銀川跨濱河大道主線橋連續(xù)箱梁施工技術(shù)

胡韶軍

【摘 要】位于寧夏銀川市主城區(qū)和濱河新區(qū)之間的黃河公路橋引橋跨越銀川濱河大道主線橋采取雙副預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，跨度為40 m+70 m+50 m，為變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，施工內(nèi)容包括0#塊施工、懸澆段施工、邊跨現(xiàn)澆段施工、預(yù)應(yīng)力筋施工等。文章對銀川跨濱河大道主線橋連續(xù)箱梁的施工工藝、關(guān)鍵技術(shù)及施工工藝要點(diǎn)進(jìn)行闡述，為今后類似橋梁的施工提供工程經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】混凝土懸澆；全封閉式掛籃；橋梁施工

【中圖分類號】U445.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）12-0071-05

1 主體結(jié)構(gòu)概況

銀川跨濱河大道主線橋采用變截面預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，斷面形式為單箱單室斷面，0#塊梁高4.0 m，邊墩直線段梁高2.5 m，采用雙幅布置，在南側(cè)小里程至大里程跨徑布置為40 m+70 m+50 m，在北側(cè)小里程至大里程跨徑布置為50 m+70 m+40 m，單幅橋?qū)挒?7 m，中央隔離帶為0.5 m，雙副箱梁總寬度為34.5 m。箱梁采用懸臂現(xiàn)澆施工，縱向分段為13.88 m（邊跨現(xiàn)澆段）+2 m（邊跨合龍段）+5×4 m+3×3 m（8個(gè)懸澆段）+10 m（0#塊）+3×3 m+5×4 m（8個(gè)懸澆段）+2 m（中跨合龍段）+5×4 m+3×3 m（8個(gè)懸澆段）+10 m（0#塊）+3×3 m+5×4 m（8個(gè)懸澆段）+2 m（邊跨合龍段）+3.88 m（邊跨現(xiàn)澆段）。連續(xù)梁節(jié)段劃分如圖1所示。連續(xù)箱梁節(jié)段參數(shù)表見表1。

跨濱河大道主線橋連續(xù)梁平面、斷面圖如圖2、圖3所示。

箱梁采用縱向、橫向、豎向三向預(yù)應(yīng)力體系，縱向、橫向預(yù)應(yīng)力采用φs15.2高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，fpk=1 860 MPa。箱梁腹板束，頂、底板縱向束全部采用φs15.2-9、12、15、19、22高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，頂板橫向預(yù)應(yīng)力鋼束采用φs15.2-4高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，采用交替單端張拉。預(yù)應(yīng)力管道采用配套塑料波紋管，真空壓漿工藝灌漿。預(yù)應(yīng)力管道采用真空壓漿工藝灌漿。豎向預(yù)應(yīng)力采用精軋螺紋粗鋼筋，直徑為32 mm，單根張拉力為675 kN，豎向管道采用內(nèi)徑為50 mm的無縫鋼管，在頂板上進(jìn)行單端張拉。

1.1 連續(xù)梁主要工程數(shù)量

主要工程數(shù)量見表2。

1.2 總體施工技術(shù)

跨濱河大道主線橋連續(xù)梁采用掛籃懸澆施工（采用全封閉掛籃）。0#塊采用落地墩梁支架施工，支架鋼管內(nèi)填充混凝土并與箱梁0#塊通過錨筋進(jìn)行臨時(shí)固結(jié)。0#塊施工完畢后在其頂部拼裝菱形掛籃，采用掛籃對稱懸臂澆筑剩余節(jié)段，邊跨現(xiàn)澆段采用墩梁支架法施工，合龍段采用吊架法施工，合龍段設(shè)鋼支撐臨時(shí)鎖定，合龍順序?yàn)橄冗吙绾笾锌纭Ｓ捎趦煞g間距只有0.5 m，左右幅懸臂澆筑過程中前后錯(cuò)開3個(gè)節(jié)段，避免相互干擾，待一幅連續(xù)梁合龍后，再合龍另一幅連續(xù)梁。

