道路橋梁施工中現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)分析

張 睿

(山西路橋集團(tuán)第六工程有限公司，山西 太原 030600)

1 工程概況

某公路工程路線全長(zhǎng)約56.855 km，沿線建設(shè)一座長(zhǎng)度為495.66 m的高架橋。橋梁上部左幅第2聯(lián)、右幅第3聯(lián)采用現(xiàn)澆箱梁，其它各聯(lián)均為預(yù)應(yīng)力混凝土T梁；下部結(jié)構(gòu)，橋墩采用柱式墩(以左幅6#～8#墩及右幅7#～9#墩較為特殊，兩部分選用的是兩根方柱的結(jié)構(gòu)形式，其它部分均為三根圓柱)，橋臺(tái)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)。

2 橋梁現(xiàn)澆箱梁的優(yōu)勢(shì)

2.1 性能可靠

通過現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)的有效設(shè)置，為橋梁起到輔助作用。從結(jié)構(gòu)形態(tài)的角度來(lái)看，箱梁的跨度大、截面高度小，適應(yīng)于大跨度的橋梁工程，能夠維持橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對(duì)于全橋的安全使用有著重要的意義。

2.2 美觀性

現(xiàn)澆箱梁的施工具有靈活性，可根據(jù)工程要求和具體條件對(duì)箱梁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。并且，箱梁結(jié)構(gòu)自身的形式也具有多樣化的特點(diǎn)，可將其直接建設(shè)在墩柱上，無(wú)需配套墩頂蓋梁結(jié)構(gòu)，此時(shí)建設(shè)成型的橋梁呈現(xiàn)出較好的美觀性，有利于優(yōu)化橋梁外觀形象。

2.3 經(jīng)濟(jì)性

現(xiàn)澆箱梁施工流程精簡(jiǎn)，在不影響質(zhì)量的前提下，部分工序可被有效省去；現(xiàn)澆箱梁施工期間涉及到的施工材料較為常見，在此方面耗費(fèi)的成本較低。因此，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)還具有突出的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 適用性強(qiáng)

現(xiàn)澆箱梁對(duì)工程環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)，通常在各類環(huán)境中均可順利施工現(xiàn)澆箱梁，隨著橋梁跨度的變化或是平面曲線彎曲的變化，靈活地調(diào)整現(xiàn)澆箱梁的作業(yè)參數(shù)，以便順利建設(shè)現(xiàn)澆箱梁。得益于現(xiàn)澆箱梁適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，可有效突破地形對(duì)工程的制約。

3 現(xiàn)澆箱梁施工的現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

全面清理現(xiàn)場(chǎng)的雜草、樹根、大塊碎石等不利于施工的雜物，予以整平，得到平整、穩(wěn)定的施工基礎(chǔ)；以導(dǎo)線控制網(wǎng)為基準(zhǔn)，準(zhǔn)確測(cè)放支架的布設(shè)位置以及高程，后續(xù)根據(jù)測(cè)放結(jié)果高效搭建支架；此外，配套完善的排水設(shè)施，避免現(xiàn)場(chǎng)積水?，F(xiàn)澆箱梁的施工工藝流程。

4 現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)分析

4.1 支架的搭設(shè)

(1)支架立桿底座。采用15 cm×15 cm底托，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，于上方搭設(shè)重型門式支架，縱橋向間距100 cm。底板立桿橫、縱向間距分別為1.2、1.0 m；腹桿的橫、縱向間距分別為0.45 m、1.0 m；翼板立桿的橫、縱向間距分別為1.2 m、1 m。可調(diào)底座朝調(diào)節(jié)螺桿適當(dāng)外伸，長(zhǎng)度控制在20 cm以內(nèi)。為保證支架的整體穩(wěn)定性，內(nèi)外兩側(cè)均設(shè)交叉支撐裝置，同時(shí)以鎖銷連接的方法穩(wěn)固至門架立桿處；每排、每列縱向通長(zhǎng)連續(xù)布設(shè)水平加固桿，適配適量扣件，將加固桿構(gòu)件與門架橫桿穩(wěn)定連接；為支架布設(shè)縱橫向剪刀撐，提升支架的穩(wěn)定性。

