橋梁工程中大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)研究

陳挺松

（江西省公路橋梁工程有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

目前，橋梁在公路工程沿線中的占比不斷增大，尤其是大跨徑橋梁。在大跨徑橋梁建設(shè)過程中，連續(xù)箱梁憑借施工簡單和質(zhì)量容易控制等優(yōu)勢得到廣泛應(yīng)用，而要想保證大跨徑連續(xù)梁施工質(zhì)量，有必要結(jié)合工程實際對其施工技術(shù)進行深入分析探討。

1 工程概況

某橋梁工程起訖樁號為K42+907.4—K46+720.6，中心處樁號為K44+814，總長約3813.2m，其上部結(jié)構(gòu)包括裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁、懸臂澆筑連續(xù)箱梁和支架現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，跨徑組成為：（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁+（50m+90m+50m）+（68m+120m+68m）懸臂澆筑連續(xù)箱梁+（40m+40m）支架現(xiàn)澆連續(xù)箱梁+（35m+60m+35m）懸 臂澆 筑 連續(xù) 箱 梁+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁+（5×30m）裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。

下部結(jié)構(gòu)為：0#橋臺為肋板式橋臺，116#橋臺為樁柱式橋臺。1#橋墩至16#橋墩與27#橋墩至115#橋墩的基礎(chǔ)均為樁基礎(chǔ)，墩身采用雙圓柱式墩；19#橋墩、22#橋墩、23#橋墩與24#橋墩的基礎(chǔ)也采用樁基礎(chǔ)，墩身采用雙方柱式墩；25#橋墩與26#橋墩的基礎(chǔ)同樣采用樁基礎(chǔ)，墩身采用方形墩；17#橋墩、18#橋墩、20#橋墩與21#橋墩的基礎(chǔ)同樣采用樁基礎(chǔ)，墩身采用空心墩。0#橋臺與16#橋墩至26#橋墩的頂部分別設(shè)置承臺；1#橋墩至6#橋墩、41#橋墩至44#橋墩、46#橋墩至48#橋墩、53#橋墩、54#橋墩、58#橋墩至60#橋墩、74#橋墩、84#橋墩、94#橋墩、113#橋墩至115#橋墩以及116#橋臺的頂部均不設(shè)置地系梁，而其他橋墩的頂部均設(shè)置地系梁。該橋梁樁基礎(chǔ)均采用摩擦樁，樁徑分別φ1.5m、φ1.8m 和φ2.0m三種，其中，樁徑為φ1.5m 的樁基共12 根，總長約396m；樁徑為φ1.8m 的樁基共512 根，總長約28600m；樁徑為φ2.0m 的樁基共8 根，總長約440m。

2 施工工藝

2.1 鋼管支架施工

該橋梁22#橋墩高度為14.5m、23#橋墩高度為16.5m、24# 橋墩高度為15.5m，承臺埋置深度為1.1m，回填土厚度為2～3m，據(jù)此計算支架高度約10m，符合高度不超過17.5m 的要求。支架立柱采用φ630×12mm 鋼管，共布置10 排50 根，橫梁為雙拼50a 工字鋼，縱梁為321 貝雷片，在此基礎(chǔ)上按60cm 的間隔距離設(shè)置20a 工字鋼作為橫向分配梁[1]。

2.2 模板安裝

該橋梁支架現(xiàn)澆連續(xù)箱梁每聯(lián)只有2 片梁，外模只使用2 次，而內(nèi)模則只使用1 次，使用定型模板，較為浪費?；诖?，外模由平模組拼而成，內(nèi)模為木模，內(nèi)、外模與對穿拉桿構(gòu)成穩(wěn)定的支撐體系，其中，外模在拆除后可重復(fù)使用，而內(nèi)模則予以破拆。模板安裝施工需嚴格按照以下工藝流程進行：底模支設(shè)—側(cè)模支設(shè)—支架預(yù)壓—端模支設(shè)—底、腹板鋼筋綁扎（包括倒角鋼筋與橫隔板鋼筋）—主梁縱向預(yù)應(yīng)力孔道布置—內(nèi)模支設(shè)—面、腹板鋼筋綁扎—孔洞及天窗等部位模板支設(shè)。

