【摘要】低矮混凝土薄梁斜拉橋在邊跨后澆段未澆筑前，梁端處于單端懸臂狀態(tài)。斜拉橋在單端懸臂狀態(tài)下，由于梁體單薄、柔性大，梁體內(nèi)力及線形受索力及溫度影響引起懸臂梁端產(chǎn)生豎向位移。斜拉在橋在澆筑邊跨后澆段時(shí)，一端為支架現(xiàn)澆梁狀態(tài)，另外一端為懸臂狀態(tài)。在混凝土澆筑完成未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前，懸臂端在索力、溫度及其他因素的影響下易產(chǎn)生豎向位移，影響梁體結(jié)合質(zhì)量，因此在施工中需采取有效措施限制懸臂端的豎向位移，以確保邊跨后澆段混凝土的施工質(zhì)量。

斜拉索受溫度的變化存在熱脹冷縮，斜拉橋懸臂梁端標(biāo)高隨拉索的伸縮，存在較大的豎向位移。在邊跨后澆段施工時(shí)需采取有效措施對懸臂梁端進(jìn)行豎向位移限制，另外對斜拉索進(jìn)行臨時(shí)束縛，控制混凝土的澆筑時(shí)間及預(yù)張拉預(yù)應(yīng)力束，使邊跨后澆段混凝土在未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，不產(chǎn)生剪切破壞，確保施工質(zhì)量。

本文以唐山二環(huán)路上跨津山鐵路轉(zhuǎn)體雙塔斜拉橋?yàn)楸尘?，為確保邊跨后澆段與懸臂梁端的結(jié)合質(zhì)量，從對懸臂端梁端進(jìn)行支架反頂及梁頂水袋壓重限制豎向位移、對梁端處對應(yīng)的斜拉索進(jìn)行臨時(shí)束縛減小梁體在風(fēng)荷載作用下隨索振動(dòng)引起的梁體共振、在全天氣溫最低的時(shí)段進(jìn)行梁體澆筑，并在混凝土降溫收縮前預(yù)張拉部分預(yù)應(yīng)力束等方面講述了低矮混凝土薄梁斜拉橋轉(zhuǎn)體后邊跨后澆段施工時(shí)采取的豎向位移限制措施及施工方法。

【關(guān)鍵詞】低矮混凝土薄梁;邊跨后澆段;單端懸臂;豎向位移;剪切破壞

1、工程項(xiàng)目簡介

唐山二環(huán)路上跨津山鐵路等既有鐵路立交橋位于唐山市豐潤區(qū)任各莊村與開平區(qū)周趙莊村接合處，橋梁位于半徑R=6000m的曲線及直線上，處于豎曲線半徑R=1800m的凸曲線上，兩側(cè)縱坡分別為+3.814%和-3.668%。橋梁公路里程始于XB11+956.0，終于XB12+883.5，全長927.5m。引橋?yàn)橄群喼Ш筮B續(xù)結(jié)構(gòu)體系。主橋由（34+81）m+115m（轉(zhuǎn)體斜拉橋）和68m+68m（轉(zhuǎn)體T構(gòu)）組成。轉(zhuǎn)體斜拉橋橋型為獨(dú)塔四索面斜拉橋，轉(zhuǎn)體最大懸臂2×106.5m，橋梁轉(zhuǎn)體噸位33000t轉(zhuǎn)體角度42°3′18″，兩側(cè)設(shè)有8.05m的支架現(xiàn)澆段。斜拉橋轉(zhuǎn)體上跨津山鐵路K276+679.29處，交角137°57′，橋下鐵路凈高8.11m。轉(zhuǎn)體T構(gòu)橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋，轉(zhuǎn)體部分跨徑組合為64m+64m，轉(zhuǎn)體重量為18000t，轉(zhuǎn)體角度為56°06′，兩側(cè)設(shè)有4m的支架現(xiàn)澆段。T構(gòu)轉(zhuǎn)體上跨賈庵子牽出線15道K0+574處和唐遵鐵路K5+227處，交角分別為56°7′、56°6′。

