常泰大桥上层高速公路节段梁拼装施工技术

常泰大桥上层高速公路节段梁拼装施工技术

史瑞斌 

（中铁大桥局第二工程有限公司   江苏 南京  210000）

摘要：常泰长江大桥位于江苏省境内连接常州市与泰兴市的跨长江大桥，是集高速公路、城际铁路、一级公路“三位一体”的过江通道。主要介绍公铁合建段上层高速公路节段梁架设，首孔墩顶块安装、墩顶块与墩身临时锚固、架桥机节前支腿临时支墩设置、架桥机拼装及节段梁架设胶拼施工技术。

关键词：节段梁、安装、锚固、支墩、胶拼

1、工程概况

常泰长江大桥位于江苏省境内连接常州市与泰兴市的跨长江大桥，其中14#-S12#墩为公铁合建段，上层高速公路由左右两幅3×（4×49.2）m预应力混凝土连续箱梁组成；

其中14#-S8#墩下层采用门式墩，上层高速公路桥采用框架墩。随着公路桥的逐渐引出，公铁合建墩的横桥向宽度逐渐加大。

S9#-S12#墩，铁路墩身与公路墩身分离。

图1-1  14#-S8#墩断面图图1-2  S9#-S12#墩断面图

上层高速公路每幅采用单箱单室等截面预应力混凝土箱梁，梁高3m，箱梁顶板横向宽16.3m，底板横向宽6.8m，悬臂长3.925m。箱梁采用节段预制拼装，预制节段长2.4~3.8m，现浇接缝长0.2m，节段最重梁段重145t，单孔梁总重1612t，单孔悬挂重量1273.4t。

图1-3 49.2m跨节段梁边跨示意图

2、节段梁拼装方案

高速公路上部结构采用节段预制、架桥机逐孔拼装工法进行施工，箱梁采用密齿型剪力键，环氧树脂接缝；预制好的节段梁通过船运至现场，利用现场160t桅杆吊上岸，分别在14#墩、S1#墩起始跨各设置一台200t固定式提升站，用于架桥机拼装及节段梁提升工作。

图2-1 架桥机总体布置图

3、节段梁施工重难点

3.1首孔墩顶块安装

首孔墩顶块安装采用纵移支架法施工，在14#墩和S1号墩下层梁面上设置纵移支架，支架由滑块、滑道梁、钢管桩、连接系及垫梁组成，14#墩和S1#墩的墩顶块由各自相邻提升站提升至纵移支架上，利用滑道梁上纵移装置(反力座+水平千斤顶+钢绞线）纵移至墩顶，墩顶设置三向千斤顶调整水平位置；安装支座，在支座灌浆强度达到设计要求后，移出千斤顶，完成节段梁纵移施工。

图3-1-1 墩顶块纵移

3.2墩顶临时锚固

中墩墩顶块与墩身设2排共12根精轧螺纹（单幅），每根精轧螺纹钢预拉25t（PSB930，直径40mm）通过墩顶块浇筑后浇部分混凝土实现临时锚固。

中支腿安装到位后时，与墩顶块锚固，节段梁预制时预埋2排共8根精轧螺纹（单幅），每根精轧螺纹钢预拉25t（PSB930，直径40mm）。中墩墩顶锚固布置图如下。

图3-2-1 中墩墩顶锚固布置图

交界墩墩顶块与墩身设4排共16根精轧螺纹（单幅），每根精轧螺纹钢预拉25t（PSB930，直径40mm）。

交界墩处联与联之间临时锚固，通过分配梁在墩顶锚固4根轧螺纹（单幅），每根精轧螺纹钢预拉25t（PSB930，直径40mm）。交界墩顶锚固布置图如下。

图3-2-2 交界墩墩顶锚固布置图

3.3架桥机前支腿下方临时支墩设置

为避免将较大的竖向荷载传到墩身侧面，采用了前支腿临时支墩将竖向荷载传至下层梁面或下层门式墩上。

左幅高速公路梁下方有一级公路梁面，左幅S2#墩-S12#墩前支腿临时支墩采用同种形式，钢管桩立柱支撑前支腿，钢管桩立柱上侧与框架墩进行附着，下侧支承在下层一级公路节段梁上的垫梁上，前支腿临时支墩结构如下。

