杭州灣跨海大橋建設專案
北引橋(50+3×60+50)m連續箱梁
(掛籃懸臂澆注法)合攏
段施工方
案浙江省交通工程建設集團****
杭州灣跨海大橋i合同專案經理部
二oo六年五月三日
杭州灣跨海大橋i合同段北引橋工程a25—a30#墩上部結構為五跨一聯（50+3×60+50）m連續箱梁，採用掛籃懸臂法施工，邊跨、次中跨、中跨合攏段的長度均為2m、混凝土的方量為18.7m3。連續箱梁懸臂施工時，合攏段施工是整個施工過程中的關鍵之一。
合攏段施工的質量易受晝夜溫差影響，現澆混凝土的早期收縮、水化熱影響，已完成梁段混凝土的收縮、徐變影響，結構體系的轉換及施工載荷等因素影響。為保證本標段（50+3×60+50）m連續箱梁合攏段施工質量，特編制此合攏段施工方案。
1、合攏段施工順序及施工方法的選擇
1.1 合攏段施工順序及流程圖
合攏段施工順序為先邊跨、再次中跨，最後進行中跨合攏段施工。合攏時進行預應力張拉前均預先拆除箱體多餘水平約束。
1.2 邊跨合攏
所有邊跨均採用掛籃合攏，其中k25跨採用26#墩嘉興側掛籃合攏，k29跨採用29#墩寧波側掛籃合攏，掛籃的底模、外側鋼模保留，芯模採用搭設支架鋪設竹膠板。掛籃的總重量為53.0噸，掛籃的底模及外側模的一端掛在現澆直線段箱梁的端部，另一端掛在懸臂端菱形掛籃上,施工時拆除其他裝置和雜物。
另外，邊跨施工時需注意以下問題：
①預留吊帶孔
圖1、圖2分別為直線段預留前吊帶孔和懸臂端預留吊帶孔示意圖。直線現澆段澆築好後，靠合攏段一端需要沿縱向長拆除1m支架(經計算支架仍能滿足施工荷載承載要求,為增強其穩定性要求,在箱室下面增設兩道縱向剪刀撐),以滿足合攏段施工的空間要求。
②合攏段施工時，必須保證18.9m現澆段不受施工載荷；
③ 懸臂端6#塊箱室頂板預留一邊長為30cm的方孔，用於澆注底板混凝土。
1.3 次中跨、中跨合攏
次中跨合攏時採用吊籃結構合攏。掛籃的底模、外側鋼模保留，芯模採用搭設支架鋪設竹膠板。拆除29#墩嘉興側、26#墩寧波側掛籃後，27#墩嘉興側、28#墩寧波側掛籃前移到相應位置。
距前懸臂端和後懸臂端50cm位置處各設一道橫樑，逐根解除掛籃前吊點精軋螺紋鋼筋，縱向設定的縱樑固定在橫樑上。用短精軋螺紋鋼筋將底模前端固定在縱樑形成吊點。全部解除後，拆除掛籃桁架，形成吊籃結構狀態。
中跨合攏段用28#墩嘉興側掛籃來形成吊籃結構，27#墩寧波側掛籃拆除，吊籃結構形成方法與次中跨方法相同。另外，次中跨、中跨施工時要注意以下問題：① 注意吊帶孔的準確性，圖3為次中跨、中跨合攏懸臂端預留吊帶孔示意圖；②頂板預留一邊長為30cm的方孔，用於澆注合攏段底板混凝土。
2 合攏前頂面標高及軸線的觀測
在合攏以前對箱梁頂面標高及軸線進行統一的觀測，並連續觀測氣溫變化及梁體相對標高的變化和軸線偏移量，觀測合攏段在溫度影響下的梁體長度變化。連續觀測時間我們確定為48小時，其時間間隔為每3小時一次。
3 合攏段混凝土澆注的配重控制
在合攏段混凝土澆注時，為保證掛籃施工箱梁兩懸臂始終處於穩定狀態和更好控制懸臂端的預拋高，在澆注之前，各懸臂端應附加與混凝土質量相等的配重。根據澆注混凝土的數量可計算出配重大小為：邊跨合攏段施工時，26#墩、29#墩兩懸臂端均配重46.
8噸。圖4是邊跨合攏段施工時的配重圖。從圖4可知，在k25、k29邊跨合攏段勁性支撐安裝之前，先在26#墩或29#墩的兩懸臂端分別配重46.
8噸，配重方式採用水袋或土袋。而在澆注邊跨合攏段混凝土時，再嚴格根據混凝土的澆注量、澆注速度分5次卸掉靠合攏段側懸臂端的配重46.8噸，卸配重一定要控制好，混凝土澆注完，靠合攏段的配重也應卸完，這樣做的目的是使26#墩或29#墩兩懸臂在澆注混凝土及混凝土初期硬化過程中始終保持穩定，同時懸臂撓度也得到控制。
待邊跨合攏段混凝土強度達到設計要求後,預應力束道張拉、壓漿完畢,再分別卸掉29#墩嘉興側、26#墩寧波側的配重23.4噸，保留23.4噸，另外，在27#墩、28#墩的兩懸臂端分別配重23.