2.3 預(yù)壓加載

為保證梁體的質(zhì)量，支架搭設(shè)完畢鋪設(shè)底模板后必須進行預(yù)壓處理，以消除支架、支撐方木和模板的非彈性變形和地基的壓縮沉降影響，同時取得支架彈性變形的實際數(shù)值，作為梁體立模的拋高預(yù)拱值數(shù)據(jù)設(shè)置的參考。預(yù)壓采用袋裝土進行加載預(yù)壓[2]。預(yù)壓前先用水準儀測量支架頂面標高。逐級加載，觀察支架變形情況及穩(wěn)固情況。若發(fā)現(xiàn)支架本身問題，則停止預(yù)壓，采取加固改善措施。待預(yù)壓荷載達到梁體自重的120%時，測量支架頂面標高，并確保每天測量一次。觀測點布置為縱向5m 一個斷面，每個斷面3～5 個點，各測點標記醒目。預(yù)壓5d 后，分級逐層卸載，卸載后記錄測量值。在預(yù)壓過程中，當72h 內(nèi)累計沉降值小于3mm 時，可認為支架沉降結(jié)束，記錄此時的測量值。依據(jù)支架預(yù)壓測量數(shù)據(jù)，進行分析計算，得到地基和支架產(chǎn)生的非彈性變形值和彈性變形值。根據(jù)支架的彈性變形值考慮施工圖要求設(shè)置的預(yù)拱度要求等因素，最終定出預(yù)留高度并確定出底模頂面標高[3]。

2.4 混凝土澆筑

該橋梁支架現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的混凝土澆筑方量約為939.1m3，需連續(xù)施工約15h，對此在開工前必須做好準備工作，保證人員充足與分工明確。具體的分層分段方法為：通過試驗確定混凝土攪拌站實際生產(chǎn)能力，然后以施工過程中的模板溫度為依據(jù)確定混凝土的初凝時間，再結(jié)合澆筑方量計算確定具體的分層和分段長度，以確保上層混凝土可以在下層澆筑完成的混凝土達到初凝之前攤鋪到位。該橋梁支架現(xiàn)澆連續(xù)箱梁底板共分成1 層、5～6 段，腹板共分成2～3層、7～8 段，面板共分成1 層，3～4 段。底板的混凝土澆筑從腹板進行，施工人員進入箱梁內(nèi)部完成操作。在腹板混凝土澆筑過程中需安排專人值守，隨時觀察腹板表面翻漿情況[4]。

2.5 梁體張拉

該橋梁支架現(xiàn)澆連續(xù)箱梁只沿縱向布置預(yù)應(yīng)力鋼絞線，在混凝土實際強度不低于設(shè)計值的90%后開始預(yù)應(yīng)力張拉。在張拉開始前應(yīng)拆除支座周圍的底部模板，注意其他部位不可松動；使對穿拉桿松動，且模板與梁體之間脫離，但不可拆除。梁體預(yù)應(yīng)力張拉可帶模進行，但施工中要注意盡可能減小模板對梁體正常收縮造成的限制與影響[5]。

2.6 支架拆除

支架拆除需在落架之后進行，落架借助碗扣式支架，在每孔跨中按照均衡、對稱與均勻的原則向支座方向持續(xù)落架，并設(shè)置多個工作面。外模與碗扣式及鋼管支架的拆除均借助吊車進行，由于操作空間相對較小，所以施工中應(yīng)注意作業(yè)人員及設(shè)備的安全。

3 施工質(zhì)量通病與防治

3.1 支架現(xiàn)澆梁模板缺陷

3.1.1 表現(xiàn)

支架發(fā)生變形、梁底部凹凸不平或下?lián)稀⒘后w側(cè)模發(fā)生走動、模板之間的拼縫發(fā)生漏漿、接縫錯位、梁體線形未能保持順直、混凝土表面過于粗糙、封頭板未能保持垂直、箱梁中的倒角進入現(xiàn)澆混凝土當中或箱梁腹板和翼緣板之間的接縫未能保持整齊。