(2)底模的安裝。支架搭設(shè)成型后，按設(shè)計(jì)圖紙中的橫坡坡度將底模板鋪設(shè)到位。相較于箱梁梁底，底模板的橫向?qū)挾刃枰^梁底兩側(cè)5 cm以上，做加寬處理后，以便在安裝到位的梁底模板上組織側(cè)模的安裝作業(yè)，使側(cè)模準(zhǔn)確到位并保持穩(wěn)定。底模間存在接縫，該部分用海綿膠條做填塞處理，提升嚴(yán)密性，防止混凝土澆筑期間漏漿。底模板安裝后應(yīng)具有平整性，錯(cuò)臺(tái)量≤1 mm。底模鋪設(shè)后，檢測(cè)底板標(biāo)高，將實(shí)測(cè)結(jié)果與設(shè)計(jì)標(biāo)高作對(duì)比分析，要求兩者一致。

(3)支架的靜載預(yù)壓。支架預(yù)壓的主要作用在于檢驗(yàn)支架的承載力，減小支架的非彈性變形和地基沉降量，以便高精度施工，保證橋面線形的合理性?，F(xiàn)澆箱梁的底模板鋪設(shè)到位后，安排支架的預(yù)壓荷載施工，堆載預(yù)壓材料選用的是砂袋，以箱梁的自重為參照基準(zhǔn)，按照50%、100%兩級(jí)有序加載。為檢驗(yàn)支架在堆載預(yù)壓期間的具體表現(xiàn)，每跨箱梁分別設(shè)三個(gè)斷面，各斷面布設(shè)兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，在堆載預(yù)壓全流程中加強(qiáng)觀測(cè)，期間作業(yè)人員采集數(shù)據(jù)并記錄，待連續(xù)三天的下沉量均在5 mm以內(nèi)時(shí)，根據(jù)觀測(cè)期間采集到的數(shù)據(jù)繪制箱梁的荷載變形曲線，以此為依據(jù)，確定合適的預(yù)拱度。支架加載后，安排卸載，而后重新標(biāo)定橋梁中心軸線，將下沉曲線與預(yù)留拱疊加，確定最為合適的箱梁底模標(biāo)高，根據(jù)此結(jié)果靈活調(diào)整承托，直至實(shí)際底模標(biāo)高與該值保持一致為止。

4.2 模板安裝

(1)外模的安裝

模板采用尺寸為1.22 m×2.44 m的竹膠板，厚度15 mm。在支架頂托上順橋向布設(shè)Φ48鋼管，于上方設(shè)方木。底模鋪設(shè)施工時(shí)，從一端開始逐步向另一端推進(jìn)，確保面板拼接的平整性，接縫順直，構(gòu)成完整的模板體系。腹板材料選用的是定型鋼模板，將該材料架設(shè)在已經(jīng)設(shè)置成型的型鋼桁架上，形成穩(wěn)定連接的關(guān)系，各腹板鋼模分節(jié)寬度按1.22 m予以控制。

(2)內(nèi)模的安裝

內(nèi)模的穩(wěn)定性需得到保證，為達(dá)到此效果，設(shè)置鋼管及頂托，兩者共同組成骨架支撐裝置；骨架材料為100 mm×100 mm方木，按照30 cm的間距有序設(shè)置到位。箱梁內(nèi)凈空高度82～142 cm，合理規(guī)劃好內(nèi)模骨架的布設(shè)位置，在不影響模板穩(wěn)定性的前提下，盡可能減少占用的凈空量，否則將由于空間的限制而加大模板安裝與拆除的難度，導(dǎo)致工程效率降低，甚至出現(xiàn)質(zhì)量問題。