2 支座安裝

支座安裝的技術(shù)要求：支座中心與主梁中心線偏位≤2 mm，支座順橋向偏位≤10 mm，支座高程允許偏差±5 mm，支座四角高差≤2 mm。

固定支座上下座板應(yīng)互相對正，單向、雙向活動支座上下座板橫向應(yīng)互相對正，縱向預(yù)留預(yù)偏量；盆式橡膠支座安裝完后，其地腳螺栓孔采用重力式灌漿的方式對錨栓孔及支座下方空隙灌滿M50流動性無收縮砂漿。

3 0#塊施工

跨濱河大道連續(xù)梁0#塊墩頂部位處梁高4 m，懸臂端梁高從4 m漸變至3.69 m，長10 m，重550.4 t。箱梁腹板垂直布置，腹板厚度為85 cm，0#塊墩頂位設(shè)橫梁，橫梁厚2 m，橫梁中部設(shè)1.4 m×1 m的過人孔。

3.1 支架搭設(shè)

0#塊支架從上至下依次為縱梁、橫梁、楔塊、砂筒、牛腿及立柱。0#塊支架采用鋼管混凝土支架+縱橫分配梁共同形成，4根φ1 000 mm×10 mm鋼管混凝土樁作為現(xiàn)澆支架立柱，立柱設(shè)在承臺頂面，與承臺預(yù)埋鋼板焊接，鋼管混凝土樁頂部鋼管壁四周設(shè)錨筋伸入0#底板內(nèi)（錨筋為直徑25 mm的螺紋鋼，每根管柱頂焊30根，錨筋與管柱間采用雙面圍焊，焊縫高度為10 mm，焊縫長度為150 mm，錨筋焊接完成后，鋼管內(nèi)填充C30混凝土），形成墩梁臨時(shí)固結(jié)體系，以抵抗0#塊及掛籃懸澆過程中產(chǎn)生的不平衡荷載。

在立柱上部設(shè)計(jì)位置焊接牛腿，牛腿頂擺放100 t砂筒（高度為225 mm，砂筒內(nèi)填充干燥潔凈砂子）、楔塊、橫梁（2I45b橫梁）、縱梁（I40b型鋼）形成支架平臺。

3.2 模板施工

（1）0#塊底模采用δ=1.5 cm厚優(yōu)質(zhì)竹膠板，小楞采用10 cm×10 cm方木，底板范圍間距為25 cm，腹板范圍間距為15 cm，大楞采用[8型鋼，間距60 cm布置一道。

（2）外模采用大塊整體鋼模，兼做掛籃外模；外模與桁架在地面分節(jié)組拼完成后整體吊裝。

（3）內(nèi)模擬采用大塊膠合模板，內(nèi)側(cè)模設(shè)背楞及背帶與外模通過對拉筋對拉。內(nèi)側(cè)模安裝完畢后，安裝鋼管腳手架，鋼管腳手支架用于支撐頂板底模，并穩(wěn)定內(nèi)側(cè)模，鋼管腳手架鋼管頂托上設(shè)10 cm×10 cm方木分配梁，上鋪膠合板并固定。

3.3 支架預(yù)壓

（1）支架搭預(yù)壓的目的：一是消除支架非彈性變形，實(shí)測其彈性變形值，為模板預(yù)抬值提供參考；二是檢驗(yàn)支架的安全性。

（2）預(yù)壓荷載根據(jù)施工荷載情況，選擇0號塊梁自重的1.25倍作為試壓荷載，用沙袋作壓重荷載，腹板和隔墻處荷載比較集中，堆放沙袋時(shí)，要按照單位橫斷面荷載分布情況進(jìn)行堆放，以便能真正模擬混凝土荷載，達(dá)到預(yù)壓的目的。預(yù)壓前在0號塊底模上設(shè)沉降觀測點(diǎn)，不少于4個(gè)橫斷面，每個(gè)橫斷面不少于3個(gè)觀測點(diǎn)，沙袋堆放完后，測出沉降觀測點(diǎn)的標(biāo)高，隔1天再測1次；測出支架的變形量。測點(diǎn)布置如圖4所示。