图3-3-1 左幅S2#墩-S12#墩前支腿临时支墩布置图

右幅由于铁路梁逐渐分离，考虑通用性，右幅S2#墩-S4#墩的临时支墩为基本结构。

图3-3-2 右幅S2#墩-S4#墩前支腿临时支墩布置图

随着铁路梁墩身分离，下层铁路梁与一级公路梁的距离变大，右幅S5#墩-S7#墩下层铁路上垫梁改为一端支承在新增钢管桩上，新增钢管桩支承在设置于门式墩上的垫梁上，为减小下层垫梁的悬臂长度，将临时支墩位置调整靠近框架墩。

图3-3-3 右幅S5#墩-S7#墩前支腿临时支墩布置图

S8#墩处有两个边跨墩顶块，前支腿临时支墩与墩身距离变大，设置于下层门式墩上的垫梁悬臂过大，右幅S8#墩的新增钢管桩支承由单根变为双根。

图3-3-4 右幅S8#墩前支腿临时支墩布置图

S9#墩开始右幅高速公路下方开始没有铁路梁面，前支腿临时支墩需支承在门式墩上，其中一根钢管桩下方落于墩边，墩侧设置小牛腿进行支撑。

图3-3-4 右幅S9#墩前支腿临时支墩布置图

S10#墩- S11#墩处，由于垫梁位置与框架墩冲突，故采用分配梁将两根钢管桩的反力由三根钢管桩承担。

图3-3-5 右幅S10#墩-S11#墩前支腿临时支墩布置图

3.4临时存梁平台

由于节段梁梁体较宽，节段梁架设时采取尾部喂梁，节段梁错层吊挂保证较大的转向空间，当吊挂剩最后4榀时，提前将3榀梁90度转向后放至梁面对应吊挂位置，最后3榀梁通过起重天车进行吊挂。

图3-4-1

节段梁吊挂

架设右幅高速公路S5~S9，由于铁路梁开始逐渐分离，高速下方无法进行存梁，需搭设临时存梁平台放置3个梁段，保证节段梁吊挂转向空间。

图3-4-2 右幅S5~S9#墩临时存梁平台

4、架桥机拼装

高速公路架桥机总重1220t，主桁架总长140m，主桁中心距为10m，架桥机配1台250t起重天车，2台20t行车，架桥机支撑部分由前支腿、中支腿、后支腿组成。

架桥机中支腿安装：采用260t汽车吊站位在一级公路梁面组拼，单个中支腿总重95t，分4吊进行安装，最大吊重26.2t，汽车吊站位工作半径18m，配重85t，起重能力38.8t满足吊重要求。

图4-1 架桥机中支腿安装

架桥机主桁安装：架桥机两条主桁分别在地面整体拼装，利用14#墩、S1#墩200t提升站进行抬吊，单根主桁重388t。

图4-2 架桥机主梁安装

250t天车及20t行车利用200t提升站进行安装，前支腿及后支腿利用已安装好的天车进行组装，架桥机整机组装完成调试好后，进行荷载试验。

5、节段梁架设工艺

5.1节段梁架设

首孔节段梁架设利用S1#墩提升站将节段梁提升放至铁路梁面，架桥机天车将节段梁起吊转向90度进行吊挂，依次从小里程往大里程完成节段梁的吊挂。

图5-1-1 首孔梁架设示意图

其余孔节段架设采用在已架梁上放置1台运梁台车架桥机尾部喂梁，依次从大里程往小里程吊挂。

图4：首孔梁架设示意图

图5-1-2 其余孔架设示意图

5.2节段梁精调

节段梁预制时埋设监控点，测量根据监控指令坐标对每榀节段梁中线和标高复测。节段梁精调利用架桥机吊具上左右液压摇臂及前端液压摇臂对节段梁进行精确调整，精调完成后将吊杆精轧螺纹螺帽拧紧锁定。