3.1.2 原因

支架所處地基未能保持穩(wěn)定；除了因支架發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象以外，梁底模板的鋪設(shè)未能達到平整和密實，與方木之間不密貼，或拋高值的設(shè)置不合理；梁側(cè)模表面的橫向與縱向圍檁剛度不足，或沒有根據(jù)模板自身受力狀況設(shè)好對拉螺栓；模板配置欠合理，如接縫沒有達到嚴密或縫隙雖然進行嵌縫處理，但處理不當?shù)萚6]。

3.1.3 防治

支架所在位置的地基應(yīng)有足夠強度，且表面保持平整，支架搭設(shè)所用材料要有良好的剛度與強度，立桿下部需設(shè)置好槽鋼或鋼板，確保立桿和地基之間的良好接觸。支架要以具體的荷載狀況為依據(jù)進行設(shè)計和布置，防止混凝土澆筑完成后出現(xiàn)下沉現(xiàn)象；在支架搭設(shè)過程中充分考慮荷載情況，結(jié)合相關(guān)技術(shù)規(guī)程保證布置的合理性；在支架表面鋪設(shè)的梁底模應(yīng)和梁體或方木達到密貼，將底模和方木墊好，并在鋪設(shè)底模的過程中充分考慮拋高值，具體數(shù)值采用荷載試驗的方法進行確定；在梁側(cè)模表面根據(jù)混凝土澆筑時施加的側(cè)壓力布置橫縱向圍檁，同時結(jié)合結(jié)構(gòu)狀況將對拉螺栓設(shè)置到位[7]。

3.2 錨頭下錨板處混凝土變形開裂

3.2.1 表現(xiàn)

在預(yù)應(yīng)力張拉完成后，處在錨板下方的混凝土產(chǎn)生變形與裂縫。

3.2.2 原因

通常情況下錨板周圍的鋼筋布置都很密集，若在混凝土澆筑過程中振搗不夠密實，就會導(dǎo)致混凝土松散或只有砂漿存在，降低此處強度；錨墊板下方鋼筋布置不足、受壓區(qū)面積不足、錨板及錨墊板厚度不足，都會導(dǎo)致在受力之后產(chǎn)生明顯的變形。

3.2.3 防治

錨板和錨墊板的厚度必須足夠，以保證剛度合格；在錨墊板的下方應(yīng)布置充足的鋼筋，以確保鋼筋混凝土可以承受由于張拉產(chǎn)生的應(yīng)力，包括壓應(yīng)力與主拉應(yīng)力；在混凝土澆筑施工中應(yīng)高度重視錨頭區(qū)，這是因為這一部位鋼筋分布較為密集，粗骨料很難進入，往往只有砂漿，對混凝土強度的形成造成很大影響。修補時，先將錨具取下，再將錨下已經(jīng)損壞的部分鑿除，然后用強度相對較高的混凝土進行修補，適當增加錨下墊板的面積與厚度，確保承壓面有效增大。

3.3 滑絲與斷絲

3.3.1 表現(xiàn)

預(yù)應(yīng)力張拉完成后，錨夾具無法將鋼絲或鋼絞線完全夾住，導(dǎo)致鋼絲或鋼絞線發(fā)生滑動，無法達到設(shè)計要求的張拉值。

另外，對鋼絲或鋼絞線進行張拉時，夾片將鋼絲或鋼絞線直接夾斷，齒痕深度較大，在夾片部位產(chǎn)生斷絲。

3.3.2 原因

錨夾片材料硬度指標未能達到要求，無法將鋼絲或鋼絞線完全夾?。诲^夾片材料硬度過高導(dǎo)致鋼絲或鋼絞線受損；錨夾片齒形或夾角不合理也有可能造成滑絲或斷絲；鋼絲或鋼絞線材料質(zhì)量較差，尤其是在硬度指標上有明顯起伏，無法和錨夾片的規(guī)格進行良好匹配[8]。