（3）預(yù)壓順序：支架搭設(shè)完畢→底模安裝→側(cè)模安裝→控制點(diǎn)抄平記錄→分級加載沙袋（按荷載重量的60%→100%→125%分級加載，各級加載后靜置15 min）→測量豎向及橫向變形→第三級加載后靜停30 min后分級卸載→分級卸載時(shí)測量其彈性變形值。

4 鋼筋綁扎

0號塊現(xiàn)澆段鋼筋種類多、數(shù)量大，構(gòu)造復(fù)雜。

（1）梁體鋼筋整體綁扎，先進(jìn)行底板及腹板鋼筋的綁扎，待內(nèi)模立好后再進(jìn)行頂板鋼筋的綁扎。

（2）鋼筋綁扎注意事項(xiàng)：{1}閃光對焊接頭截面積在受拉區(qū)不能占總受力鋼筋截面積的50%。鋼筋在同一截面焊接接頭不能超過總數(shù)的50%。{2}電弧焊接頭應(yīng)錯(cuò)開，接頭應(yīng)避開彎曲處，兩鋼筋接頭相距在30倍直徑以內(nèi)及兩焊接頭相距在50 cm以內(nèi)或兩綁扎接頭的中距在綁接長度以內(nèi)均視為處于同一截面。

（3）為箱梁外側(cè)鋼筋凈保護(hù)層厚度4 cm，箱梁內(nèi)側(cè)鋼筋凈保護(hù)層厚度為3cm，墊塊采用強(qiáng)度及厚度符合設(shè)計(jì)要求的墊塊，每1 m2墊塊數(shù)量不少于4個(gè)。

5 混凝土施工

5.1 混凝土澆筑

混凝土澆筑順序如圖5所示，由①→②→③→④→⑤→⑥。即先澆筑腹板倒角部分，再澆筑底板部分，第三是腹板部分，第四是頂板中間位置，第五是翼緣板懸臂段，最后是頂板與腹板結(jié)合段，澆筑總體順序?yàn)橛蓲旎@懸臂端向后進(jìn)行。

5.2 施工注意事項(xiàng)

（1）施工前重點(diǎn)檢查支架系統(tǒng)、模板支架、波紋管定位、鋼筋綁扎及保護(hù)層的位置、預(yù)埋件、預(yù)留孔洞位置的準(zhǔn)確性。

（2）澆筑順序：兩邊對稱均衡澆筑，兩側(cè)混凝土數(shù)量差不得大于2.0 m3。澆筑要在混凝土初凝前全部澆筑完畢。

（3）腹板高度大于2 m，必須采用混凝土串通進(jìn)行澆筑并振搗密實(shí)。

（4）梁面砼要用木抹收漿3遍，以防止混凝土表面龜裂。

（5）派專人觀測支架、模板情況，發(fā)現(xiàn)有異常，立即通知現(xiàn)場負(fù)責(zé)人進(jìn)行處理。

6 預(yù)應(yīng)力管道張拉、壓漿

（1）預(yù)留孔道是后張構(gòu)件制作的特殊工序，孔道尺寸、形狀、質(zhì)量對后張構(gòu)件的質(zhì)量有直接的影響。預(yù)應(yīng)力管道采用配套塑料波紋管，在需要接長時(shí)兩段管間旋入一段40 mm的連接管作為搭接頭，接縫處纏繞膠帶密封，以防漏漿預(yù)留孔道截面積不小于預(yù)應(yīng)力鋼筋束面積的2.5倍。對于單根預(yù)應(yīng)力筋，其孔道直徑應(yīng)比預(yù)應(yīng)力筋外徑大10～15 mm。波紋管安裝時(shí)，必須用定位鋼筋將波紋管與鋼筋骨架固定在一起，以防澆筑混凝土?xí)r波紋管上浮。同時(shí)，檢查波紋管位置是否符合設(shè)計(jì)要求。如鋼絞線、精軋螺紋鋼筋等管道與普通鋼筋發(fā)生沖突時(shí)，允許進(jìn)行局部調(diào)整，先調(diào)整普通鋼筋，然后調(diào)整精軋螺紋鋼筋，最后調(diào)整橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋。