4.3 支座的安裝

安裝前做足準(zhǔn)備，鑿毛混凝土墊石，用注入壓縮空氣的方法清理錨栓孔內(nèi)的雜物。向支座四角楔入鋼楔塊，經(jīng)過檢測(cè)與調(diào)整后使支座保持平穩(wěn)。支座底面與支承墊石間留20～30 mm空隙，安裝模板，用重力灌漿的方法完成環(huán)氧砂漿的灌注作業(yè)。在實(shí)際操作中，準(zhǔn)確計(jì)算漿體的需用量，準(zhǔn)備充足的漿液，將料桶向上提升直至超過支墊石約1 m為止，在此條件下，向清理后的支座螺栓孔內(nèi)伸入注漿管，逐根有序完成灌漿施工，此后調(diào)整注漿管的位置，轉(zhuǎn)至支座底面中心處，繼續(xù)灌漿。灌漿過程中，漿液依托于自身的重力作用向下流動(dòng)，有效填充待灌注的部位。

梁內(nèi)支座墊板與支座兩類裝置同步安裝成型，適配緊固螺栓，用于穩(wěn)固四角，使底模與支座墊板穩(wěn)定結(jié)合，以免出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。經(jīng)過混凝土灌注施工后，若無(wú)異常則將預(yù)先設(shè)置的連接鋼板和螺栓拆除，經(jīng)此操作后支座易受到外界因素的影響，因此加裝防塵罩，予以有效的防護(hù)。

4.4 鋼筋安裝

在模板上設(shè)置底板及腹板兩處鋼筋安裝位置以及間距的標(biāo)記，從下部開始逐步向上有序安裝，每完成一層鋼筋的安裝后隨即綁扎，相鄰兩層鋼筋間設(shè)置豎向鋼筋，起到連接的作用，并采取焊接措施，提高穩(wěn)定性。底層鋼筋是基礎(chǔ)部分，安裝后用3 cm高強(qiáng)砂漿墊塊墊置。待底板鋼筋安裝完成且無(wú)偏位、失穩(wěn)以及其它異?，F(xiàn)象后，繼續(xù)安裝腹板及橫梁兩處的鋼筋，并將兩部分的倒角鋼筋綁扎成型。

4.5 混凝土澆筑

分兩次完成澆筑作業(yè)，先是底板及腹板，后是頂板，最終澆筑成型。

(1)第一次澆筑

在底板頂面設(shè)置高度控制點(diǎn)，以此為參照，組織混凝土澆筑施工。以分層錯(cuò)位的方式澆筑，先澆筑5～10 m的底板，再?gòu)母拱迤鹗级碎_始，逐層澆筑并采取振搗措施，各層厚度不大于腹板高度的1/2。經(jīng)過腹板混凝土澆筑施工后，轉(zhuǎn)向下一段的底板、腹板，按照前述方法有序推進(jìn)，做到循環(huán)交叉施工?；炷两K凝時(shí)間達(dá)到24 h及更久時(shí)，鑿毛腹板頂部，采用此方法清理殘留的表層浮漿，直至該部分的粗骨料暴露于外界為止，此時(shí)有利于提高混凝土結(jié)合面的質(zhì)量。

(2)第二次澆筑

從一端開始，有條不紊地向另一端推進(jìn)。澆筑前，先測(cè)量中線，作為施工的參照基準(zhǔn)，并將頂面高程控制軌道布設(shè)到位，以吊裝的方法將混凝土振動(dòng)梁置于成型的軌道上，調(diào)整好裝置的姿態(tài)并試運(yùn)行，消除異常。此后，正式進(jìn)入混凝土澆筑環(huán)節(jié)，用輸送泵卸料，先由施工人員初步整平，再用振動(dòng)梁沿著預(yù)設(shè)的軌道勻速向前推進(jìn)，完成澆筑部分的振搗作業(yè)。振搗時(shí)加強(qiáng)質(zhì)量檢查與控制，混凝土面存在凹陷時(shí)，及時(shí)填補(bǔ)，使該處恢復(fù)平整與密實(shí)的狀態(tài)。振動(dòng)梁共2臺(tái)，前后錯(cuò)開2～5 m，全程穩(wěn)定在該距離范圍內(nèi)，避免碰撞。

