大縱湖互通C匝道橋現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)

胥 疆

（中鐵十五局集團(tuán)第五工程有限公司，天津 300133）

1 工程概況

阜寧—溧陽高速公路建湖—興化段是《江蘇省高速公路網(wǎng)規(guī)劃（2017—2035年）》“十五射六縱十橫”高速公路網(wǎng)中“縱三”（編號S35）的重要組成部分。路線始于阜建高速公路終點(diǎn)九龍口樞紐，終點(diǎn)順接興泰高速公路興化南互通，路線全長71.72km。

大縱湖互通C匝道橋位于阜寧—溧陽高速公路建湖—興化段的JX-YC6標(biāo)段，其中心里程樁號為CK0+668.148，全長 367.2m，孔跨布置為 3×（4×30m），下部結(jié)構(gòu)形式為柱式墩、薄壁墩、肋板臺、樁基礎(chǔ)，箱梁48片，樁基48根，墩臺18個。

大縱湖互通C匝道橋第1聯(lián)上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，現(xiàn)澆箱梁采用盤扣式鋼管滿堂支架法施工?？绲缆番F(xiàn)澆設(shè)置過車、過人門洞。

2 施工流程及方案

支架現(xiàn)澆梁施工工藝流程如圖1所示。

圖1 支架現(xiàn)澆梁施工工藝流程

施工前，先對施工現(xiàn)場進(jìn)行場地平整，并進(jìn)行地基承載力檢測，進(jìn)行支架搭設(shè)（如基礎(chǔ)承載力不滿足要求需處理地基），然后鋪設(shè)底模，進(jìn)行預(yù)加載試壓，立模綁扎鋼筋，澆筑混凝土，待整聯(lián)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后，張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線，真空輔助灌漿。

2.1 地基處理

支架安裝前先進(jìn)行地基處理，清除支架范圍內(nèi)地表雜物和植物，用機(jī)械整平場地并碾壓，再在地面上澆筑100mm厚C20混凝土，地基滿足設(shè)計(jì)承載力后再安裝支架，在支架基礎(chǔ)四周挖好排水系統(tǒng)，待箱梁施工完成后，清除混凝土基礎(chǔ)層。

2.2 支架結(jié)構(gòu)布置

在經(jīng)過處理的地面基礎(chǔ)上按設(shè)計(jì)距離鋪設(shè)木方，以降低地基應(yīng)力，支架下托盤直接置于木方上。鋼管腳手架頂部設(shè)可調(diào)螺桿，以調(diào)整底模標(biāo)高，可調(diào)螺桿上設(shè)槽鋼分配梁，分配梁上再鋪縱向木方，木方上再鋪設(shè)底模、側(cè)模鋼管需保證橫向和縱向均成直線，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)橫縱距離布設(shè)。

2.3 加載預(yù)壓

2.3.1 加載方法

加載重按箱梁自重110%進(jìn)行加載。采用預(yù)制混凝土塊作為加載材料，用汽車式起重機(jī)吊裝就位，并按預(yù)壓荷載分布圖布置。

2.3.2 觀測點(diǎn)布置

在箱梁底模上，對應(yīng)箱梁腹板每隔5m布置觀測點(diǎn)；空腔和翼緣板每隔10m布置觀測點(diǎn)。在支架頂部水平橫桿上每隔10m布置觀測點(diǎn)。在鋼管支架橫桿上綁扎細(xì)鐵絲并懸掛垂球，垂球離地面約15cm，在垂球附近鋼管立桿上作好標(biāo)記（立桿與垂線距離0.3～0.5m），在同一高度的垂線上也作相應(yīng)標(biāo)記。

2.3.3 觀測頻次

加載過程中，荷載達(dá)到60%，80%，100%時各觀測1次，加載至110%后按每4h觀測1次，直至最后連續(xù)6次的沉降值＜1.0mm時方可卸載。

2.3.4 觀測方法

預(yù)壓時設(shè)專人進(jìn)行觀測，每級加載完成后用設(shè)置在箱梁底模上觀測點(diǎn)和鋼管支架橫桿上觀測點(diǎn)進(jìn)行觀測，均無異常后再進(jìn)行下步工序，并根據(jù)預(yù)壓結(jié)果按二次拋物線設(shè)置一定的預(yù)拱度。

