連續(xù)梁橋逐跨施工技術(shù)研究

仇利劍，饒世洪

（江西省現(xiàn)代路橋工程集團(tuán)有限公司，江西 上饒 334000）

0 引言

連續(xù)梁橋因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工便捷而在橋梁工程中廣泛應(yīng)用，連續(xù)梁橋與其他形式的橋型相比，接縫少、結(jié)構(gòu)剛度大、橋型平順、抗震性能優(yōu)良。梁橋主要承受彎矩作用，故其成橋內(nèi)力和線型設(shè)計(jì)對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)耐久性和功能性較為關(guān)鍵。連續(xù)梁橋通常采用逐跨施工的方法進(jìn)行施工，施工方法主要有預(yù)制節(jié)段主跨拼裝、逐孔現(xiàn)澆、懸臂、整垮吊裝逐孔架設(shè)等，必須結(jié)合工程實(shí)際情況選擇合理的施工方法。

當(dāng)前對(duì)于連續(xù)梁橋逐跨施工問(wèn)題的研究多集中于施工模板的使用、工期安排、預(yù)應(yīng)力筋張拉等方面，而對(duì)于施工期間主梁內(nèi)力及變形等的分析較少。連續(xù)梁橋逐跨施工方法較為特殊，施工過(guò)程也面臨從施工初期靜定體系向施工中后期超靜定體系轉(zhuǎn)換、從懸臂體系向連續(xù)梁體系轉(zhuǎn)換等問(wèn)題[1]，為此，必須在梁橋設(shè)計(jì)時(shí)分析逐跨施工不同節(jié)段梁體內(nèi)力及變形變化，甚至要圍繞施工階段某一過(guò)程進(jìn)行承載力和撓度控制設(shè)計(jì)。通過(guò)施工實(shí)踐中的分析，以掌握不同施工階段梁體內(nèi)力及撓度變化，以便為設(shè)計(jì)人員更加準(zhǔn)確地掌握連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)重點(diǎn)，并為同類工程的順利施工提供參考。

1 工程概況

某立交主線橋上跨S115省道一既有改擴(kuò)建路段，該立交橋?yàn)榈冉孛骖A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱形梁橋，按照單箱雙室等高斜腹板箱梁設(shè)計(jì)，一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)為25m+16×30m+25m。通過(guò)箱梁腹板高度調(diào)整橋面橫坡，箱梁中腹板、兩邊腹板高度分別為1.275m和1.2m、1.35m；左右兩幅獨(dú)立箱梁兩側(cè)懸臂長(zhǎng)度分別為2.22m和2.17m?？紤]到既有改擴(kuò)建路段交通量大，橋梁施工工期緊，為減少上跨橋梁施工對(duì)交通運(yùn)行的不利影響，故采用逐跨混凝土現(xiàn)澆、逐跨預(yù)應(yīng)力張拉的施工方式。

2 施工難點(diǎn)及方案

結(jié)合工程實(shí)踐，預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁逐跨張拉施工束型單一，線形流暢，省去了常規(guī)連續(xù)梁使用長(zhǎng)束張拉，交叉錨固的復(fù)雜過(guò)程，預(yù)應(yīng)力摩阻損失大幅降低，鋼束性能顯著提升。此外，連續(xù)束通過(guò)連接器接長(zhǎng)，不用增設(shè)錨固齒板，箱梁結(jié)構(gòu)自重減輕，工程質(zhì)量有保障，造價(jià)也更低。雖然預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁逐跨張拉施工技術(shù)對(duì)于直線橋具有理論上的可行性，但是從一端逐跨澆筑至另一端，工期較長(zhǎng)、支點(diǎn)多，產(chǎn)生溫度裂縫和收縮裂縫的可能性更大[2]，兩端伸縮縫維護(hù)工作量也較大?？紤]到以上難點(diǎn)，進(jìn)行本次立交主線橋逐跨施工方案設(shè)計(jì)。

從0#橋臺(tái)開始，在搭設(shè)好支架并預(yù)壓后將第1跨梁模板和鋼筋安裝至第2跨6.0m位置，立模后按照次序進(jìn)行底板、橫梁、腹板、頂板的混凝土現(xiàn)澆，并等混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束張拉；同時(shí)將腹板鋼束接長(zhǎng)至第3跨6.0m位置，按照順序逐跨澆筑至18#臺(tái)。

3 施工要點(diǎn)