4噸。次中跨合攏段合攏施工時配重狀態見圖5，而在澆注中跨合攏段混凝土時，再根據中跨合攏段混凝土的澆注量、澆注速度分5次卸掉兩懸臂端的配重23.4噸，混凝土澆注完畢，配重也應同時卸完。
中跨合攏段施工時配重狀態見圖6，其解除安裝方法與次中跨相同。。值得強調的是，加配重時橫向一定要以橋軸線對稱載入，縱向要以橋墩為中心對稱載入。
4 合攏段勁性支撐及預應力束道的施工
合攏段勁性支撐按照施工設計圖紙加工，勁性支撐不宜安裝得太早，在澆灌混凝土之前幾天安裝上勁性支撐。值得注意的是，勁性支撐須在配重完畢後方能安裝，這樣做兩大好處：1）抵消懸臂的預拋高，否則，易造成橋梁線性不柔順；2）防止勁性支撐受過大剪應力。
由於合攏段施工中，預應力束道的施工工程量大、數量多，為了能夠在混凝土強度和彈性模量達到張拉要求後，做到及時張拉，在合攏段波紋管安裝好後，將所有鋼絞線全部提前穿入各自孔道。這樣做有兩點好處：1）可以防止混凝土澆注後穿鋼絞線可能有困難、影響及時張拉；2）為臨時預應力合攏束的張拉創造條件。
澆注合攏段混凝土前，在安裝好勁性支撐的情況下，立即張拉頂、底板勁性支撐鋼管中的合攏段臨時預應力合攏束各兩根，其中，邊跨合攏段的臨時預應力束號為：頂板為24#索、底板為18#索，次中跨、中跨合攏段的臨時預應力束號為：頂板為23#索，底板為14#索。
臨時預應力的張拉噸位初步定為50噸，如果合攏時的氣溫驟然變化，張拉噸位有可能要改變，具體改變需根據溫度應力影響來定。待合攏段混凝土強度達到85%設計強度和彈性模量達到設計的80%時，對稱張拉合攏段的底板預應力鋼束，先長束後短束，並派專人觀測頂、底板齒塊，看是否有裂縫等異常現象產生，如果有異常現象產生要立即上報。縱向預應力束道張拉完畢後，再依次張拉合攏段及直線段豎向、橫向預應力束道。
最後補拉先期的頂板、底板臨時預應力束到位。
5 合攏段混凝土的施工
在灌注合攏段混凝土之前幾天不斷濕潤合攏段兩端交接面的混凝土。交接面的鑿毛也需要嚴格控制，要到位。
合攏段混凝土澆注時間應選在一天氣溫中最低的時間，澆注完畢後氣溫開始回公升,這樣混凝土膨脹受壓比較有利。本聯箱梁邊、中跨合攏段混凝土的方量為18.7m3，混凝土澆注可在1.
5小時完成。根據當地晝夜氣溫分布規律和混凝土澆注所需時間，我們最後確定了混凝土澆注的時間區段為2：00～3：
30。合攏段混凝土灌注完畢後，需對合攏段混凝土進行覆蓋養護，合攏段左右各2-3公尺範圍內也應一起灑水養護，箱內箱外均應不間斷灑水，養護時間不少於7天。強調一點的是：合攏段混凝土澆注後，需要對該跨的頂板採取些隔熱措施，以免箱梁頂底板溫差變化太大。
合攏段混凝土收漿後，再予以覆蓋和灑水養生，如混凝土面有模板覆蓋時，在養護期間應使模板保持濕潤。
6 合攏時的體系轉換
6.1 體系轉化的驗算及要求
中跨合攏時，假設無約束條件下，兩懸臂端自由伸長量為：
1）式中：—無約束條件下，兩端懸臂梁自由伸長量；
—混凝土的熱膨脹係數；
—每端懸臂梁長，；
—懸臂梁中各分段梁某i號梁梁段長；
—溫度公升高值。
2）式中：—兩端懸臂梁在勁性骨架支頂力作用下的壓縮量；
—勁性骨架支頂力；
—混凝土的彈性模亮；
—懸臂梁中各分段梁某i號梁梁段面積；
這樣，兩端懸臂梁在勁性支撐約束下，由於樑內公升溫引起的伸長量為：
3）勁性支撐總的縮短量為:
4)式中：—中跨合攏段勁性支撐的截面積；
—中跨合攏段勁性支撐的長度；
—中跨合攏段勁性支撐的彈性模量；
—中跨合攏段勁性支撐的支頂力；
—勁性支撐的熱膨脹係數，它與混凝土基本一致。
則勁性支撐的截面應力：
5） 根據截面應力條件，則有
6) 根據合攏段變形協調條件，聯立公式（1）、（2），則有：
7） 由（ 4）、（5）兩式解得：
8) 根據本工程的實際情況,公式(1)～(8)中的引數我們取有了這些引數，便可計算出式(8)中右端的值為。由於合攏段施工的時間相對於混凝土收縮徐變來說還是短的，因此，勁性支撐的壓力約為。若水化熱溫公升為15℃，根據式（5），勁性支撐的截面應力為880mpa,大大超過了勁性支撐的容許應力205mpa。
因此，在邊跨合攏後，必須拆除26#墩、29#墩的鋼支點。須拆除26#墩、29#墩鋼支點還有以下原因：本聯連續箱梁25#墩、26#墩、29#墩、30#墩為活動支座（可沿縱向方向在一定範圍內滑動），而27#墩、2829#墩為固定支座，鋼支點的頂部通過鋼板與箱梁連成一體，鋼板與箱梁連線處極易在箱梁和勁性支撐的收縮產生的支頂力下產生裂縫。
26#墩、29#墩的鋼支點拆除時間為：邊跨合攏後，張拉、壓漿完畢。27#墩、28#墩的鋼支點拆除時間為：
次中跨合攏後，張拉、壓漿完畢。鋼支點拆除後，梁體落到永久支座上，實現了邊跨的體系轉換。四個鋼管樁的拆除盡量做到同時、同步。
拆除方法採用電焊機離底板底面40厘公尺處截斷。
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