1）箱梁底模觀測點(diǎn)用全站儀在箱梁底模觀測點(diǎn)上測支架沉降量和水平位移。

2）鋼管支架橫桿觀測點(diǎn)通過在鋼管頂層橫桿綁扎細(xì)鐵絲并懸吊垂球，垂球離地面大約15cm，然后分別在鐵絲上及附近鋼管立桿上的同一高度上作標(biāo)記，用鋼尺測量2點(diǎn)的相對標(biāo)高，并測量2點(diǎn)的相對水平距離L′。

2.3.5 非彈性變形測量

在底模安裝完成后，在模板頂面每個觀測點(diǎn)位置釘鐵釘作為基準(zhǔn)點(diǎn)，加載前進(jìn)行初始標(biāo)高測量，卸載后再進(jìn)行相對標(biāo)高測量，兩者之間差值Δ′，即為模型、支架、地基總的非彈性變形值。對地基混凝土面上布置的觀測點(diǎn)進(jìn)行加載前后觀測，兩者之間差值Δ″，即為地基非彈性變形值。

2.3.6 彈性變形測量

對底模觀測點(diǎn)進(jìn)行加載后（卸載前）測量，并與卸載后標(biāo)高進(jìn)行比較，差值Δ即為支架彈性變形值。

2.3.7 支架水平位移測量

在支架預(yù)壓前、預(yù)壓過程中和預(yù)壓后，采用全站儀測量支架頂部水平橫桿上布置的觀測點(diǎn)，計(jì)算支架位移量，從而進(jìn)行支架整體穩(wěn)定性控制。

2.4 模板安裝

采用全斷面整體澆筑成型方法施工，箱梁模板選用鋼模板和竹膠板，在支架頂按支架單元尺寸及步距鋪設(shè)工字鋼，在工字鋼上鋪設(shè)10cm×10cm木方，調(diào)平模底標(biāo)高，以準(zhǔn)備箱梁模板安裝。

考慮地基下沉和現(xiàn)澆混凝土?xí)r支架的壓縮變形，根據(jù)類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，對支架回彈變形進(jìn)行測量，以此對箱梁外模加設(shè)正施工預(yù)拱度。

模板安裝完成后，檢查驗(yàn)收是否滿足設(shè)計(jì)要求，并將腹板、橫隔板等設(shè)計(jì)輪廓精確放線于底板，以便于鋼筋綁扎和余下部分模板的安裝。

內(nèi)箱模板采用竹膠板。內(nèi)箱模頂板應(yīng)設(shè)置2～3塊活動木板，以便澆筑頂板時人員可下去檢查作業(yè)。

2.5 鋼筋安裝

鋼筋安裝前應(yīng)放線，并按順序安裝；安裝鋼筋時，在適當(dāng)位置加設(shè)混凝土墊塊，確保鋼筋保護(hù)層厚度。綁扎頂板鋼筋時，要注意預(yù)埋橋面梁端伸縮縫、護(hù)欄板、預(yù)埋件等需預(yù)埋的構(gòu)件。

2.6 混凝土澆筑

立模、綁扎鋼筋完成且經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后，即進(jìn)行混凝土澆筑，混凝土由標(biāo)準(zhǔn)化混凝土生產(chǎn)供應(yīng)中心集中拌合，混凝土運(yùn)輸車通過施工便道運(yùn)輸，混凝土泵車或布料機(jī)配合混凝土泵泵送入模。