（2）連續(xù)梁采用三向預(yù)應(yīng)力體系，張拉必須按設(shè)計(jì)要求順序進(jìn)行，在梁段砼強(qiáng)度及彈模均達(dá)到設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度的90%，才允許進(jìn)行張拉。鋼束張拉時(shí)，應(yīng)按張拉控制力與伸長量雙控，以控制力為主，伸長量作為校核，實(shí)測伸長量與計(jì)算伸長量之差應(yīng)在±6%之內(nèi)。{1}0#塊預(yù)應(yīng)力先張拉橫梁橫向預(yù)應(yīng)力，再張拉縱向、橫向、豎向預(yù)應(yīng)力。{2}張拉設(shè)備校驗(yàn)：張拉前必須對油泵、千斤頂、油壓表進(jìn)行校驗(yàn)；壓力表精度不低于1.0級，表面最大讀數(shù)應(yīng)為張拉時(shí)實(shí)際值的1.5倍；張拉機(jī)具一般超過6個(gè)月或使用300次后，均需重新校驗(yàn)。{3}質(zhì)量控制：張拉底板預(yù)應(yīng)力鋼束時(shí)必須先張拉長束后張拉短束。預(yù)應(yīng)力張拉以伸長量和張拉噸位雙控，伸長量超過±6%范圍時(shí)，應(yīng)停下檢查，分析原因并處理后方可繼續(xù)張拉。張拉時(shí)要嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力筋的斷絲、滑絲、回縮現(xiàn)象。鋼束張拉時(shí)，若出現(xiàn)斷絲、滑絲，其總數(shù)不得超過斷面鋼絲總數(shù)的1%，且一束內(nèi)斷滑絲不得超過1根，否則重新張拉。注意要做好張拉記錄。預(yù)應(yīng)力張拉之前，必須根據(jù)鋼絞線實(shí)際彈性模量計(jì)算出每束鋼絞線的理論伸長量。

鋼絞線：0→初始應(yīng)力（0.1σk）→張拉控制應(yīng)力（持荷5 min錨固）

精軋螺紋鋼筋：0→初始應(yīng)力（0.1σk）→張拉控制應(yīng)力（持荷5min）→0→拉至控制應(yīng)力錨固。

（3）壓漿。{1}預(yù)應(yīng)力張拉完后，壓漿一般不宜超過48 h；先用高壓水沖洗管道后，壓漿采用純水泥漿，水泥漿強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)要求，水灰比控制在0.4左右，水泥漿稠度控制在14～18 s，最大泌水率不超過4%，3 h泌水率不超過2%。{2}壓漿順序?yàn)橄认潞笊?，壓漿要平緩、均勻進(jìn)行，壓力控制在0.5～0.7 MPa，待出漿端壓出標(biāo)準(zhǔn)水泥漿時(shí)，關(guān)閉出漿口，開啟進(jìn)漿端蓋帽上出氣孔，將蓋帽內(nèi)壓滿水泥漿，密封出氣孔。開啟出漿端蓋帽上出氣孔，將蓋帽內(nèi)壓滿水泥漿，密封出氣孔，孔道內(nèi)加壓至0.7 MPa。穩(wěn)壓3 min，壓漿完畢及時(shí)封錨。