3.3.3 防治

對于錨夾片的硬度，不僅要檢查確定是否具有齊全的出廠合格證，還要在施工現(xiàn)場做好復(fù)檢，在條件允許的情況下還需要逐片復(fù)檢；將鋼絲或鋼絞線的硬度、直徑偏差和橢圓度都納入檢查項目中，若發(fā)現(xiàn)偏差超限或質(zhì)量不穩(wěn)定，則應(yīng)考慮更換鋼絲或鋼絞線；如果滑絲與斷絲沒有超過規(guī)范提出的允許數(shù)量，則可不進行處理，而如果整束發(fā)生滑絲與斷絲，或滑絲與斷絲數(shù)量過大，則要先將錨夾片取下，然后更換鋼束后重新進行張拉。

3.4 波紋管漏漿堵管

3.4.1 表現(xiàn)

穿束受阻，若在澆筑前穿束，則澆筑完成后可能無法拉動預(yù)應(yīng)力束。

3.4.2 原因

預(yù)應(yīng)力索管或波紋管之間的接頭部位由于脫開而產(chǎn)生漏漿，漿液進入孔道當中；預(yù)應(yīng)力索管或波紋管發(fā)生破損導(dǎo)致漏漿或施工中被人員踩踏或擠壓變形而破損。

3.4.3 防治

當使用波紋管時，其管材應(yīng)有良好的承壓強度與剛度，管材發(fā)生破損后不可使用。波紋管的連接需要以其號數(shù)為依據(jù)選擇適宜的配套管材。連接過程中兩端波紋管應(yīng)擰到相碰，然后立即用膠布或防水布進行密封。在混凝土澆筑過程中注意對預(yù)應(yīng)力管道進行保護，防止踩踏、碰傷與擠壓。如果發(fā)現(xiàn)破損，必須立即修補。澆筑施工開始后，需在混凝土達到初凝前借助通孔器進行檢查，并隨時拉動疏通?；炷翝仓瓿珊笞龊猛讬z查，一旦發(fā)現(xiàn)堵孔，必須立即疏通；若堵孔較為嚴重已經(jīng)無法疏通，則要采取有效措施確定堵孔具體位置，然后將該部位鑿開，將孔道疏通；若無法鑿開，則需將其廢棄。

3.5 預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不密實

3.5.1 表現(xiàn)

水泥漿通過入口進入孔道中以后，前方的通氣孔或觀察孔沒有漿水流過，或有溢漿，但過于稀薄。此外，通過鉆孔檢查可發(fā)現(xiàn)孔道內(nèi)存在空隙，甚至無水泥漿存在。

3.5.2 原因

灌漿開始前沒有用高壓水對孔道進行沖洗，導(dǎo)致灰漿進入管道內(nèi)以后，水分被吸走，使灰漿無法正常流動；孔道內(nèi)存在部分堵塞或障礙物，使灰漿傳輸時被堵；管道上的排氣孔被堵，在灌漿過程中空氣不能徹底排出；漿液從終端溢出后未能持續(xù)加壓，或加壓持續(xù)時間不足；灰漿制備不當，比如泌水率較高或水灰比較大，進而導(dǎo)致灰漿發(fā)生離析。

3.5.3 防治

灌漿前用高壓水對孔道進行沖洗，以去除雜物，并疏通和潤濕孔道；保證漿液配制質(zhì)量，漿液要有良好流動性，且不容易發(fā)生離析，可添加適量減水劑與微膨脹劑，但要注意所用外加劑不能對鋼束造成腐蝕，具體的配方與摻量需通過試驗的方法確定；管道和排氣口都應(yīng)保持通暢；在壓漿過程中需要從低處壓到高處，待高位孔眼溢漿后，將排氣口堵住并持荷加壓一段時間，在泌水徹底流干后封堵孔口；若管道長度較大或第一次壓漿未能達到要求，則可實施二次壓漿。

4 結(jié)語

綜上所述，大跨徑連續(xù)箱梁是當前橋梁工程常用的上部結(jié)構(gòu)類型，結(jié)合橋梁工程實際情況，對其支架現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工進行初步分析與總結(jié)，提出具體施工工藝方法和施工中經(jīng)常產(chǎn)生的質(zhì)量病害及相應(yīng)的防治措施，旨在為其他類似橋梁施工提供可靠技術(shù)參考。