2.7 預(yù)應(yīng)力鋼束施工

2.7.1 預(yù)應(yīng)力管道施工

預(yù)應(yīng)力鋼束管道均采用金屬波紋管，波紋管接頭采用比其大一個型號等級的波紋管套接，接頭長度為5D（D為波紋管直徑），接頭要對稱旋緊，并用膠帶紙纏好接頭處以防止混凝土漿滲入。波紋管外觀應(yīng)清潔，內(nèi)外表面都應(yīng)沒有妨礙黏結(jié)的油污、孔洞和不規(guī)則的折皺。其內(nèi)外徑和抗集中、均布荷載試驗(yàn)均應(yīng)滿足有關(guān)要求。波紋管的下料長度應(yīng)根據(jù)鋼束長度及錨具長度確定，波紋管伸入錨具的長度為錨具直段部分的長度。

波紋管在安裝前逐一進(jìn)行外觀檢查，并做U形滿水檢漏試驗(yàn)，作好檢查記錄備查。波紋管安裝時，首先進(jìn)行測量放線，確定波紋管的準(zhǔn)確位置，然后根據(jù)所放點(diǎn)位安裝波紋管，用10U形定位鋼筋進(jìn)行定位。按設(shè)計(jì)坐標(biāo)準(zhǔn)確安設(shè)波紋管，每隔1m加設(shè)1道定位鋼筋，曲線處每隔0.5m加設(shè)1道定位鋼筋，將波紋管牢固地捆扎在定位鋼筋上，確保管道位置準(zhǔn)確，不移位，不變形。所有定位鋼筋和防崩鋼筋均固定于梁體普通鋼筋上。安裝波紋管時，管道定位須準(zhǔn)確且管道的中心線與錨具墊板嚴(yán)格垂直，在混凝土澆筑前應(yīng)檢查波紋管是否有孔洞和變形，確保管道凈空；并在波紋管接頭處用膠帶包裹，用鐵絲扎緊，保證接縫嚴(yán)密，確保在混凝土澆筑過程中不漏漿。當(dāng)預(yù)應(yīng)力或配套的錨杯、螺旋筋等與鋼筋的位置發(fā)生沖突時，適當(dāng)調(diào)整鋼筋間距，保證預(yù)應(yīng)力筋位置準(zhǔn)確。

安放固定后的管道必須平順、無折角。普通鋼筋如與預(yù)應(yīng)力管道位置沖突，適當(dāng)調(diào)整普通鋼筋位置，確保波紋管位置準(zhǔn)確。若箱梁采用先穿鋼絞線后澆混凝土，在澆筑混凝土的過程中，必須采用空壓機(jī)不間斷向管道壓風(fēng)，同時安排專人用導(dǎo)鏈拖拽鋼絞線，防止水泥漿堵塞管道。

2.7.2 預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料

預(yù)應(yīng)力鋼絞線的下料長度應(yīng)通過計(jì)算確定，計(jì)算時應(yīng)考慮錨夾具厚度、千斤頂長度、彈性回縮值、張拉伸長值和外露長度等因素。下料采用砂輪機(jī)切割，在切口處兩端20mm范圍內(nèi)用細(xì)鐵絲綁扎牢固，以防止頭部松散。禁止用電、氣焊切割，以防熱損傷。鋼絞線應(yīng)梳整分根、編束，每隔1.5m左右綁扎鐵絲，使編扎成束順直不扭轉(zhuǎn)。編束后的鋼絞線應(yīng)順直并按編號分類存放。

2.7.3 預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿束

穿束順序?yàn)椋轰摻g線下料→鋼絞線編束→固定錨板安裝→擠壓頭施工→約束圈安裝→波紋管安裝固定→鋼絞線束穿管→波紋管與約束圈連接。

鋼絞線由人工配合卷揚(yáng)機(jī)牽引穿束。穿束采取整束牽引，先用單根鋼絞線牽引鋼絲繩貫穿整條孔道，然后鋼絲繩一端用卷揚(yáng)機(jī)牽引，另一端穿出后綁牢鋼絞線束頭，用卷揚(yáng)機(jī)慢慢把鋼絞線引進(jìn)管道內(nèi)。

