淺析連續箱梁現澆施工工藝

【摘 要】通過土羊高速預應力混凝土連續箱梁采用支架法原位現澆工程實踐，介紹了在現澆連續梁支架工程、混凝土工程、預應力工程中的施工新工藝、新技術的應用，并對施工過程中的施工控制要點進行了簡要的分析與探討。

【關鍵詞】連續梁；現澆；預應力；真空壓漿

1 工程概況

本橋位于大連至旅順段土羊高速公路互通內，為一跨線分離式立交橋，交角為65°，斜交正做，左右幅錯孔布置。橋梁全長為134m，跨徑采用28+35×2+28m預應力混凝土連續箱梁，箱梁采用等截面單箱雙室，橋面全寬12m，底寬7m，兩側懸臂長2.5m，梁高1.5m。箱梁采用C50號混凝土現澆施工。箱梁預應力束采用?j=15.24高強度低松弛度鋼絞線（Ryb=1860MPa）頂板兩端張拉，張拉控制應力σK=1395MPa。

2 總體施工方案

本橋箱梁施工采用滿堂支架現澆施工方案。支架工程采用WDJ碗扣式多功能鋼支架，同時采用支墩加縱梁預留大跨度行車門洞。混凝土工程采用拌合站集中拌制，砼攪拌車運至現場，汽車輸送泵布料桿澆筑混凝土，梁體采用分階段二次澆筑。預應力張拉按照一般方案施工，管道壓漿采用真空輔助壓漿工藝。

3 大跨度行車門洞設計

3.1 設計方案

跨線高速公路最大車流量16382輛/d，單幅超過每分鐘11輛。針對車流量大的特點，支架系統采用8m大跨度行車門洞設計方案，車流量大時采用雙車道行駛能夠滿足通車要求。

行車門洞區域支墩采用30×30m碗扣架等間距搭設，門洞每側6排支架，地面墊設1.2×1.5×0.6m混凝土預制塊，寬出支墩40cm，防止行車碰撞支架；支墩螺旋上托橫橋向鋪設6根I20b墊梁；簡支縱梁采用I50工字鋼，間距50cm，長度12m，凈跨8m，搭于I20b墊梁上方。墊梁及縱梁聯系牢固形成整體。為加強支架穩定性，在支架橫縱向均設置剪刀撐加固，間距均不大于4跨。

門洞支架地基位于高速路面上，地基承載力滿足設計要求。

3.2 結構驗算

3.2.1 簡支梁幾何條件

梁長L=10m；梁間距（受荷面寬）B=0.5m。

3.2.2 荷載參數及撓度

恒載標準值g=21kN/m2 ；活載標準值q=4.5kN／m2 ；恒載分項系數γG=1.2；活載分項系數γQ=1.4；撓度控制1/400。

3.2.3 截面參數（H型）

截面高×截面寬×腹板厚×翼緣厚為500×160×14×20mm；材性為Q235；截面特性：Ix=48241.2cm4，Wx=1929.64cm3，Sx=1138.3cm3 ，G自重=100kg/m。

3.2.4 驗算結果

梁荷載標準值qk=g+q=25.5kN/m2；梁荷載設計值qd=gγG+qγQ=31.5kN/m2；單位荷載標準值qkl=qk×B=12.75kN/m2；單位荷載設計值qdl=qd×B=15.75kN/m2；跨中彎矩Mmax=1/8×（qdl+0.01×G）×L2=209.4kN?m；支座剪力Vmax=1/2×（qdl+0.01×G）×L=83.75kN；彎曲正應力σ=Mmax/（1.05×Wx）=103.35N/mm2；支座最大剪應力τ=VmaxSx/（Ixd）=14.01N/mm2；跨中最大撓度f=5/384×（qkl×L4）/（206e3×Ix）=18.00mm。

彎曲正應力σ<抗彎設計值σk（215N/mm2）；支座最大剪應力τ<抗剪設計值vk（125N/mm2）；跨中撓度相對值1/[ ]=1/555<1/400。滿足規范要求。

3.3 支架預壓

為消除地基和支架系統非彈性變形，同時檢測其彈性變形值，為模板預留沉降量提供數據，對支架系統進行預壓。預壓材料采用砂袋，按照設計荷載的110%進行超載預壓。預壓加載按照60%→80%→110%分級加載，同時采用縱向跨中至支點、橫向中心線至兩側的分段加載方式。

3.4 沉降監測

在支墩支點、行車門洞簡支梁中部及梁體每隔1/4跨位置布設一個監測斷面，每個斷面對稱布置5個監測點。支架頂面以及地基基礎上對應設置監測點，預壓前后及過程中觀測記錄標高。完成監測后卸載，根據沉降量，按二次拋物線布設調整底模標高。