3.1 滿堂支架施工

考慮到該橋梁工程施工主要在既有公路上進(jìn)行，以原行車道為支架地基，地基承載力和平整度均符合要求，故無(wú)需進(jìn)行地基處理。支架采用結(jié)構(gòu)輕巧靈活、使用簡(jiǎn)便、安裝快捷的門式腳手架，為便于展開流水作業(yè)，各作業(yè)面均配備4個(gè)節(jié)段支架。將底托放置在原路面，根據(jù)腳手架橫桿設(shè)計(jì)間距布設(shè)可調(diào)墊座，其上插設(shè)立桿，放置橫桿，擰緊后上碗扣，保證支架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。通過(guò)碗扣接頭連接立桿和橫桿時(shí)，必須將上碗扣滑動(dòng)至限位銷以上后旋轉(zhuǎn)，待橫桿接頭全部插入下碗扣安裝好后，落下上碗扣并鎖緊處理。待滿堂鋼管支架搭設(shè)完成后按照箱梁?jiǎn)挝幻娣e最大重量1.5倍的荷載對(duì)支架實(shí)施預(yù)壓后安裝模板。預(yù)壓節(jié)段長(zhǎng)度應(yīng)控制在10m左右，每跨現(xiàn)澆長(zhǎng)度總共為30m，故每跨應(yīng)分成三次預(yù)壓。此外，還應(yīng)在加水預(yù)壓前進(jìn)行各控制點(diǎn)標(biāo)高測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，通過(guò)可調(diào)頂托在結(jié)束預(yù)壓后調(diào)整支架標(biāo)高。

滿堂支架底層組架的組裝質(zhì)量直接關(guān)系到整架施工質(zhì)量，待兩層橫桿組裝完成后必須檢查水平框架直角度、縱向直線度、橫桿水平度，通過(guò)調(diào)整立桿可調(diào)座將橫桿間水平偏差控制在1/400L以內(nèi)（L為橫桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度）。

3.2 鋼筋制安

按照箱梁橫隔梁鋼筋→底板、腹板鋼筋→預(yù)應(yīng)力鋼束的次序進(jìn)行鋼筋安裝，并待檢驗(yàn)合格后進(jìn)行混凝土灌注，頂模及頂板鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼束安裝。安裝期間，要適當(dāng)調(diào)整鋼筋位置，避免縱向鋼筋和錨具發(fā)生沖突。

在鋼筋制安過(guò)程中，施工場(chǎng)地鋼筋必須按照鋼種、等級(jí)、規(guī)格及生產(chǎn)廠家分開堆放，并在鋼筋料堆下方墊襯、上方覆蓋，以避免生銹腐蝕。提前預(yù)制與主梁標(biāo)號(hào)相同且厚度符合設(shè)計(jì)要求的混凝土墊塊作為鋼筋保護(hù)層，各種規(guī)格的鋼筋均在加工場(chǎng)內(nèi)預(yù)制并運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)安裝。安裝鋼筋時(shí)，應(yīng)提前設(shè)置預(yù)留孔道和預(yù)埋件，并保證位置準(zhǔn)確、固定牢固。從骨架中心開始依次向兩端錯(cuò)開、對(duì)稱焊接，即通過(guò)分層調(diào)焊法焊接鋼筋骨架，為避免因電流過(guò)大或焊接不當(dāng)而引發(fā)咬筋，必須在焊接前調(diào)整好電流，并采用雙面焊操作。焊接結(jié)束后，敲除多余的焊渣，并進(jìn)行鋼筋安裝及焊接質(zhì)量自檢，合格后再報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)。

如果鋼筋安裝位置與錨件或預(yù)應(yīng)力管道位置存在沖突，必須調(diào)整鋼筋安裝位置，保證預(yù)應(yīng)力構(gòu)件位置完全滿足設(shè)計(jì)要求。鋼筋焊接過(guò)程中還應(yīng)防止電焊燒傷金屬波紋管道和鋼絞線，避免因混凝土堵塞管道或張拉斷裂而影響壓漿。

3.3 模板施工

該橋梁模板全部為剖面厚度18mm的膠合板，模板的制作安裝過(guò)程基本與普通現(xiàn)澆箱梁一致。當(dāng)前，現(xiàn)澆箱梁多以整體鋼模為外模，鋼模投入量大，但外觀質(zhì)量良好，模板移動(dòng)較為方便，可多次倒用，施工工期短，對(duì)于多跨數(shù)連續(xù)箱梁更為適用。而該梁橋施工過(guò)程主要在既有公路上進(jìn)行，為不影響正常交通，必須控制吊裝，故放棄整體鋼模，而采用膠合板。為便于流水作業(yè)，在各作業(yè)面同時(shí)配備內(nèi)模2套，側(cè)模和底模各4套。

3.4 混凝土澆筑

先澆筑橫隔梁，再依次澆筑腹板和底板混凝土。腹板混凝土灌注的過(guò)程中必須沿整個(gè)橫斷面以20～25°傾角的斜坡層逐漸向兩側(cè)推進(jìn)，混凝土灌注層厚度控制在30cm左右，并在底板處通過(guò)?10mmPVC管預(yù)留通氣孔。底板、頂板以及腹板混凝土灌注分別采用平板振動(dòng)器和插入式振動(dòng)器，振搗期間應(yīng)避免振動(dòng)器接觸、碰撞波紋管。