其中斜拉橋?yàn)殡p塔四索面低梁體預(yù)應(yīng)力混凝土橋，其跨徑組成為（34+81）m+115m，總長230m。主塔為雙人字形塔，總高80.5m，橋面以下高19.9m，橋面以上高60.6m。主梁為等高度預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土整體箱梁，梁高1.5m，標(biāo)準(zhǔn)段箱梁頂寬19m，主塔處寬16.5m。斜拉索為空間扇形四索面布置，每索面16對索，共128根。轉(zhuǎn)體懸臂2×106.5m，轉(zhuǎn)體角度42.055°，轉(zhuǎn)體噸位33000噸，經(jīng)技術(shù)查新，為世界第二重的轉(zhuǎn)體雙塔斜拉橋。斜拉橋轉(zhuǎn)體完成后兩側(cè)各設(shè)有8.05m的邊跨后澆段，其中副跨一側(cè)在梁底設(shè)有一輔助墩。

圖1? ? 斜拉橋縱斷面圖

圖2? ? 斜拉橋平面圖

2、施工工藝流程

低矮混凝土薄梁斜拉橋的邊跨后澆段具體施工工藝流程主要有：主墩斜拉橋轉(zhuǎn)體施工→副跨處輔助墩梁底拉壓支座安裝→懸臂端梁底支架反頂施工→邊跨后澆段鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道體系、模板等安裝→懸臂端梁底支架低溫反頂敲緊→懸臂端梁頂水袋壓重→邊跨后澆段混凝土澆筑→按照設(shè)計(jì)要求預(yù)張拉部分預(yù)應(yīng)力束→后澆段混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行張拉及壓漿→撤除豎向鎖定措施。

3、溫度變化與懸臂端梁端標(biāo)高關(guān)系

在斜拉橋的斜拉索張拉完成后，通過精密水準(zhǔn)儀對其兩端的懸臂端梁端標(biāo)高進(jìn)行監(jiān)測，梁端標(biāo)高連續(xù)觀測時(shí)間為48小時(shí)，觀測頻率為每4小時(shí)觀測一次。監(jiān)測觀測結(jié)束后，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)繪制出梁端豎向位移與溫度變化關(guān)系曲線圖（如下圖3所示）。經(jīng)連續(xù)觀測得出以下結(jié)果：在最高溫與最低溫度，溫差相差15℃的情況下，斜拉橋兩懸臂端梁端的豎向位移達(dá)到45mm-47mm之多。由此數(shù)據(jù)得出，如斜拉橋邊跨后澆段施工時(shí)不采取任何限制梁端豎向位移的措施，在邊跨后澆段混凝土澆筑完成后，與懸臂端新舊混凝土結(jié)合面處在溫度作用影響下會(huì)有剪切破壞的情況發(fā)生，將嚴(yán)重影響斜拉橋邊跨后澆段混凝土工程的施工質(zhì)量。因此，在低矮混凝土薄梁斜拉橋邊跨后澆段澆筑前必須采取有效措施，對懸臂端豎向位移進(jìn)行限制，才能有效確保邊跨后澆段混凝土的結(jié)合質(zhì)量。

4、懸臂端豎向位移限制措施

4.1梁底拉壓支座安裝

斜拉橋小里程端副跨梁底處設(shè)有輔助墩（注：左右幅個(gè)設(shè)置一個(gè)輔助墩，共計(jì)兩個(gè)輔助墩），輔助墩墩頂處設(shè)有拉壓支座，拉壓支座采用抗震球型鋼支座。兩個(gè)輔助墩共設(shè)置4個(gè)拉壓抗震球型鋼支座，支座型號(hào)分別為LYQZ8000（2400）SX-400/300型2個(gè)和LYQZ8000（2400）DX-400/（300）型2個(gè)。為了減小斜拉橋副跨側(cè)（注：小里程側(cè)）的邊跨后澆段施工時(shí)懸臂端的豎向位移，轉(zhuǎn)體完成后及時(shí)進(jìn)行斜拉橋的姿態(tài)調(diào)整，并進(jìn)行輔助墩墩頂拉壓支座安裝。由于拉壓支座位于梁底處受空間限制影響，安裝難度相對較大，需提前將拉壓支座放置于提前做好的墩兩側(cè)的支架平臺(tái)上，再采取倒鏈配合人工的措施將拉壓支座平移至梁底設(shè)計(jì)位置處，及時(shí)將拉壓支座安裝在梁底預(yù)埋的鋼板上，調(diào)整好地腳螺栓后灌漿錨固。輔助墩梁底拉壓支座安裝如圖4所示。

