大跨度、大體量現(xiàn)澆連續(xù)箱梁關(guān)鍵施工技術(shù)

周筱留 潘丹丹 李錦錦

摘 要：從寧波環(huán)城南路西延第九聯(lián)現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的施工實(shí)例出發(fā)，對(duì)大跨度、大體量現(xiàn)澆混凝土連續(xù)箱梁支架的設(shè)計(jì)、混凝土分段澆筑等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了論述，通過(guò)本項(xiàng)目施工的實(shí)踐，證明此方案具有良好的安全性和可操作性，取得了一定的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：大跨度;大體量;現(xiàn)澆連續(xù)箱梁;分段施工;高大支模架

0 引言

現(xiàn)澆連續(xù)箱梁整體性好，結(jié)構(gòu)形式可以根據(jù)橋梁受力變化調(diào)整截面尺寸，可以跨越較大尺寸的路口、河流等;但同時(shí)因施工工藝復(fù)雜，受現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境因素、施工時(shí)氣候因素、混凝土供應(yīng)因素影響大，施工質(zhì)量不易控制，特別是大跨度、大體量連續(xù)箱梁，一次成型混凝土澆筑量大，高大支模架風(fēng)險(xiǎn)高，在施工中如何控制現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的質(zhì)量和安全是工程的難點(diǎn)。

1 工程概況

寧波環(huán)城南路西延啟動(dòng)段工程位于寧波市海曙區(qū)，工程西起薛家南路，東至機(jī)場(chǎng)路;本工程采用“高架主線+輔道”的建設(shè)形式，標(biāo)準(zhǔn)段主線高架為雙向6車道，立交分合流區(qū)域局部雙向10車道。

主線高架第九聯(lián)Z26-Z29#墩跨躍進(jìn)河為（45.5+75+43=163.5）m三跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，橋面寬度 39.5 m，為單箱九室斷面，中支點(diǎn)梁高4.6 m，跨中和邊支點(diǎn)梁高2 m。

2 關(guān)鍵技術(shù)

（1）第九聯(lián)共三跨一聯(lián)，跨徑布置為45.5+75+43=163.5 m，橋面寬度39.5 m，全聯(lián)共需澆筑混凝土總量7 601 m3。

按一般施工工藝，一聯(lián)現(xiàn)澆箱梁分兩次澆筑混凝土，第一次澆筑底板、腹板，第二次澆筑頂板;這樣的話，第一次需要一次澆筑混凝土5 321 m3，第二次需要澆筑混凝土2 280 m3;這樣大體量的現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土，施工組織難度大，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，后時(shí)間段內(nèi)現(xiàn)澆作業(yè)對(duì)已澆筑混凝土質(zhì)量影響大，現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制難點(diǎn)多，易出現(xiàn)質(zhì)量隱患;如何選擇合適的現(xiàn)澆施工工藝，確?，F(xiàn)澆箱梁施工質(zhì)量，是本項(xiàng)目的關(guān)鍵施工技術(shù)。

（2）本項(xiàng)目主跨跨度達(dá)到75 m，中墩處箱梁高度4.6 m，邊墩處箱梁高度2.0 m;現(xiàn)澆箱梁高度高，單位面積箱梁施工荷載大，混凝土自重荷載最大達(dá)到11.96 t/m2！全聯(lián)混凝土自重達(dá)到19 762 t。

同時(shí)第九聯(lián)主線與橋下躍進(jìn)河斜交45°，地面橋樁位布置與躍進(jìn)河平行;主線支模架基礎(chǔ)布置時(shí)需要充分考慮地面橋施工、是否利用地面橋樁基等;高大支模架的設(shè)計(jì)、施工受環(huán)境限制較大，是本項(xiàng)目的第二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

3 現(xiàn)澆箱梁混凝土澆筑方案比選

3.1 方案比選

為了選擇更好的主線第九聯(lián)設(shè)計(jì)、施工方案，參建各方召開(kāi)了多輪次專題會(huì)議，希望能找到最優(yōu)的方案，考慮到前期Z26、Z29墩樁基、橋墩、蓋梁已經(jīng)完成，Z27、Z28墩樁基已經(jīng)完成，各方充分討論后形成了幾個(gè)方案，見(jiàn)表1。