在混凝土澆筑前，應(yīng)通過(guò)人工方式徹底清除模板內(nèi)雜物，全面檢查材料、機(jī)具等是否符合施工要求?；炷翝仓┕け仨氀乜v向中心線對(duì)稱進(jìn)行，并實(shí)時(shí)檢查混凝土坍落度。振動(dòng)棒移動(dòng)間距應(yīng)控制在其作用半徑的1.5倍以內(nèi)，其作用半徑約為振動(dòng)棒半徑的9～10倍。振動(dòng)棒振搗期間必須和側(cè)模相距5～10cm，防止其觸碰模板及預(yù)應(yīng)力孔道，在上層混凝土振搗時(shí)，保證振動(dòng)棒插入下層混凝土深度在10cm左右。各部位混凝土均應(yīng)振搗至混凝土停止下沉、無(wú)氣泡且表面平坦無(wú)泛漿時(shí)結(jié)束，并將振動(dòng)棒緩慢提出。

混凝土澆筑前應(yīng)分別在L/2和L/4截面處底模下方掛設(shè)垂線，L為每跨長(zhǎng)度，并在垂線下方綁系鋼筋棍，在地面相應(yīng)位置同時(shí)埋設(shè)鋼筋棍，根據(jù)上下鋼筋棍偏移情況判斷混凝土澆筑過(guò)程中底板沉降程度，如果沉降量超出設(shè)計(jì)值，必須暫?；炷翝仓皶r(shí)查明原因并解決后再恢復(fù)澆筑?；炷翝仓^(guò)程中必須安排技術(shù)人員進(jìn)行模板和支架情況的跟蹤檢查，如出現(xiàn)漏漿，應(yīng)利用海綿條填塞漏漿孔。采用覆蓋土工布并灑水的方式養(yǎng)生7d以上，并確保養(yǎng)生期間混凝土外表面始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)；進(jìn)行張拉控制的混凝土試塊應(yīng)置于箱梁室內(nèi)，并采用同樣方式養(yǎng)生。

3.5 預(yù)應(yīng)力鋼束張拉

3.5.1 施工材料及機(jī)具

包括縱向腹板束、頂板束和底板束在內(nèi)的預(yù)應(yīng)力鋼束張拉施工劃分成18個(gè)節(jié)段，其中第1節(jié)段兩端張拉，其余節(jié)段一端張拉，腹板束由16根?j15.24高強(qiáng)低松弛鋼絞線編成一束，而頂?shù)装迨?根?j15.24高強(qiáng)低松弛鋼絞線編成一束。張拉端、固定端錨具型號(hào)分別為OVM15-16、BM15-5及BM15-5P，連接器型號(hào)為OVM15-16L和BM15-5L。

腹板以及底板、頂板鋼束張拉分別采用公稱拉力3 420kN的YCW-400型穿心式液壓千斤頂以及公稱拉力240kN的YDC-240Q型液壓千斤頂，還應(yīng)配備ZB4-500型高壓電動(dòng)油泵。

3.5.2 預(yù)應(yīng)力張拉

通過(guò)張拉應(yīng)力進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施加控制和伸長(zhǎng)值校核，根據(jù)試驗(yàn)，混凝土7d強(qiáng)度可達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%，故應(yīng)在混凝土澆筑結(jié)束7d后實(shí)施預(yù)應(yīng)力張拉。考慮到連續(xù)梁橋逐跨施工對(duì)混凝土有強(qiáng)度和齡期兩個(gè)方面的要求，齡期主要與彈性模量有關(guān)，彈性模量增長(zhǎng)通常比強(qiáng)度增長(zhǎng)滯后，當(dāng)彈性模量未達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)便實(shí)施張拉，會(huì)加大預(yù)應(yīng)力損失。

該連續(xù)梁橋逐跨施工預(yù)應(yīng)力張拉次序?yàn)椋?→σcon的10%（初應(yīng)力）→σcon（持荷2min錨固），完成張拉后必須將鋼束應(yīng)力調(diào)整至初始張拉力，同時(shí)測(cè)量實(shí)際伸長(zhǎng)值，實(shí)際伸長(zhǎng)值與按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTGT 3650—2020）所得到的理論伸長(zhǎng)值的誤差不得超出6%[3]。

3.5.3 鋼束接長(zhǎng)

采用OVM15L-16型周邊懸掛擠壓式連接器，完成鋼束張拉后先錨固連接體并壓漿，再將接長(zhǎng)鋼束的鋼絞線全部卡入連接體四周凹槽中，借助擠壓頭將鋼絞線卡死，將PVC壓漿排氣管安裝在外罩上，通過(guò)膠布纏緊各接合處，避免漿液滲入。

