道路橋梁建設(shè)中現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工關(guān)鍵技術(shù)研究

摘要 文章主要針對道路橋梁建設(shè)中現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工的關(guān)鍵技術(shù)展開研究，以某大橋橋梁DK23+59～DK23+179樁號為例，討論了具體施工過程中所應(yīng)用的技術(shù)。結(jié)果顯示，此次施工期間各工序均嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)范，支架系統(tǒng)和混凝土澆筑情況的監(jiān)測結(jié)果符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，對于此類大型道路橋梁的建設(shè)，可通過支架預(yù)壓監(jiān)測、混凝土澆筑監(jiān)測的方式調(diào)整模板，有效提高結(jié)構(gòu)安全性，保障施工質(zhì)量，為同類型工程建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞 道路橋梁；現(xiàn)澆柱；連續(xù)箱梁

中圖分類號 U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）05-0146-03

0 引言

在現(xiàn)代道路橋梁建設(shè)中，現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術(shù)因其結(jié)構(gòu)性能優(yōu)越、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，具有較好的承載力，適應(yīng)復(fù)雜的地形條件，能夠滿足現(xiàn)代化交通網(wǎng)絡(luò)對于高通行量與安全性需求，得到了廣泛應(yīng)用。但該結(jié)構(gòu)對施工技術(shù)要求較高，涉及多個環(huán)節(jié)，需實(shí)時監(jiān)測過程，控制施工進(jìn)度與質(zhì)量。該文旨在對施工工程的關(guān)鍵技術(shù)展開分析，并通過支架預(yù)壓監(jiān)測、混凝土澆筑監(jiān)測等方式判斷施工過程的規(guī)范性，為后續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)提供數(shù)據(jù)參考，保證現(xiàn)澆筑連續(xù)箱梁的施工質(zhì)量。

1 工程概況

某大橋橋梁項(xiàng)目位于普通省道干線公路，里程樁號為DK23+59～DK23+179，全長120 m。橋梁結(jié)構(gòu)為連續(xù)箱梁，包含1#、2#、3#三座墩臺，采用雙線連續(xù)梁形式。1#墩基直徑為1.25 m，共10根，墩柱高度為15 m；2#墩基直徑為1.5 m，共16根，墩柱高度為20 m，墩帽尺寸為1.5 m×12 m；3#墩基直徑為1.25 m，共10根，墩柱高度為15 m。橋梁施工分為A、B、C三個階段。支架基礎(chǔ)采用C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高度為8 m，采用Φ48×3.5 mm的鋼管和扣件連接，并設(shè)置水平和豎向支撐，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。主體結(jié)構(gòu)采用C50強(qiáng)度混凝土，過程中嚴(yán)控澆筑速度、避免坍落。

2 現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架施工

2.1 準(zhǔn)備工作

現(xiàn)澆連續(xù)箱梁支架施工的準(zhǔn)備工作包括場地平整、材料準(zhǔn)備及施工方案的詳細(xì)制定。施工人員首先對目標(biāo)建設(shè)區(qū)域地質(zhì)進(jìn)行勘察，發(fā)現(xiàn)該工程項(xiàng)目位于深“V”斜坡地帶，面臨下伏地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜、土質(zhì)松軟、坡腳穩(wěn)定性差等難題。下伏地層主要由砂質(zhì)黏土、碎石層、粉砂層等組成，其中表土層、砂質(zhì)黏土層土質(zhì)松軟，承載能力低，容易發(fā)生不均勻沉降，施工難度較大。然后，進(jìn)行場地整平，使用壓路機(jī)對地基進(jìn)行碾壓，保證承載力達(dá)到300 kPa，以防不均勻沉降、地基滑移[1]。粉砂層、碎石層在高地下水位條件下容易出現(xiàn)流砂現(xiàn)象，造成地基不均勻沉降，影響施工穩(wěn)定性?；诖?，該工程決定將底部砂巖作為支撐持力層，并設(shè)計貝雷支架結(jié)構(gòu)，在基礎(chǔ)部分應(yīng)用C30混凝土以提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并配置47根C30長錨桿結(jié)構(gòu)。