3.2 推薦施工方案

經(jīng)過(guò)綜合對(duì)比各施工方案，考慮現(xiàn)場(chǎng)情況及結(jié)構(gòu)安全，主線橋第九聯(lián)采用整幅箱梁結(jié)構(gòu)，兩階段施工，先澆筑中跨箱梁，部分預(yù)應(yīng)力張拉完成后，再施工兩個(gè)邊跨箱梁;施工周期約120天。具體施工流程如下：

（1）第一階段施工中跨75 m及中跨兩側(cè)邊跨的各10 m，共95 m。

分兩步施工，先施工底腹板混凝土，共3 490 m3;第二步施工頂板混凝土，共1 495 m3。

待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，通長(zhǎng)束鋼絞線長(zhǎng)度95 m，兩端張拉。

（2）第二階段同步施工兩側(cè)邊跨的剩余部分，西端35.5 m，東端33 m。

分兩步施工，先施工底腹板混凝土，西段945 m3，東段886 m3，共1 831 m3;第二步施工頂板混凝土，西段405 m3，東段380 m3，共785 m3。

鋼絞線接長(zhǎng)，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，接長(zhǎng)束鋼絞線一端張拉。

4 高大支模架方案設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)，決定先施工主線高架橋，再施工地面橋;考慮到主線高架正斷面與地面橋正斷面存在45°夾角，且主線施工荷載超過(guò)地面橋設(shè)計(jì)荷載，主線高架支模架不利用地面橋結(jié)構(gòu)，具體方案如下：

主線第九聯(lián)箱梁支架考慮躍進(jìn)河兩側(cè)地質(zhì)條件較差，擬全部采用貝雷梁型鋼支架，基礎(chǔ)形式為：直徑Φ800 mm灌注樁+Φ609 mm鋼管樁+雙拼（三拼）HN700*300 型鋼橫梁+貝雷梁縱梁+碗扣支架;具部臨近承臺(tái)位置利用橋梁承臺(tái)做為支架基礎(chǔ)。

碗扣支架上方設(shè)置雙拼?48×3.5鋼管分配梁+（100 mm×100 mm方木）分配梁+15 mm厚竹膠板。主線第九聯(lián)碗扣支架間距300 mm～900 mm，方木布置間距120 mm～300 mm。

5 施工控制要點(diǎn)

5.1 支模架施工控制要點(diǎn)

（1）支模架自下而上進(jìn)行，施工順序?yàn)椋恒@孔樁基礎(chǔ)→樁帽→609鋼管安裝→HN700*300 型鋼橫梁安裝→貝雷梁縱梁安裝→20號(hào)槽鋼分配梁安裝→碗扣支架搭設(shè)→雙拼?48×3.5鋼管分配梁→（100 mm×100 mm方木）分配梁→15 mm厚竹膠板。

（2）鉆孔樁基礎(chǔ)完成后，鑿除樁頭，樁頭松散部分需清理干凈，然后施工樁帽，樁帽施工時(shí)注意預(yù)埋鋼板，鋼板頂面水平。樁帽頂面高程要充分考慮支架高度、609鋼管分節(jié)長(zhǎng)度合理確定，避免609鋼管切割調(diào)整高度。

（3）鋼管立柱安裝時(shí)要保證垂直度，底部與預(yù)埋鋼板焊接牢固，相鄰鋼管立柱之間設(shè)立連接剪刀撐。

（4）立柱頂部雙拼工字鋼與鋼管頂部工字鋼之間采用鋼板夾片焊接固定，以提高整體穩(wěn)定性。

（5）H型鋼采用定制長(zhǎng)度9 m規(guī)格，型鋼接頭采用雙面綴板焊接連接;雙拼或三拼H型鋼每隔2 m點(diǎn)焊加固，防止側(cè)翻。

（6）標(biāo)準(zhǔn)貝雷梁每節(jié)長(zhǎng)度3 m，進(jìn)場(chǎng)后先在橋下拼裝至1跨長(zhǎng)度，按方案設(shè)計(jì)兩片或三片利用橫向連接片固定，然后整榀吊裝至預(yù)定位置。

貝雷梁安裝從內(nèi)至外，確保安裝位置準(zhǔn)確，貝雷梁與橫梁交接處位于豎桿位置。

（7）分配梁安裝間距同碗扣支架縱距，確保碗扣支架下托放置于槽鋼分配梁內(nèi)。

（8）碗扣支架材料必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)收合格方允許使用，搭設(shè)支架時(shí)，先彈線確定支架位置，底座放置準(zhǔn)確;按立桿、水平桿、斜桿順序進(jìn)行安裝，每步架體完成后及時(shí)核對(duì)水平桿步距、立桿間距、垂直度等。

