段梁体易产生裂纹。

6 实施及效果

该刚构连续梁合龙段施工，预顶推参数采用MIDAS CIVIL V6.71 软件建模分析的数据，在箱梁截面中性轴腹板位置设置顶推点，焊接牛腿、放置钢板作为千斤顶的托架；在第11 号?21 号节段施工过程中对两T 构中线联测，模板安装好后，顶推前、顶推后复测箱梁中线，及时焊接劲性骨架；预张拉荷载采用计算数据，对称箱梁中线选择底板、腹板底部各两束钢绞线进行预张拉，预张拉在混凝土浇筑前进行；边加水配重边测量合龙段两端梁面标高，梁面标高达到设计标高时停止加水，立即浇筑混凝土，在底板、腹板、顶板浇筑过程中利用阀门放水，根据流量计读出放水荷载；混凝土采用C60 微膨账型，中跨纵向预应力张拉完毕后割除劲性骨架。全桥合龙后，经复测中线及标高，满足规范允许误差要求，达到了预期效果。

7 结束语

刚构连续梁、连续梁合龙宜低温进行；一联三跨刚构连续梁合龙顺序为先边跨、后中跨；第三方采用MIDA SCIVIL V6.71 软件建模分析数据比公式计算所得数据稍大，最终现场实施采用软件分析数据达到预期效果；中跨合龙是静定结构向超静定结构的转换，大跨度刚构连续梁在运营期间，中跨跨中弯矩大，刚度小、扰度大，忽略了中跨合龙段施工要因，会给运营期间埋下隐患，科学的分析合龙段影响要因并制定针对性的控制措施加上合理的现场组织可确保成桥质量。