圖4? ? ?輔助墩梁底拉壓支座安裝

4.2懸臂端梁底支架體系反頂

在邊跨后澆段支架搭設(shè)時(shí)，需將梁底支架伸入到轉(zhuǎn)體后的懸臂端梁底不小于4.5m以實(shí)現(xiàn)懸臂端梁底反頂，大小里程支撐體系反頂應(yīng)對稱進(jìn)行。支架體系基底清表后應(yīng)進(jìn)行整平碾壓，然后再澆筑30cm厚的C20混凝土，首先清理地表雜填土，然后用振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)碾壓不少于三遍，使其地基承載力不低于180Kpa，經(jīng)試驗(yàn)檢驗(yàn)合格后再澆筑30cm厚的C20混凝土，混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，頂面應(yīng)抹平，控制好頂面平整度，并設(shè)置排水橫坡，在支撐體系的四周設(shè)置排水邊溝，將支架體系范圍內(nèi)的水通過排水邊溝引排至地方水渠，確保搭設(shè)支撐體系范圍不被雨水浸泡。

邊跨后澆段支撐體系采用盤扣式腳手架支撐體系，立桿直徑采用Φ60mm×3.2mm鋼管，水平桿直徑采用Φ48mm×2.5mm的鋼管及Φ33mm×2.3mm的斜桿，支架立桿加密布置，立桿橫縱向間距為60cm，每1.2m設(shè)置橫桿一道，并設(shè)置剪刀撐，支架搭設(shè)完成后經(jīng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下道工序施工。因斜拉索受溫度影響，在最低溫時(shí)對應(yīng)的懸臂端梁端高程最高，故采取在日氣溫最低時(shí)將梁底支架反頂就位。在氣溫回升變化時(shí)因懸臂端梁端在支架反頂作用下，理論上將不再產(chǎn)生豎向?yàn)槲灰?。根?jù)近期施工時(shí)間段內(nèi)的觀測，在邊跨后澆段支架搭設(shè)完成后選定在夜間凌晨2：00-3：00氣溫處于最低溫的時(shí)間段內(nèi)對懸臂端支架主龍骨反頂支撐于梁底，頂托全部敲緊，同時(shí)觀測并記錄反頂前后梁端高程的變化值。斜拉橋邊跨后澆段支撐體系布置圖如下圖5所示

圖5? 斜拉橋邊跨后澆段支撐體系布置圖

4.3懸臂端梁端水袋壓重

為了避免懸臂端支架反頂后因大氣溫度繼續(xù)降低而引起懸臂梁端豎向位移，采取在懸臂端梁底支架反頂?shù)幕A(chǔ)上，在箱梁頂面設(shè)置配重壓重。本工程配重采用水袋加水的方式進(jìn)行壓重。當(dāng)梁底支架反頂并監(jiān)測完成后，在懸臂端梁端頂面進(jìn)行水袋壓重，水袋壓重完成后及時(shí)對梁端變形情況進(jìn)行監(jiān)測。