3.5 施工控制要點分析

3.5.1 梁式簡支梁采用工字鋼長度應不大于10m，因此在簡支梁的設計過程中應做好簡支梁的結構受力驗算，并適當提高安全系數。

3.5.2 支架預壓應采用分級加載和分段加載方式。加載過程中如發生變形、偏移或沉降值超過預計值時，要立即停止加載，并對支架進行校正和加固。地基沉降變化過大時應加固地基。

3.5.3 預壓加載完畢后每天觀測1次。監測過程中，各監測點24小時監控沉降量累計值小于1mm，或各監測點72小時監控沉降量累計值小于5mm，認為支架預壓符合要求。然后進行分級卸載。

3.5.4 卸載6h后，監測各監測點標高，并計算支架各監測點的彈性變形量及非彈性變形量。

4 箱梁分階段二次澆筑

4.1 施工工藝

4.1.1 箱體混凝土澆筑采用由兩端向中間、梁體左右對稱、縱向斜向分層、豎向水平分層的方法進行澆筑。混凝土在橫斷面上的澆筑順序為：左幅底腹板→右幅底腹板→左幅頂板→右幅頂板。混凝土澆筑分層連續推移時，每層的攤鋪厚度不大于30cm，間隙時間不超過60min。

4.1.2 混凝土振搗采用插入式振搗棒，底板采用附著式振搗器輔助，并用引導器引導振搗棒施工。

4.2 施工控制要點分析

4.2.1 由于梁體混凝土方量較大，采用分階段二次澆筑，先澆筑底腹板待初凝后澆筑梁頂板。混凝土的二次澆筑有效的控制了梁體底板翻漿，同時接縫選擇在腹板和頂板倒角處，保證了混凝土的外觀質量。

4.2.2 根據梁體的結構形式選擇插入式和附著式振搗器，并在腹板下部及底板倒角處振搗時采用引導措施，使混凝土質量得到有效控制。

4.2.3 混凝土振搗時應避免碰撞預應力管道及錨墊板，同時應對模板、支座等預埋件隨時進行檢查，保證其位置和尺寸符合要求。

5 預應力真空輔助壓漿

5.1 張拉施工

混凝土強度達到設計強度的100%時方可進行預應力張拉。按設計張拉順序和“0→10%σcon→20%σcon→100%σcon（持荷2min錨固）”的張拉程序，梁體左右對稱進行張拉。張拉時以應力控制為主，同時對實測伸長值和理論伸長值相比較，實行雙控。張拉前后觀測梁體起拱度，并做好記錄。

5.2 管道壓漿

5.2.1 壓漿設備

真空泵、ZKGJ真空壓漿組件、壓漿泵、透明高壓管、相應閥門接頭及灰漿攪拌設備。

5.2.2 壓漿材料

水泥采用P?O 42.5級普通硅酸鹽水泥，膨脹劑為0.01%，水灰比為0.4~0.45，稠度控制在14～18s之間。水泥漿嚴格按配合比施工，拌和時間不少于2min，水泥漿存放于儲漿桶內低速攪拌。水泥漿拌制結束到壓入管道的間隔時間不得超過45min。

5.2.3 壓漿工藝

為提高箱梁耐久性，管道壓漿采用真空輔助壓漿工藝。預應力張拉完成后切割鋼絞線，安裝密封罩，將預應力管道抽真空至0.06～0.10MPa，然后在管道另一端用壓漿泵將水泥漿壓入管道。由于管道內接近真空，所以漿體在管道內很難形成氣泡，大大提高了孔道內漿體的飽滿度和密實度。

5.3 施工控制要點分析

5.3.1 預應力波紋管和錨墊板應精確定位牢固，同時保證管道的密封性，確保澆筑混凝土時錨墊板不會錯位和波紋管內不灌入水泥漿。

5.3.2 混凝土澆筑前，在管道內插入直徑比管道略小的硬質塑料管，防止外力作用造成波紋管變形。混凝土初凝后及時抽動塑料管。

5.3.3 壓漿前進行試抽真空。啟動真空泵后壓力應達到0.06～0.10MPa，停泵1min后，壓力降低值小于0.02MPa即認為管道密封良好，否則應查明原因進行處理。

5.3.4 當管道真空度達到并維持在負壓0.08左右時，打開壓漿泵閥門并啟動壓漿泵壓漿，及時關閉真空泵閥門，防止漿液流入真空泵。

5.3.5 管道壓漿的順序是先下后上，要將集中在一處的管道一次壓完，以免漏漿堵塞臨近管道。

5.3.6 當出漿濃度與入漿濃度一致時，關閉出漿口閥門并在0.5～0.7MPa下持壓不小于2min，然后關閉進漿口閥門，保持管道內水泥漿在有壓狀態凝結。

5.3.7 壓漿后應從檢查孔抽查壓漿的密實情況，如有問題及時處理解決。

6 結語

預應力混凝土連續梁現澆技術在交通建設高速發展的今天，已經有了豐富的技術理論和施工經驗，通過對土羊高速現澆連續梁施工工藝的分析與探討，總結了有益的實踐經驗，對以后類似工程施工有一定的參考價值。

參考文獻

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