图5-2-1架桥机吊具示意图

1#块段为胶拼基准块，梁场预制时在1#块与墩顶0#块顶板和底板处埋设预埋件，通过预埋件处焊接型钢进行固定。梁段胶拼时按横向误差±5mm，纵向误差±5mm，标高误差±5mm控制。

5.3节段梁胶拼

拼接面清理：清洁箱梁拼接面灰尘及混凝土残渣，确保节段断面整洁，否则在预应力张拉时可能会使局部应力集中造成混凝土面破损。

节段试拼，调整相邻梁体高程及轴线位置，将梁段拼接面逐渐靠拢，保证端面剪力键贴合严密，同时检查预应力孔道位置对接情况。试拼定位完成后，将节段梁平移开，留出抹胶操作空间。

环氧树脂配制：环氧树脂粘结剂根据不同温度做配合比；先将A、B组粘结胶分别用手提式搅拌器低速预搅拌，然后将B组全部倒入A组中，再进行彻底搅拌，搅拌时间2~3min，直至两种成分混合为颜色均匀的混合物，注意控制一次搅拌量，使材料可以在45min内完成涂抹。

涂胶：全断面覆盖厚度控制在2~3mm，梁段剂压后胶体厚度控制在0.5~1.0mm，初步固化时间不大于2小时，为确保拼装、张拉等工序在固化前完成，拌制完的环氧树脂一般宜在45min内涂刷完毕，90min内完成拼接。体内预应力管道采用塑料波纹管成孔，管道周围抹胶时注意在孔道边缘不宜涂抹过多，防止多余胶体挤入孔道造成堵塞，涂胶前在孔道处安装密封圈进行保护。

节段拼接：涂抹完毕后，及时移动待拼梁段，对位进行拼接，同时张拉临时预应力，使拼接胶在不小于0.3mpa的压力下固化，挤压后胶缝宽度在1.0mm左右，挤出多余的环氧树脂胶应及时刮除，并对梁体内预应力管道进行通孔，确保孔道畅通。

图5-2-1临时预应力钢齿坎布置图

5.4湿接缝施工

20cm湿接缝采用C55微膨胀混凝土，湿接缝外模和内模采用整体钢模，模板施工时先安装底模再安装外侧模，安装波纹管、安装腹板及顶板内模、拉杆紧固、浇筑湿接缝混凝土、养护。

5.5体外预应力施工

湿接缝强度达到设计强度90%且混凝土龄期不小于5d张拉体外预应力。

施工顺序：本孔箱梁架设完成→湿接缝强度龄期满足设计要求→准备工作→穿体外束→体外束张拉→减震限位装置安装→端部防腐。

张拉采用4台25t单孔千斤顶两端对称分级张拉，张拉时采用张拉力和伸长量双控，严格控制张拉力，并校核伸长量。

图5-5-1体外束施工

5.6体系转换

一联各跨架设完成后，将该联体内预应力张拉压浆完成，架桥机前移至下一联，拆除前一联的临时支座、解除墩顶块与墩顶之间的临时连接及支座竖向约束，完成体系转换。

6、结语

本桥节段梁采用架桥机逐孔拼装，湿接缝加胶拼法施工。根据本桥的特点，首孔架设墩顶块安装采用钢管支架纵移法施工，通过纵移支架工艺解决了空间、吊高及吊重限制条件下首孔梁墩顶块的安装。架桥机主梁地面拼装，主梁利用提升站整体提升，减少高空作业风险，缩短作业时间。节段梁胶拼施工，有效控制了节段预制质量，整体线性；胶拼作业时间短，施工速度快。

参 考 文 献：

〔1〕《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T3650-2020）