（9）底板弧形漸變段支架需設(shè)置必要的斜撐，斜撐垂直于底板。

（10）支架搭設(shè)完成后，及時(shí)進(jìn)行堆載預(yù)壓，堆載重量為施工荷載的1.1倍，并測(cè)量變形量，在底模安裝時(shí)根據(jù)支架變形量預(yù)調(diào)底模高程。

（11）支架拆除時(shí)依據(jù)先搭后拆的原則，自上而下逐層拆除;拆除時(shí)設(shè)立警戒區(qū)，非作業(yè)人員不得進(jìn)入警戒區(qū)。

5.2 模板施工控制要點(diǎn)

（1）立模順序：先立底模，再立側(cè)模。

模板采用15 m厚竹膠板，底模采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸竹膠板逐塊拼裝，底模完成后拼裝腹板模板，并調(diào)整標(biāo)高及線形，立好加固支撐等;最后處理模板縫。

（2）模板要潔凈，均勻噴涂脫模劑，采用雙面膠條填塞側(cè)模間及側(cè)模與底模間接縫，保證接縫嚴(yán)密平順，并隨時(shí)整修。

（3）澆筑混凝土?xí)r有專人檢查模板，防止跑模、漏漿。

5.3 鋼筋施工控制要點(diǎn)

（1）鋼筋安裝順序：底板鋼筋→橫梁鋼筋→腹板鋼筋→頂板鋼筋。

（2）橫梁鋼筋首先將普通鋼筋制成平面或立體骨架，骨架在模具上制做，焊接牢固，主筋骨架之間、骨架與斜筋之間采用雙面焊，

焊縫長(zhǎng)度不小于設(shè)計(jì)要求的鋼筋直徑的5倍，以免在吊裝過(guò)程中變形。

（3）橫梁高度最高超過(guò)4.5 m，鋼筋安裝時(shí)先采用?48鋼管搭設(shè)臨時(shí)支架，在支架上彈線確定鋼筋骨架位置，然后安裝下部主筋、上部主筋、彎起鋼筋，最后安裝分布筋;最后拆除臨時(shí)支架。

（4）鋼筋綁扎成骨架后，根據(jù)各預(yù)應(yīng)力鋼束的座標(biāo)和曲線要素，在骨架的箍筋上測(cè)量劃線，安裝波紋管定位筋、波紋管。

（5）張拉齒塊鋼筋、錨墊板加固鋼筋等最后安裝。

5.4 混凝土澆筑控制要點(diǎn)

5.4.1 混凝土澆筑施工組織

（1）現(xiàn)澆箱梁縱向分兩次（兩次之間預(yù)應(yīng)力設(shè)連接器），橫斷面分為上下兩次澆筑，第一次先澆筑底、腹板（至腹板倒角下口處），第二次澆筑頂板。

（2）主線第九聯(lián)第一階段采用4臺(tái)泵車，橋梁兩側(cè)各布置兩臺(tái)泵車，分別位于箱梁橫斷面兩側(cè)從兩端向中間進(jìn)行澆筑，澆筑時(shí)間約22 h;第二階段兩側(cè)各采用兩臺(tái)泵車，從低向高澆筑，澆筑時(shí)間約12 h;每臺(tái)泵車配備一個(gè)班組負(fù)責(zé)澆筑混凝土，1組質(zhì)量檢查驗(yàn)收人員，全橋配置1組沉降觀測(cè)人員。

混凝土澆筑原則為：縱向從低向高，橫向從端部往中間。先橫梁→底板→腹板→橫梁→底板→腹板、橫梁?；炷翝沧r(shí)縱向以階梯分段（分段長(zhǎng)度以15 m為宜，氣溫高時(shí)長(zhǎng)度適當(dāng)縮短），水平分層進(jìn)行，分層高度不得大于30 cm。