7 連續(xù)梁掛籃懸澆施工

7.1 掛籃概述

在0號塊上安裝掛籃（如圖6所示），菱形掛籃主要由桁架、提吊系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)和張拉操作平臺等6個(gè)部分組成。菱形掛籃結(jié)構(gòu)簡單，掛籃剛度大，變形小，移動靈活，外模、底模及內(nèi)模隨桁架一次到位，移動一次只需2～4 h。

模板系統(tǒng)：箱梁外側(cè)模采用整體鋼模板，面板采用6 mm厚的鋼板，外設(shè)槽鋼背楞及桁架支撐。整個(gè)外側(cè)模支撐在外導(dǎo)梁上，外導(dǎo)梁前端懸吊在主構(gòu)架前上橫梁上，后端懸吊在已成梁段頂板上（在澆筑頂板時(shí)的預(yù)留孔），后吊桿與外導(dǎo)梁間設(shè)有后吊架，后吊架上裝有滾動裝置，掛籃外移時(shí)，走行梁與外模一起沿后吊架滑行。內(nèi)模由內(nèi)模架、模板、橫帶、豎帶及調(diào)整絲杠等組成。內(nèi)模架吊在2根內(nèi)模走行梁上，走行梁前端吊在主構(gòu)架前上橫梁上，后端吊在已澆梁上（頂板預(yù)留孔），內(nèi)模架可沿內(nèi)走行梁滑行。內(nèi)模采用膠合板，底模板由底模架和底模板組成，底模架由縱梁和前、后橫梁組成，底模板為大塊鋼模。

走行系統(tǒng)：在主構(gòu)梁的2片桁架下的箱梁頂面鋪設(shè)2根軌道，軌道用鋼板組焊成Ⅱ型截面。軌道的底板錨固在預(yù)埋的豎向預(yù)應(yīng)力筋上。主桁前端設(shè)有前支點(diǎn)，沿軌道滑行，主桁后端設(shè)有后勾板，掛籃采用在滑道上設(shè)反力架，利用千斤頂拖動后勾板墊梁向前移動。

錨固系統(tǒng)：掛籃在懸臂灌注作業(yè)時(shí)，掛籃的后端用φ32 mm精軋螺紋鋼和后錨扁擔(dān)梁把菱形主構(gòu)架后節(jié)點(diǎn)錨固在軌道上，錨固時(shí)使后錨力全由精軋螺紋承擔(dān)。

張拉操作平臺：掛籃最前端懸吊的張拉操作平臺，采用型鋼及鋼筋拼裝而成。用倒鏈懸吊在主構(gòu)架上，通過倒鏈可升降，以適應(yīng)梁段高度變化及張拉需要。

7.2 掛籃預(yù)壓

采用編織沙袋按60%、100%、125%分級加載，加載過程中，沙袋按荷載分布情況堆放，模擬施工受力情況，加載最大重量為4號塊132.44 t的1.25倍，消除掛籃結(jié)構(gòu)的非彈性變形和測量掛籃前端各部件的變形量。

7.3 懸澆段混凝土澆筑

梁體混凝土經(jīng)輸送泵泵送到橋面，向兩端對稱輸送進(jìn)行對稱灌注，先底板、再腹板、最后澆筑頂板。按照順序澆筑，由前端向后端分層灌注，分層厚度約30 cm，兩側(cè)腹板應(yīng)對稱灌注。加強(qiáng)縱向錨墊板處、豎向筋錨墊板下、橫向筋錨墊板、錨固端和下倒角處混凝土的振搗。

8 合龍段施工

連續(xù)箱梁合龍施工時(shí)先合龍邊跨，再合龍中跨。合龍溫度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，合龍段兩端懸臂段高差及軸線應(yīng)符合設(shè)計(jì)或規(guī)范要求。