2.2 施工過程

使用機(jī)械設(shè)備對施工區(qū)域進(jìn)行平整，確保地基表面平整無明顯凹凸，并鋪設(shè)500 mm厚度的碎石墊層，使用振動壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)處理，以提高地基的穩(wěn)定性和承載能力。具體支架施工步驟如下：

（1）鋼筋混凝土基礎(chǔ)的預(yù)制、澆筑。根據(jù)設(shè)計要求加工預(yù)制鋼筋籠，完成切割、彎曲、綁扎等工序。1#、3#墩基的鋼筋籠直徑為1.25 m，高度為15 m，2#墩基的鋼筋籠直徑為1.5 m，高度為20 m，采用Φ16 mm、Φ20 mm的鋼筋，綁扎間距為200 mm。主筋采用HRB400鋼筋，箍筋采用HPB300鋼筋。所有接頭均采用機(jī)械連接方式，連接長度不小于鋼筋直徑的35倍，確保連接強(qiáng)度與整體性。鋼筋籠制作完成后使用塔吊安裝，精確定位，確保鋼筋籠底部標(biāo)高與設(shè)計一致，垂直度偏差不超過5 mm。鋼筋籠固定完成后，開始混凝土的澆筑[2]?；炷敛捎肅50強(qiáng)度等級，通過泵送方式連續(xù)澆筑，避免出現(xiàn)施工縫。使用振動棒對混凝土進(jìn)行充分振搗，確保密實(shí)無氣泡。混凝土表面使用刮板和磨光機(jī)進(jìn)行找平抹光，平整度誤差控制在3 mm以內(nèi)。澆筑完成后，采用塑料薄膜覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于7 d，以確?；炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求。

（2）支架搭設(shè)。支架系統(tǒng)采用Φ48×3.5 mm規(guī)格的Q235B鋼管搭設(shè)，高度為8 m，豎向鋼管間距控制在1.5 m。

使用全站儀精確定位，每根立柱底部安裝鋼底座，并采用M20錨桿固定，錨桿埋深不小于200 mm，確?；A(chǔ)穩(wěn)固。立柱垂直度控制在1/1 000以內(nèi)，采用水平尺和激光儀進(jìn)行復(fù)核[3]。支架的橫桿、斜撐均采用φ48 mm、壁厚3.5 mm的鋼管。

（3）剪力支撐安裝。在支架系統(tǒng)搭設(shè)過程中，每隔3層立柱設(shè)置一道水平剪刀撐，水平鋼管與豎向鋼管通過扣件固定，確保支架系統(tǒng)的剛度與穩(wěn)定性。橫桿安裝時，水平間距為1.2 m，每個節(jié)點(diǎn)使用M16高強(qiáng)螺栓連接，螺栓預(yù)緊力矩控制在100～120 N·m之間，確保無松動。斜撐按45°角布置，連接點(diǎn)使用雙螺栓固定，以增強(qiáng)支架的整體穩(wěn)定性與抗側(cè)向力能力。

（4）頂托、承重梁的安裝。在支架頂部按1.5 m間距安裝可調(diào)節(jié)頂托，調(diào)節(jié)精度控制在±2 mm以內(nèi)，用于支撐模板、混凝土荷載。頂托安裝完成后，在其上布置120 b工字鋼作為承重梁，與頂托通過扣件和焊接形式進(jìn)行固定，其中焊縫長度不小于200 mm，焊接工藝應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》（GB 50661—2011）要求，完成焊接工藝后進(jìn)行無損檢測，確認(rèn)無裂紋、氣孔等缺陷。在承重梁上安裝模板，選擇14 b槽鋼與膠合板的組合結(jié)構(gòu)，并保證模板安裝階段每塊模板之間連接緊密無縫隙，以防止混凝土漏漿。同時，使用鋼筋綁扎、支撐桿固定模板，確保其在澆筑過程中不會發(fā)生變形。

（5）支架系統(tǒng)調(diào)整。使用全站儀對支架系統(tǒng)的垂直度、水平度進(jìn)行測量與調(diào)整。每根豎向鋼管的垂直度誤差不超過2 mm，水平支撐的水平度誤差不超過3 mm。對所有連接點(diǎn)進(jìn)行檢查和緊固，使用扭矩扳手確保扣件連接達(dá)到設(shè)計要求的扭矩值，確保支架系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。