（3）混凝土澆筑順序：

第一步：澆筑橫梁混凝土，至底板倒角位置。

第二步：從橫梁向兩側(cè)澆筑底板混凝土;箱室腹板兩側(cè)混凝土澆筑至倒角，箱室中間澆筑至底板頂層鋼筋下方。

第三步：澆筑腹板混凝土，腹板混凝土至底板倒角位置翻出。

第四步：整理倒角位置翻出混凝土，澆筑剩余底板混凝土。

第五步：澆筑剩余橫梁、腹板混凝土;依次反復(fù)，縱向向前推進(jìn)，至完成本區(qū)所有混凝土。

5.4.2 混凝土澆筑注意事項(xiàng)

砼澆筑前，應(yīng)認(rèn)真細(xì)致對(duì)支架、模板、預(yù)埋件進(jìn)行一次檢查，模板內(nèi)的雜物、積水和鋼筋上的污垢清理干凈，對(duì)于模板有縫隙地方，應(yīng)填塞嚴(yán)密。施工插入式振動(dòng)器時(shí)，移動(dòng)間距不超過(guò)振動(dòng)器作業(yè)半徑的1.5倍;與箱梁的側(cè)模保持50 mm～100 mm的距離;插入下層混凝土的距離為100 mm左右，每一處振動(dòng)完畢后邊振動(dòng)邊徐徐提出振動(dòng)棒，避免振動(dòng)棒碰撞模板、鋼筋以及其他預(yù)埋件，對(duì)每一振動(dòng)部位，必須振動(dòng)到該部位混凝土密實(shí)為止。

振搗工作業(yè)范圍明確，每臺(tái)泵車一個(gè)振搗小組，不得交叉換位，避免漏振。

混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，如因故必須間斷時(shí)，其時(shí)間應(yīng)小于前層混凝土初凝時(shí)間，若超過(guò)初凝時(shí)間則必須按施工縫進(jìn)行處理。

混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)派專人對(duì)支架和模板進(jìn)行檢查和監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常變形和聲響應(yīng)立即停止作業(yè)。

5.5 預(yù)應(yīng)力鋼絞線接長(zhǎng)

本工程最長(zhǎng)鋼絞線達(dá)到163.7 m，因分段施工需要，第一階段混凝土澆筑完成后需要先進(jìn)行部分預(yù)應(yīng)力張拉，然后接長(zhǎng)鋼絞線，在第二階段混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線接長(zhǎng)工藝復(fù)雜，質(zhì)量要求高，是本項(xiàng)目的關(guān)鍵工序。

（1）連接器是由連接體、擠壓套、擠壓簧、工作夾片、錨墊板、螺旋筋、約束圈、保護(hù)罩等組成。

（2）擠壓式P型錨固頭制作注意事項(xiàng)：1）擠壓前檢查鋼絞線、擠壓套等，并清理，然后將擠壓彈簧套入鋼絞線端部并旋緊，最后套上擠壓套。2）把套好擠壓套的鋼絞線穿過(guò)擠壓?？祝⑹逛摻g線全部穿進(jìn)擠壓套內(nèi)，其一端抵在頂桿凹槽內(nèi)。鋼絞線、擠壓模與活塞桿應(yīng)在同一中心線上，以免擠壓套被卡住。3）擠壓過(guò)程要一鼓作氣完成，中間不得停頓。4）完成后錨固頭鋼絞線外端應(yīng)露出擠壓套筒1 mm～5 mm。

（3）連接器的安裝。在上一梁段張拉、壓漿完成后，將已擠好擠壓套的鋼絞線逐根掛入相應(yīng)連接體的卡口內(nèi)，擠壓套緊貼連接體槽口底部，鋼絞線應(yīng)平順，不得纏繞，整束鋼絞線應(yīng)松緊均勻。

（4）喇叭筒罩安裝。保護(hù)罩為喇叭狀，兩半用螺栓安裝好，并用扎絲扎牢，在保護(hù)罩與波紋管間安裝約束圈;保護(hù)罩兩半之間、與錨墊板間可用玻璃膠進(jìn)行密封。

保護(hù)罩安裝時(shí)注意壓漿排氣孔要預(yù)留好。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)環(huán)城南路西延主線第九聯(lián)大跨度現(xiàn)澆箱梁的實(shí)際工況，對(duì)大跨度、大體量混凝土現(xiàn)澆施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析研究，驗(yàn)證了大跨度、大體量現(xiàn)澆連續(xù)箱梁分段施工、高大支模架方案設(shè)計(jì)的可行性，為今后類似工程支架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)和施工提供有益的參考和借鑒。

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