本工程水袋配重具體做法為：斜拉橋邊跨后澆段共設(shè)置10個(gè)水袋，左右幅橫橋向各布置5個(gè)。水袋采用聚氨酯TPU復(fù)合材料，壁厚2mm，水袋規(guī)格為：長5米*寬3米*高1.2米。在水袋布設(shè)的區(qū)域內(nèi)用木板和方木在橋面找平，并在布設(shè)區(qū)域用Φ48mm的腳手管搭設(shè)形成格構(gòu)狀，以確保水袋注水后穩(wěn)定。首先，對橋面雜物進(jìn)行清理，標(biāo)記出水袋圧重位置，用方木、腳手板、多層板等鋪底找平，找平方木鋪設(shè)中心間距0.3m，其上滿鋪多層板，使其平整。然后按技術(shù)方案要求搭設(shè)腳手管支架，立桿布置間距1.5m-1.8m，橫桿布置3層，立桿和橫桿之間采用扣件連接牢靠，順橋向方向兩側(cè)均布置斜桿支撐，橫橋向方向兩側(cè)利用已施工完成的防撞墻對水袋進(jìn)行限位。搭設(shè)時(shí)，橫桿支頂?shù)綑M橋向側(cè)的防撞墻上，搭設(shè)完成后再安裝多層板，順橋向的多層板在立桿內(nèi)側(cè)布置，橫橋向水袋分隔部位的多層板在橫桿的同一側(cè)布置，多層板與鋼管采用鐵絲綁扎固定，結(jié)扣一側(cè)背向塑料水袋布置。提前檢查方木和多層板上的釘子、凸起、尖銳物，并將其處理，防止刺破水袋。在距離梁端邊緣1-1.5m處防撞墻內(nèi)側(cè)安裝水袋，根據(jù)技術(shù)方案要求線路每幅注水壓重40t，同時(shí)觀測并記錄加水袋壓重前后梁端高程的變化，并根據(jù)數(shù)據(jù)情況繪制加水量與梁端沉降關(guān)系曲線。為確保整個(gè)箱梁始終處于平衡狀態(tài)，配重在加載過程應(yīng)對稱進(jìn)行。懸臂端水袋圧重布置圖如下圖6所示。反頂前后與加水壓重前后梁端高程變化如表2所示。

圖6? ? ?懸臂端水袋壓重布置圖

4.4懸臂端梁端處斜拉索約束

斜拉橋在二次調(diào)索前，由于斜拉索的減震器未安裝，在風(fēng)力作用下，斜拉索因產(chǎn)生振動(dòng)而引起懸臂端梁端發(fā)生振動(dòng)位移。經(jīng)過多天的實(shí)地觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，懸臂梁端存在10-15mm的振動(dòng)位移。為消除斜拉索在風(fēng)荷載作用下引起懸臂端梁端的振動(dòng)位移，對處于梁面梁端處的斜拉索采用鋼絲繩+花籃調(diào)節(jié)螺桿進(jìn)行臨時(shí)固定的措施，以降低斜拉索的振動(dòng)從而消除懸臂端梁端的振動(dòng)位移，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果選取梁端處的14-16#斜拉索進(jìn)行臨時(shí)固定約束。

5、邊跨后澆段混凝土澆筑

5.1邊跨后澆段混凝土澆筑

根據(jù)澆筑前溫度記錄的連續(xù)觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，確定斜拉橋后澆段混凝土澆筑的時(shí)間，選擇在溫度變化較小、日平均氣溫最低的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行混凝土澆筑。為減小新舊混凝土結(jié)合面的裂縫，澆筑時(shí)從懸臂端向混凝土結(jié)合面方向進(jìn)行澆筑，在混凝土澆筑前安排專人對梁端的混凝土結(jié)合面涂刷界面處理劑，在澆筑混凝土?xí)r要特別加強(qiáng)結(jié)合面處混凝土的振搗質(zhì)量，確保振搗密實(shí)、不過振且無混凝土離析現(xiàn)象，在夜間低溫時(shí)段內(nèi)將邊跨后澆段澆筑完成。在邊跨后澆段混凝土澆筑前應(yīng)測量懸臂端標(biāo)高，澆筑完成后根據(jù)不同溫度的時(shí)段及時(shí)進(jìn)行懸臂端標(biāo)高復(fù)測，并留存觀測記錄。同時(shí)在每天的最高溫度和最低溫度的時(shí)段內(nèi)，對梁端標(biāo)高持續(xù)觀測并進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。經(jīng)持續(xù)觀測數(shù)據(jù)分析處理，發(fā)現(xiàn)斜拉橋邊跨后澆段混凝土在澆筑完成后其懸臂端梁端基本無豎向位移發(fā)生。邊跨后澆段澆筑前后梁端高程變化如表3所示。