2.3 支架預(yù)壓

對支架系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，確保無誤后按照設(shè)計荷載的1.25倍進(jìn)行預(yù)壓加載。此次工程采用分級加載方式，每級加載量為設(shè)計荷載的25%，加載順序應(yīng)從中間向兩側(cè)對稱進(jìn)行。在預(yù)壓過程中，使用液壓千斤頂逐級加載，每級加載完成后保持24 h，利用應(yīng)變計、位移計實(shí)時監(jiān)測支架系統(tǒng)的應(yīng)變和變形情況，記錄各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的位移數(shù)據(jù)。重點(diǎn)監(jiān)測支架頂托、承重梁、剪力撐等部位，確保在預(yù)壓荷載下各節(jié)點(diǎn)的變形均勻且無異常位移?，F(xiàn)澆箱梁的設(shè)計荷載為每米梁段150 kN，因此預(yù)壓荷載為每米梁段187.5 kN。在該工程中，采用水箱作為預(yù)壓荷載，將水箱布置在支架上方的模板，間距控制在1.5 m，向水箱內(nèi)逐步注水，直至達(dá)到預(yù)定荷載，預(yù)壓全程使用全站儀、位移傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)變化[4]。

支架施工中的預(yù)拱度設(shè)置是確?，F(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工質(zhì)量的關(guān)鍵，用于抵消混凝土澆筑后由于自身重力與施工荷載引起的下垂變形。針對支架施工的預(yù)拱度設(shè)置，其計算公式如下：

（1）

式中，Δh——預(yù)拱度（mm）；q——均布荷載（kN/m）；

L——橋梁跨度（m）；E——混凝土彈性模量（kN/m2）；

I——截面慣性矩（m4）。此工程中橋梁最大跨徑為28 m，q均布荷載計算為450 kN/m，預(yù)拱度計算結(jié)果為1.12 mm。

基于此，應(yīng)用千斤頂?shù)日{(diào)節(jié)工具逐步調(diào)整支架高度，構(gòu)成所需的預(yù)拱度，并按照預(yù)拱度調(diào)整模板結(jié)構(gòu)，保證模板與支架緊密貼合，避免出現(xiàn)變形。

3 現(xiàn)澆連續(xù)箱梁混凝土澆筑施工

在現(xiàn)澆連續(xù)箱梁混凝土澆筑過程中，應(yīng)確認(rèn)模板和鋼筋的安裝質(zhì)量，確保其位置準(zhǔn)確，鋼筋無位移、無雜物，并進(jìn)行充分潤濕。采用C50高強(qiáng)度混凝土，將坍落度控制在180±20 mm，采用泵送方式施工。使用插入式振動器振搗混凝土，每點(diǎn)振搗時間為10～15 s，振搗器移動間距為30～40 cm，確保無漏振、過振等問題，避免產(chǎn)生氣泡、冷縫。在澆筑過程中應(yīng)控制速度、避免堆積，保持45 min完成一個澆筑層，不超過混凝土初凝時間1.5 h。

結(jié)合工程實(shí)際情況，特別注意振動器插入下層混凝土50 mm，以消除層間縫隙。澆筑完成后進(jìn)行表面找平與修整，用工具均勻抹平表面、保持平整，并覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護(hù)，防止表面水分蒸發(fā)[5]。養(yǎng)護(hù)時間不少于14 d，每天保持混凝土表面濕潤。

4 結(jié)構(gòu)監(jiān)測

4.1 支架系統(tǒng)監(jiān)測

根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特征，選取道路橋梁某段進(jìn)行荷載分析與驗(yàn)算。該橋最大跨徑為28 m，最大高度為18 m，箱梁尺寸（寬×高）為22 m×18 m。根據(jù)規(guī)范要求，立桿步距0.5 m、1.5 m、2.0 m條件下，對應(yīng)的設(shè)計荷載要求應(yīng)分別控制為40 kN、30 kN、25 kN。工程選用扣件式腳手架，具體構(gòu)件型號及規(guī)格如表1所示。

對立桿荷載進(jìn)行計算，公式如下：

（2）

式中，Nq——腳手架結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值（kN），為1.01kN；Na——腳手架構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值（kN）；——施工荷載（kN）。計算結(jié)果N=19.14 kN。