混凝土澆筑后，密切觀察實(shí)際狀態(tài)，初凝則安排第一次抹面(設(shè)備采用的是抹面機(jī))，終凝前再次處理。

4.6 預(yù)應(yīng)力筋張拉

(1)準(zhǔn)備工作。箱梁腹板鋼筋安裝到位后，檢查預(yù)應(yīng)力筋，以便明確此類材料的平面位置和標(biāo)高，再將波紋管安裝到位。預(yù)應(yīng)力管的布設(shè)位置必須合理，否則易影響到預(yù)應(yīng)力筋的受力和應(yīng)力分布，因此相關(guān)工作人員必須嚴(yán)格依據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙安裝波紋管，保證波紋管位置的準(zhǔn)確性和材料自身的穩(wěn)定性。波紋管安裝后，用灌水法組織密封性試驗(yàn)，據(jù)此檢驗(yàn)波紋管的密封性能和接頭部位的嚴(yán)密性，試驗(yàn)后將管道內(nèi)殘留的水清理干凈，以便進(jìn)行后續(xù)的施工。

(2)預(yù)應(yīng)力筋穿束。在控制預(yù)應(yīng)力筋的長(zhǎng)度時(shí)，需要考慮到張拉端的長(zhǎng)度。在波紋管、錨墊板均安裝到位并且鋼絞線編束完成后，進(jìn)入鋼絞線穿束環(huán)節(jié)，此處采取人工穿束為主、卷?yè)P(yáng)機(jī)輔助作業(yè)的方案，要求每根鋼絞線均不出現(xiàn)受損、扭曲或是其它的異常狀況。

(3)預(yù)應(yīng)力筋的張拉。正式張拉前，先配備張拉設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定，計(jì)算鋼束的理論伸長(zhǎng)量，并確定張拉力與油表的對(duì)應(yīng)關(guān)系。待前述工作均落實(shí)到位后，全面檢查油泵和油路管道，判斷各自是否具有穩(wěn)定性、嚴(yán)密性、暢通性，若油泵和油路管道各方面均無(wú)誤，方可安排預(yù)應(yīng)力的張拉作業(yè)。張拉采用智能張拉機(jī)，在混凝土實(shí)測(cè)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%及以上并且同時(shí)滿足齡期至少為10 d的要求時(shí)，方可進(jìn)入張拉環(huán)節(jié)。張拉流程為：0→初應(yīng)力→1.05(持荷5 min)→σcon→錨固，分階段有序張拉。遵循“雙控原則”，即張拉力以及預(yù)應(yīng)力筋的伸長(zhǎng)量均要滿足要求。經(jīng)過張拉后，確定錨具外多余的鋼絞線，用砂輪機(jī)將該部分切除干凈。

4.7 孔道壓漿及封錨

從梁的一端壓入水泥漿，觀察另一端(排氣孔)的實(shí)際狀態(tài)，隨著漿液的不斷冒出，孔道逐步被填滿，經(jīng)一段時(shí)間后，若排氣孔無(wú)水或空氣排出，表明孔道壓漿達(dá)到飽滿狀態(tài)，隨即關(guān)閉排氣孔的閥門，穩(wěn)壓一段時(shí)間(壓力為0.5 MPa，時(shí)間為3～5 min，具體視現(xiàn)場(chǎng)壓漿施工情況做靈活的調(diào)整)，切實(shí)保證壓漿的飽滿性，此后關(guān)閉壓漿嘴閥門，停機(jī)。壓漿完成后，用契合于孔道尺寸的木塞封堵孔洞(壓漿孔和排氣孔)，以免漿液溢流至外部。為強(qiáng)化質(zhì)量控制效果，壓漿過程中制作試壓件，據(jù)此判斷壓漿施工質(zhì)量，同時(shí)對(duì)漿液的強(qiáng)度表現(xiàn)形成準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，確定漿液是否可達(dá)到吊裝強(qiáng)度要求，以便高效開展后續(xù)的工作。