8.1 合龍段施工順序

邊跨現(xiàn)澆段及最后一個(gè)懸澆段施工完成→安裝臨時(shí)鎖定支撐及鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道，澆筑并張拉邊跨合龍段→拆除主墩臨時(shí)固結(jié)及邊跨臨時(shí)鎖定支撐（第一次體系轉(zhuǎn)換，雙懸臂結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為單懸臂簡支梁結(jié)構(gòu)）→中跨合龍臨時(shí)鎖定，澆筑中跨合龍砼→中跨砼合龍后，解除一個(gè)中墩（另一個(gè)主墩本身為固定支座）多余水平約束，即永久支座鎖定（變?yōu)閱蜗蜚q接，第二次體系轉(zhuǎn)換）→中跨合龍段張拉→拆除中跨合龍臨時(shí)鎖定支撐，縱向管道壓漿，剩余豎向、縱向張拉及壓漿。

8.2 合龍段鎖定施工

（1）邊跨、中跨合龍鎖定按照圖紙施工，鎖定應(yīng)為當(dāng)日氣溫最底且溫度相對恒定時(shí)進(jìn)行。

（2）合龍前使懸臂端與邊跨等高度現(xiàn)澆段臨時(shí)鎖定連接，盡可能保持合龍口相對固定，以防止合龍段混凝土在澆筑及早期硬化過程中因梁體收縮造成合龍口混凝土擾動產(chǎn)生裂紋。合龍口鎖定外部支撐勁性骨架采用“預(yù)埋件+外部勁性骨架”的形式，其支承位置為結(jié)構(gòu)傳力最大處，勁性支撐按設(shè)計(jì)要求布置，共計(jì)6根，布置于梁體外部（如圖7所示）。

（3）待合龍段混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，解除合龍口勁性骨架鎖定，避免影響合龍段預(yù)應(yīng)力張拉后混凝土的有效應(yīng)力。

（4）合龍段混凝土選擇在一天中氣溫最低時(shí)進(jìn)行澆筑，可保證合龍段新澆筑混凝土處于氣溫上升的環(huán)境中，在受壓的狀態(tài)下達(dá)到終凝，以防混凝土開裂。

（5）中跨合龍懸臂端壓重：為保證合龍口混凝土澆筑時(shí)兩懸臂端保持穩(wěn)定，防止因混凝土荷載作用時(shí)，懸臂端下?lián)蠈淆埗位炷猎斐捎绊?，合龍段施工采用換重法進(jìn)行，即鎖定之前，在合龍口兩懸臂端壓重，每端壓重量為合龍段重量的一半，合龍段混凝土澆筑時(shí)，對兩懸臂端壓重量卸載，卸載速度與混凝土澆筑速度保持一致。

（6）合龍段養(yǎng)生時(shí)間不小于7 d，當(dāng)混凝土強(qiáng)度及彈性模量均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時(shí)，解除合龍口鎖定。

（7）預(yù)應(yīng)力張拉完成后，拆除模板及吊架，解除墩梁臨時(shí)固結(jié)，完成箱梁體系轉(zhuǎn)換。

9 合龍段線形控制

合龍段是連續(xù)梁施工的重點(diǎn)，也是線形控制的重點(diǎn)。從第8號節(jié)段開始對合龍口兩側(cè)懸臂端中線、高程采用統(tǒng)一基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測和調(diào)控。邊跨現(xiàn)澆直線段高程誤差控制在2 mm以內(nèi)；將合龍口懸臂段兩側(cè)中線、高程偏差控制在15 mm以內(nèi)，當(dāng)兩合龍口兩側(cè)相對偏差在15 mm以上時(shí)，必須采取增加配重等措施進(jìn)行糾正。在整個(gè)合龍段混凝土施工中都要進(jìn)行變形監(jiān)測。

10 結(jié)語

隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大力開展，該類型橋梁會不斷涌現(xiàn)。本文通過對現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的施工工藝、關(guān)鍵技術(shù)的闡述，希望能夠?qū)σ院蟮氖┕けO(jiān)控工作起到一定的啟發(fā)作用。

參 考 文 獻(xiàn)

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[責(zé)任編輯：陳澤琦]