3.5.4 滑絲處理

對(duì)于滑絲等情況，必須更換夾片并通過(guò)小型千斤頂重新張拉。但在箱梁逐跨施工的情況下，連接器預(yù)埋于混凝土結(jié)構(gòu)中，連接器擠壓套滑絲后更換具有一定難度，為此，必須確保連接器擠壓套安裝施工質(zhì)量。根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTGT 3650—2020），若擠壓套滑絲數(shù)超過(guò)規(guī)范所列控制數(shù)時(shí)，必須及時(shí)更換擠壓套，如果更換難度較大，則應(yīng)在許可范圍內(nèi)通過(guò)提高其他鋼束預(yù)應(yīng)力值等措施予以補(bǔ)救。該橋梁鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1 860MPa，錨下控制應(yīng)力為鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的0.75倍，即1 395MPa，通過(guò)規(guī)范所規(guī)定的措施將余下鋼絞線錨下控制應(yīng)力提升至鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的0.8倍，即1 488MPa，處理效果良好。

3.6 封錨混凝土

通過(guò)以上步驟逐孔施工至18跨末端后，沖洗封錨處梁體混凝土并鑿毛處理，焊接封錨鋼筋后安裝模板，澆筑混凝土。待混凝土實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后將支架全部拆除，結(jié)束預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁施工。

4 加快工期的措施

節(jié)段越多，該連續(xù)梁橋逐跨分節(jié)段施工工期則越長(zhǎng)，為此，必須采取工期控制措施。首先是常規(guī)的加快工期措施，即在施工過(guò)程中應(yīng)保證前后節(jié)段緊跟作業(yè)，前一節(jié)段張拉壓漿前，除后一節(jié)段張拉工作縫鋼筋綁扎和內(nèi)模安裝以外的部位應(yīng)正常施工，并爭(zhēng)取提前完工；待完成前一節(jié)段張拉和壓漿后立即進(jìn)行預(yù)留段鋼束接長(zhǎng)、鋼筋綁扎、內(nèi)模安裝，以上施工環(huán)節(jié)全部完成后隨即澆筑節(jié)段混凝土，并循環(huán)往復(fù)完成其余節(jié)段施工。其次，考慮到該橋梁為上跨既有公路施工，前期因協(xié)調(diào)各方關(guān)系而施工緩慢，后期為趕進(jìn)度，經(jīng)業(yè)主方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理及施工方等專題研討，決定在采用常規(guī)措施無(wú)法滿足工期控制要求的情況下，應(yīng)通過(guò)預(yù)留工作槽以實(shí)現(xiàn)多跨混凝土同時(shí)連續(xù)澆筑。

在前一節(jié)段混凝土澆筑過(guò)程中或是在前一節(jié)段混凝土澆筑后，且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前，進(jìn)行后一節(jié)段底板、腹板混凝土澆筑，同時(shí)應(yīng)在兩跨之間預(yù)留3.0m寬的工作槽暫不澆筑，充當(dāng)前一節(jié)段張拉施工空間。待前一節(jié)段張拉施工完畢，后一節(jié)段頂板和工作槽混凝土澆筑后再一次性澆筑工作槽頂板、底板和腹板；澆筑后工作槽實(shí)際強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值后進(jìn)行一跨鋼束張拉，并按照次序依次施工。以上處理并未改變施工方案中所確定的逐跨張拉施工原則，故施工受力體系保持不變，但工期可節(jié)約4d/節(jié)段，并能展開多跨同時(shí)施工，提升勞動(dòng)力調(diào)配率及材料和機(jī)械利用率。

5 結(jié)語(yǔ)

本上跨既有改擴(kuò)建公路的立交橋工程采用逐跨連續(xù)施工，成橋內(nèi)力雖然與采用一次落架法施工的多跨連續(xù)梁橋成橋內(nèi)力存在差異，但因?yàn)楹奢d采用分步加載的方式，施工期間結(jié)構(gòu)體系處于不斷轉(zhuǎn)換中；多跨連續(xù)梁逐跨施工過(guò)程中，其預(yù)拱度設(shè)置必須根據(jù)成橋恒載撓度進(jìn)行反推，以確保成橋橋面平順。與整體施工相比，逐跨分節(jié)段施工程序更加復(fù)雜和嚴(yán)格，對(duì)施工設(shè)備、勞動(dòng)力要求更高，結(jié)構(gòu)受力分析及狀態(tài)控制也更為復(fù)雜，該連續(xù)梁橋逐跨施工采用滿堂支架逐跨現(xiàn)澆、逐跨張拉的施工工藝以及預(yù)留工作槽的施工方式來(lái)加快施工進(jìn)度，即未違背逐跨澆筑、逐跨張拉的施工原則，又有助于節(jié)省工期，可在同類工程中推廣應(yīng)用。