根據(jù)設(shè)計的允許荷載，當(dāng)立桿直徑為60 mm時，單根立桿承受的允許設(shè)計荷載為55 kN。因此，立桿承受的19.14 kN荷載在允許范圍內(nèi)。

針對橋梁主要荷載的計算，結(jié)果如表2所示。

4.2 混凝土澆筑監(jiān)測

針對混凝土澆筑過程的監(jiān)測，該工程在澆筑區(qū)域內(nèi)均勻布置溫度傳感器、濕度傳感器、應(yīng)力傳感器。每個傳感器分別布置在混凝土內(nèi)部與表面。在混凝土澆筑過程中，每小時記錄一次混凝土內(nèi)部、表面的溫度。通過溫度傳感器，確?；炷恋臏囟染鶆?，內(nèi)部溫度不超過70℃，表面溫度與環(huán)境溫度差異不超過15℃。使用濕度傳感器監(jiān)測混凝土內(nèi)部與表面的濕度，相對濕度保持在85%～95%。用應(yīng)力傳感器實(shí)時監(jiān)測混凝土的應(yīng)力變化。所有監(jiān)測數(shù)據(jù)均通過無線傳輸系統(tǒng)實(shí)時上傳至監(jiān)控中心，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與預(yù)警。混凝土澆筑監(jiān)測數(shù)據(jù)如圖1所示。

由圖1可知，混凝土內(nèi)部溫度在澆筑初期從25℃逐步上升，最高達(dá)到70℃，約在澆筑20 h后達(dá)到峰值；達(dá)到峰值后，其內(nèi)部溫度開始逐漸下降，直到澆筑結(jié)束時降至62℃。表面溫度在澆筑初期從23℃逐步上升，最高達(dá)到42℃，約在澆筑20 h后達(dá)到峰值；達(dá)到峰值后，其表面溫度也開始下降，直到澆筑結(jié)束時降至38℃?；诖?，得出結(jié)論：內(nèi)部溫度、表面溫度均隨時間呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，這與混凝土水化反應(yīng)釋放的熱量有關(guān)。溫度升高較快且更高，表明內(nèi)部水化反應(yīng)較劇烈，需要加強(qiáng)降溫與保溫措施，表面溫度相對較低且變化平緩，說明表面散熱效果較好，但仍需注意與環(huán)境溫差，防止表面裂縫。

從濕度、應(yīng)力變化角度來看，相對濕度在澆筑初期保持在90%，隨后逐漸降低，穩(wěn)定在85%左右。濕度變化較小，說明施工現(xiàn)場濕度控制較好，有利于混凝土養(yǎng)護(hù)。內(nèi)部應(yīng)力在澆筑初期從0.5 MPa逐步上升，最高達(dá)到

2.6 MPa，約在澆筑18 h后趨于穩(wěn)定。在澆筑結(jié)束時，內(nèi)部應(yīng)力保持在2.5 MPa左右?；诖耍贸鼋Y(jié)論：相對濕度較高且穩(wěn)定，說明現(xiàn)場濕度管理得當(dāng)，有助于混凝土內(nèi)部的水化反應(yīng)。局部應(yīng)力逐漸上升并趨于穩(wěn)定，表明混凝土強(qiáng)度逐步增長且達(dá)到設(shè)計要求。整體來看，內(nèi)部應(yīng)力沒有出現(xiàn)突變或異常波動，結(jié)構(gòu)受力較均勻，可以看出此次工程有效避免因應(yīng)力集中導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)裂縫。

5 結(jié)語

該文系統(tǒng)性地分析了現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工中的關(guān)鍵技術(shù)，通過支架預(yù)壓、結(jié)構(gòu)監(jiān)測以及混凝土澆筑等環(huán)節(jié)的詳細(xì)探討，提出了實(shí)時監(jiān)測、優(yōu)化過程操作規(guī)范性的要求，科學(xué)應(yīng)用技術(shù)手段提高操作精度。研究結(jié)果表明，合理的支架設(shè)計和預(yù)壓措施能夠顯著提升施工的穩(wěn)定性與安全性，而精準(zhǔn)的溫濕度、應(yīng)力監(jiān)測則能保證混凝土質(zhì)量，延長橋梁的使用壽命。

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