對(duì)錨口混凝土做鑿毛處理，清理鋼筋上粘附的雜物，將錨端鋼筋網(wǎng)片安裝到位，并使其保持穩(wěn)定；復(fù)位張拉槽口截?cái)嗟匿摻?，以電焊的方法?shí)現(xiàn)連接，提升穩(wěn)定性；安裝錨端模板，于該處預(yù)留合適孔洞，以便澆筑封錨混凝土，待該部分材料的強(qiáng)度超過5 MPa時(shí)，允許將錨端混凝土拆除，隨后根據(jù)實(shí)際情況對(duì)錨口做適當(dāng)?shù)男拚?，得到結(jié)構(gòu)完整、穩(wěn)定可靠、外形美觀的結(jié)構(gòu)。

5 提高公路橋梁現(xiàn)澆箱梁施工質(zhì)量的具體策略

5.1 規(guī)范拆模，保證每道工序的施工質(zhì)量

混凝土澆筑成型后，進(jìn)入拆模環(huán)節(jié)。在公路橋梁現(xiàn)澆箱梁的模板拆除過程中，首先按照“先內(nèi)部模板、再外部模板”的順序依次拆除，待內(nèi)外部的模板均拆除后，開始拆除箱梁底部和腹板兩處的模板。部分模板的拆除過程中潛在安全隱患，例如模板脫落，為此需在拆模時(shí)適配支撐結(jié)構(gòu)，維持模板受力的均勻性，并對(duì)拆除方法做合理的優(yōu)化，可以從兩側(cè)開始同步拆除，全面保障模板拆除作業(yè)的安全性。

5.2 靈活應(yīng)用線型控制法，增強(qiáng)橋梁的美感

在保證橋梁現(xiàn)澆箱梁施工質(zhì)量的前提下，需要進(jìn)一步彰顯出橋梁的美觀性，以此來(lái)提高橋梁的綜合品質(zhì)。在現(xiàn)階段的橋梁現(xiàn)澆箱梁施工中，可以考慮提升箱梁腹板的方法，在對(duì)該類模板做適度的提升操作后，既能夠提高局部的施工質(zhì)量，又可增強(qiáng)橋梁的美觀性。

5.3 注重頂板內(nèi)模的防護(hù)，防止脫落、破損

現(xiàn)澆箱梁的頂板內(nèi)模必須足夠完整、穩(wěn)定，否則將對(duì)橋梁施工質(zhì)量帶來(lái)影響。在現(xiàn)澆箱梁混凝土完全成型前，設(shè)置的頂板內(nèi)模不可破損、脫落。為避免該類問題的發(fā)生，通常用鉚釘對(duì)頂板內(nèi)模做固定處理，使設(shè)置到位的頂板內(nèi)模始終維持穩(wěn)定。在后續(xù)的操作中，工作人員嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范進(jìn)行，注重對(duì)施工方法的合理化應(yīng)用，切實(shí)提升操作的規(guī)范性，從源頭上保證工程質(zhì)量，防止頂板內(nèi)模受損的異常狀況。而在確保頂板內(nèi)模穩(wěn)定可靠的前提下，將給后續(xù)施工打好基礎(chǔ)，有助于提升混凝土的成型效果。

6 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)在道路橋梁領(lǐng)域具有舉足輕重的地位，合理應(yīng)用施工技術(shù)是保證箱梁質(zhì)量的關(guān)鍵前提之一。在本文中，經(jīng)過分析后提出現(xiàn)澆箱梁關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)，以期給同仁提供參考。