穿束前將鋼絞線逐根理順，捆扎成束，以防在穿束過程中鋼絞線打絞、張拉時受力不均，導(dǎo)致有的鋼絞線達(dá)不到張拉控制應(yīng)力而有的可能被拉斷。預(yù)應(yīng)力鋼束按長度和孔位編號，穿束時核對長度，對號穿入管道。穿束時先將波紋管安裝固定于托架上，并將波紋管采用專用接頭接長進(jìn)行牢固連接，然后將2t卷揚(yáng)機(jī)的鋼絲繩系在引繩上，用人工先將引繩拉過波紋管，然后將鋼絲繩頭用卡環(huán)與鋼束頭接在一起，開啟卷揚(yáng)機(jī)將鋼束徐徐拉進(jìn)波紋管內(nèi)，在鋼束頭進(jìn)波紋管時，用人工協(xié)助使其順利入管。鋼束穿入后將波紋管與約束圈連接，同時安裝排氣管及螺旋筋，完成穿束工作。

2.7.4 預(yù)應(yīng)力張拉

千斤頂、壓力表、油泵校驗(yàn)合格后，組合成全套設(shè)備，進(jìn)行設(shè)備的內(nèi)摩阻校驗(yàn)，并繪出油表讀數(shù)和相應(yīng)張拉力關(guān)系曲線，建立匹配方程。對配套標(biāo)定的千斤頂、油泵、壓力表進(jìn)行編號。

對錨具進(jìn)行外觀檢查、硬度檢驗(yàn)和靜載錨固試驗(yàn)，應(yīng)從同批中抽取6套錨具，組裝3個預(yù)應(yīng)力筋錨具組裝件，進(jìn)行靜載錨固性能試驗(yàn)，其性能要求應(yīng)符合JGJ 85—2010《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》。

預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉嚴(yán)格按規(guī)定的張拉順序和張拉控制應(yīng)力進(jìn)行。施加預(yù)應(yīng)力時，混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，混凝土齡期不少于設(shè)計(jì)規(guī)定要求。張拉采用張拉力和伸長量雙控，以張拉力為主，鋼束伸長值作校核。實(shí)際張拉伸長值與理論伸長值應(yīng)控制在±6%范圍內(nèi)，每端錨具回縮量應(yīng)控制在6mm以內(nèi)。

預(yù)應(yīng)力張拉順序?yàn)椋?→初應(yīng)力→100%σcon（持荷5min）→錨固。

2.7.5 管道壓漿

張拉工藝完畢后，應(yīng)立即將錨具周圍預(yù)應(yīng)力筋間隙用水泥漿封錨。待封錨水泥漿抗壓強(qiáng)度達(dá)到2MPa后進(jìn)行壓漿，管道壓漿應(yīng)在張拉完成24h內(nèi)進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力管道壓漿采用真空輔助壓漿工藝，同一管道壓漿連續(xù)進(jìn)行，一次完成。

2.8 支架卸落和模板拆除

當(dāng)梁體預(yù)應(yīng)力孔道壓漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%，并得到監(jiān)理工程師確認(rèn)后，進(jìn)行支架卸落和底模拆除。

2.9 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成后及時養(yǎng)護(hù)，采用覆蓋土工布或草袋遮蓋混凝土外露表面，并定時灑水養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面始終處于濕潤狀態(tài)，以減少混凝土的收縮和徐變，防止裂縫現(xiàn)象發(fā)生，養(yǎng)護(hù)時間≥7d。

當(dāng)氣溫＜5℃時，應(yīng)覆蓋保溫層，不得向混凝土面上灑水。

3 結(jié)語

結(jié)合大縱湖互通C匝道橋工程，介紹了現(xiàn)澆箱梁施工方案、方法及措施，重點(diǎn)介紹了加載預(yù)壓及預(yù)應(yīng)力鋼束施工。工程實(shí)踐表明，該施工方案及方法合理，縮短了工期，降低了成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著，可為后續(xù)類似工程施工提供參考。