浅谈连续梁悬臂浇筑合龙段中施工配重的原理及方法

浅谈连续梁悬臂浇筑合龙段中施工配重的原理及方法
发布时间：2021-10-19T02:41:28.671Z 来源：《基层建设》2021年第20期作者：谭冬梅[导读] 摘要：悬臂浇筑施工桥梁合龙的配重问题在施工过程中十分重要，文中以怀邵衡项目连续梁为例，阐述合龙段施工时施加配重的原理及方法。

中铁五局集团有限公司湖南长沙 410000摘要：悬臂浇筑施工桥梁合龙的配重问题在施工过程中十分重要，文中以怀邵衡项目连续梁为例，阐述合龙段施工时施加配重的原理及方法。

关键词：桥梁悬臂浇筑合龙连续梁配重引言
新建怀化至衡阳至邵阳铁路HSHZQ-5标一分部管段内连续梁有三座：分别为朱家冲特大桥（40+64+40）m连续梁、辰水特大桥（60+100+60）m连续梁、西洋江特大桥（48+80+48）m连续梁，均为三跨连续，其固定端支座均设置在路线方向2#主墩，施工工序为先合龙边跨再合龙中跨。

但凡节段施工的桥梁竣工合龙，标志着桥梁主体结构施工即将结束；同时是桥梁上部结构施工的重要工序，也是桥梁控制中的关键环节。

桥梁无论是对于悬臂施工的连续梁桥、连续刚构桥，还是节段拼装的拱桥，合龙质量往往是桥梁建设的成败关键。

当然，配重问题几乎是所有悬臂施工桥梁合龙过程中都会遇见的，也是其关键的步骤之一。

一、配重作用
配重按其作用可划分为基本配重和附加配重。

基本配重是指等量代换合龙段混凝土质量的配重；基本配重之外的即为附加配重，它适用于适当调节梁体变形、线形及应力等因数造成合龙端两节段之间限差超限问题。

设置配重的重要作用： 1）在浇筑混凝土过程中保持合龙段两端不发生相对位移。

在合龙段所浇筑混凝土质量的作用下，浇筑混凝土过程中会产生使悬臂端一定的下挠和偏转，这终将导致合龙段下缘几何尺寸加大，可能会使以往浇筑的节段混凝土底板局部开裂或松散，从而影响合龙段混凝土的浇筑质量。

如果预先施加与合龙段混凝土等质量的配重，并在浇筑混凝土时等量同步释放该配重，那么合龙段两端就不会因为浇筑混凝土而产生相对位移，从而保证混凝土的浇筑质量。

2）调整合龙段两端的高差超限。

受多方面因素的影响，合龙段两端的高程可能与设计高程不完全吻合，出现行业标准或现行标准规范规定的超限，这样会给合龙段劲性骨架锁定焊接施工带来困难，特别是劲性骨架采用内锁形式，就显现得尤为突出。

此时，利用悬臂端部附加配重，可将悬臂端的高程调整至期望值。

当然，出于对悬臂梁体强度的考虑，附加配重不能过大。

3）调整成桥后期混凝土的徐变。

基本配重在合龙段浇筑混凝土的同时随新浇筑混凝土数量的增加而同步逐渐卸除。

附加配重则在达到设计规定强度后方可拆除。

由于合龙前后结构体系发生了转变，因此，附加配重的加载和卸载对于桥梁结构影响是不能相互抵消；所以可以运用附加配重调整内力和后期徐变变形。

图1分别表示合龙前施加附加配重、合龙后拆除附加配重的弯矩图及其叠加后的弯矩图。

从图1可以看出：叠加后的内力全为负弯矩，即无论对中跨还是边跨，其作用都是使梁体上拱，这对减小成桥后由于混凝土徐变引起的主梁跨中下挠很有利；单从改善桥梁后期徐变的角度评价，附加配重当然是越大越好，但是过大的附加配重会对悬臂结构的内力构成极大威胁，悬臂结构更难以把握自身平衡的稳定性，从而导致结构自身失稳。

二、配重的设置方法
2.1配重形式的选择
配重选择的基本形式多样，主要根据施工现场自身环境形式来确定，大致分为：水配重、沙袋配重、预压混凝土块配重等等。

怀邵衡项目连续梁施工合龙段时，因其连续梁处于地理位置本就是跨越资江水系支流（辰水河道及西洋江河道），采用水袋盛水形式，安装水表采用流速计量模式进行单位量测，就更为明显。