5.2邊跨后澆段預(yù)張拉

斜拉橋邊跨后澆段混凝土澆筑前，為防止混凝土澆筑時(shí)波紋管道堵塞，除在接口處用絞帶纏繞密封外，還要注意逐根檢查有沒有受電焊電火花影響打開的孔洞，若有及時(shí)進(jìn)行封補(bǔ)。邊跨后澆段混凝土澆筑時(shí)應(yīng)始終保持對稱澆筑，混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，振搗棒不得觸碰預(yù)應(yīng)力管道，澆筑完成后及時(shí)采用覆蓋塑料薄膜及土工布保濕養(yǎng)護(hù)，安排專人密切關(guān)注混凝土結(jié)合面處的養(yǎng)護(hù)情況。當(dāng)后澆段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級的70%時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求預(yù)張拉部分預(yù)應(yīng)力束至設(shè)計(jì)張拉力的40%，以確保邊跨后澆段混凝土的結(jié)合質(zhì)量。預(yù)張拉部分預(yù)應(yīng)力束布置圖如下圖7所示。

5.3懸臂端豎向鎖定措施撤除

待斜拉橋后澆段混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，且養(yǎng)護(hù)齡期不少于7天后按照設(shè)計(jì)要求將預(yù)張拉預(yù)應(yīng)力束和其余束全部張拉完成，并按規(guī)定進(jìn)行壓漿封錨施工。當(dāng)預(yù)應(yīng)力管道壓漿漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后依次撤除梁頂水袋壓重，拆除邊跨后澆段及懸臂端梁底的盤扣架支撐體系，并解除斜拉索臨時(shí)約束措施。在拆除盤扣架支撐體系是應(yīng)對稱拆除，確保整個(gè)箱梁始終處于平衡狀態(tài)。盤扣架支撐體系在拆除過程中應(yīng)遵循自上而下，先搭后拆的原則，不準(zhǔn)分立面同步拆架或上下兩步同時(shí)拆架，做到一步一清，一桿一清，一層一清。在拆除盤扣架支撐體拆除前應(yīng)提前對作業(yè)人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)及技術(shù)安全交底，形成書面簽認(rèn)資料，確保整個(gè)拆除過程安全。

結(jié)語：

本文以唐山二環(huán)路上跨津山鐵路等既有鐵路立交橋的轉(zhuǎn)體雙塔斜拉橋?yàn)楸尘?，主要探討了針對低矮混凝土薄梁斜拉橋的邊跨后澆段施工難點(diǎn)問題的解決措施。通過對斜拉橋懸臂端梁端進(jìn)行支架反頂及梁頂水袋壓重限制豎向位移;通過對懸臂端梁端處對應(yīng)的斜拉索進(jìn)行臨時(shí)束縛減小梁體在風(fēng)荷載作用下隨索振動(dòng)引起的梁體振動(dòng)位移;通過在低溫時(shí)對梁體進(jìn)行澆筑并在混凝土降溫收縮前預(yù)張拉部分預(yù)應(yīng)力束確保了斜拉橋邊跨后澆段與懸臂梁端的結(jié)合質(zhì)量。通過采用以上措施的執(zhí)行在本工程中取得了很好的效果，可供類似工程參考借鑒。

當(dāng)然低矮混凝土薄梁斜拉橋的邊跨后澆段施工技術(shù)卡控措施也不僅僅是以上所述內(nèi)容，比如對邊跨后澆段支架體系提前采用沙袋進(jìn)行模擬荷載分布預(yù)壓消除后澆段支架沉降量等亦為控制后澆段施工質(zhì)量的技術(shù)要點(diǎn)，但我深信，隨著社會(huì)科技的發(fā)展，針對低矮混凝土薄梁斜拉橋的邊跨后澆段施工懸臂端豎向鎖定技術(shù)將會(huì)發(fā)展的越來越成熟。

參考文獻(xiàn)：

[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011），中華人民共和國交通部發(fā)布，人民交通出版社，2011.

[2]《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/1-2004），中華人民共和國交通運(yùn)輸部發(fā)布，人民交通出版社，2004.

[3]《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（CJJ2-2008），人民交通出版社，2008.

[4]《斜拉橋單端懸澆合攏段豎向鎖定施工技術(shù)》，孫愛田編著，中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版）工程技術(shù)，2017.

作者簡介：

劉雙合，性別：男，職稱：工程師，畢業(yè)時(shí)間：2007.07.08，畢業(yè)院校：唐山學(xué)院