由于水袋制作工艺便捷、轻盈，且容易满足低附加配重的要求，不易渗漏，即便出现漏水现象也易于修补。

用水作为基本配重，装卸很方便且容易控制；并且这一点在浇筑混凝土释放配重时更显优越。

2.2配重位置的选择
从配重对悬臂挠度作用的下过不难看出，配重设置在悬臂端部最好。

因此，除预留必要的施工操作空间外，配重在线路方向应尽量靠近悬臂前端；在横桥向，为了保持箱梁横向平衡而不至于发生侧向侧压力和扭转，配重应按横桥向均匀布置。

另外，边跨配重与中跨配重一般应同时同步施加。

这就是因为：
1）仅在边跨单独先施加配重会使单T结构的桥墩承受加大的不平衡力矩和上挠变形，对已成T构受力不利。

而且由于边跨合龙后结构发生了体系转换，即使在中跨侧再施加等量配重。

这种不平衡力矩也不能够完全消除。

图2中A表示边、中跨同时市价配重的弯矩图。

D表示边、中跨各自单独市价配重的总弯矩图。

由图2可见：A与D存在很大差异。

2）如果边跨单独施加配重，在边跨合龙后，中跨的配重会在边跨的影响下产生附加内力。

3）边跨单独施加配重会使悬臂梁发生较大偏转，造成另一悬臂端的高程发生较大变化，并使预先设计的配重无法正常施加。

4）各跨同时同步施加配重，有利于边跨合龙后尽快施工合龙中跨，使合龙这个较不利工况能够尽早完成。

因此，无论是从安全角度还是从思量方面出发，边跨和中跨同时施加配重是非常必要的。

2.3配重大小的选择
1）最大配重W总max的确定
从悬臂梁安全角度出发确定最大配重，根据设计图和结构的实际情况计算悬臂梁的实际承载能力，由此确定最大配重W总max W总max 包括基本配重W基本和附加配重W附加。

2）最小配重W总min的确定
根据合龙段重量及施工机具确定最小配重：
W总min=W基本+W附加1
其中W附加1包括合龙段的模板重量、吊架重量、水箱重量、施工机具和人员荷载。

最小配重是保证正常施工所必须的，结构的实际配重应在最大和最小配重之间选择。

3）附加配重W附加2的确定
W附加2=W附加高差+W附加应力+W附加徐变
根据合龙段两端的高差确定W附加高差，W附加高差仅为合龙段两端的配重差（仅加在一边），以保证合龙能顺利进行。

根据已实施结构的受力状态确定需要调整内力的幅度，以此反算W附加应力。

根据桥梁梁面高程及其徐变特点确定W附加徐变。

W附加应力和W附加徐变应根据线形监控单位合龙前线形监控成果综合协调考虑。

4）实际配重的确定
W实际=W基本+W附加1+W附加2≤W总max
2.4配重的释放方法
配重释放时要注意均衡对称，尤其是基本配重的释放，必须保证浇筑多少混凝土就应同步释放多少基本配重，以保证浇筑混凝土过程中结构不产生位移；这一点尤为重要，必须引起高度重视。

结语
连续梁合龙问题至关重要，历来受到广大工程技术人员的高度重视。

虽然近年来单位针对连续梁、连续刚构等已有许多成功合龙的实例；但对合龙构造、工艺及性能进行系统研究的文献并不是很多，对有些问题（特别是关键工序的控制）认识不够深刻，部分施工人员对合龙理论理解不深，工作中比较盲目和盲从。

本文对连续梁合龙中施工配重的原理及方法进行阐述，仅供参考。

参考文献：
[1]新建铁路怀化至邵阳至衡阳《时速200公里（60+100+60）双线预应力混凝土连续梁》怀邵衡施（桥）Ⅰ-4；
[2]《辰水特大桥60+100+60m预应力混凝土连续梁施工专项方案》；
[3徐君兰《大跨度桥梁施工控制》北京交通出版社2000；
[4]邹毅松《新编桥梁施工工程师手册》人民交通出版社2011；
[5]周水兴《路桥施工计算手册》人民交通出版社2001；
[6]《客货共运线桥涵工程施工技术指南》TZ203-2008铁道部经济规划院2008；
[7]《铁路预应力混凝土连续梁（刚构）悬臂浇筑施工技术指南》TZ324-2010铁道部经济规划院2010；。