淺談京杭運河特大橋施工工藝

摘要：隨著我國橋梁施工技術的發展，越來越多的施工工藝和技術運用到了大型橋梁施工建設當中，大大提升了施工的質量和效率，確保橋梁工程能夠順利加入到我國交通網絡當中，本文探討實例，以京杭運河特大橋梁施工為分析對象，對我國特大橋施工工藝做了詳細的分析。

關鍵詞：特大橋施工;施工質量;施工技術工藝

前言

特大橋在我國橋梁交通網絡中有著特殊的地位，它不僅是一個城市或地區的標志，更是連接兩地的重要樞紐，因此，特大橋施工近年來在我國頻頻興起，大大推動了當地的經濟發展和建設，京杭運河特大橋施工地理位置獨特、難度大，施工過程中難免會遇到很多難點和困難，筆者從事相關工作，對此有著深刻的認識，就京杭運河特大橋施工工藝，談談資深一些看法。

一、工程項目概況

宿遷至新沂高速公路是江蘇省高速公路規劃中的“聯一”公路，SX-SQ2標路線起自廢黃河河堤西側（K7+800），路線向東連續跨越廢黃河、老325省道和京杭運河，向東跨越富春江路后路線折向東北，與規劃建設的漓江路交叉后，向東北與計劃拓寬的325省道相交設置陸集互通立交，路線向北跨過四支渠，在宿豫區陸集鎮官莊村八組南（K14+450）接SX-SQ3施工標段。路線全長6.65公里。

本橋工程范圍為：K7+913.752～K9+217.852（0#臺～38#臺），京杭運河特大橋橋梁全長1304.1m。主橋采用（72+120+72）m變高度預應力砼連續箱梁，引橋采用后張法裝配式部分預應力混凝土連續箱梁及現澆現澆箱梁，主橋下部為壁式墩，過渡墩及引橋為柱式墩，肋式臺，鉆孔灌注樁基礎。平面為圓曲線、直線線形，對稱布置。主要工程內容為京杭運河特大橋主橋工程。

主橋橋型為變截面預應力連續箱梁，橋孔布置為72m+120m+72m。邊跨設有過渡墩，主橋全長264m。

二、施工的難點

1、本橋為特大橋，其中主橋為120m跨懸澆梁，測量控制尤為重要，施工過程中的全橋中線高程控制、主梁掛籃懸澆施工線形控制等是本橋的測量控制重點。

2、主梁懸澆段施工塊段大，橋面寬度達13.65m，懸澆最長塊段長度4m，混凝土最大方量為48.758m³，重約126.69t，采用無平衡重三角形掛籃施工，對掛籃系統要求高，主梁線形控制是本橋施工控制的一大難點。

3、由于施工齡期的不同，以及截面的突變，施工時容易在這類部位產生收縮裂紋，如墩身根部與承臺交界面，主梁中橫截面與腹板截面的交叉處，施工時要重點控制。

4、為確保鋼筋混凝土的耐久性和使用性能，保護層厚度控制是本工程的一大控制重點。施工中將采用專用混凝土墊塊，嚴格控制抄墊密度，加強檢查等措施確保混凝土保護層厚度達標。混凝土材料和配合比設計也是耐久性控制的重點項目。

三、大橋施工內容分析

1、主橋上部施工

主橋橋型為變截面預應力連續箱梁，橋孔布置為72m+120m+72m。邊跨設有過渡墩，主橋全長264m。主梁采用上下行分幅設計，全寬度28m，單幅橋寬13.65m，兩幅橋間設0.7m空隙。主橋上部結構為（72+120+72）m三跨預應力變高度連續箱梁，單箱單室截面，單箱底寬6.65m，箱梁底板水平，頂面設置2%橫坡，通過梁內外側腹板高度調節，腹板保持鉛直，跨中梁高2.9m，中支點外梁高7.0m，梁高按二次拋物線變化。箱梁頂板厚度28cm，底板厚度由跨中合龍段的30cm按二次拋物線變化至距0號塊中心線6m處的0.8m，箱梁腹板0-10號梁段采用0.8m，13-17號梁段采用0.5m，11-12號梁段由0.8m直線漸變至0.5m，主墩墩頂設置兩道1m厚的橫隔板，支座處加設一道半橫梁，邊跨端部設厚2.34m的橫向隔板。

主梁為縱橫豎三向預應力混凝土結構，分為縱向預應力束，橫向預應力束和豎向預應力筋，縱向預應力管道采用塑料波紋管，橫、豎向預應力管道采用鍍鋅金屬波紋管。混凝土標號C55，截面為單箱單室形狀，主梁頂面全寬13.65m，0#塊長12m。箱梁縱向懸澆分段長度為4×2.5m+4×3m+3×3.5m+5×4m，邊跨現澆段長12m。全橋在邊跨、中跨共設三個合攏段，合攏段長1.5m。

3.1砼的澆筑

箱梁砼為C55高標號砼，由拌和站集中生產，砼的生產能力為100m³/h，砼由砼攪拌運輸車運至施工現場，然后用砼輸送泵送至工作面。0#塊現澆段分二次澆注成型，第一次澆注底板和腹板，第二次澆注頂板混凝土，砼采用平面分層法澆筑，底板、腹板根部可一次澆筑完成，腹板分層澆筑，分層厚度30cm左右，因0#塊高度較高，澆筑底板和腹板時，人工入倉進行澆筑，澆筑時采用串筒法進行澆筑。掛籃施工時砼的澆筑采用一次澆筑，澆筑方向由掛籃的前端向后端澆筑，砼的澆筑順序：先澆筑底板、腹板根部，設置壓艙板，然后澆筑腹板、翼緣板、頂板。

為了保證箱梁頂、底板砼的平整度以及頂板砼的橫坡，在頂板、底板的鋼筋上焊接支撐鋼筋，然后在其上用35mm角鋼焊接數條軌道，軌道頂標高即為頂板、底板的實際標高。在頂板或底板砼澆注完畢時，采用刮尺將砼表面整平，然后抹壓，擠水，刮掉浮漿，收面拉毛，確保梁面砼達到設計強度。

3.2 主橋0#塊施工

（1）臨時固結的施工

臨時固結由兩部分組成，含有兩層硫磺混凝土臨時墊塊（為保證順利完成體系轉換，我單位將原圖紙設計的一層硫磺墊塊改為兩層）、臨時固結精軋螺紋鋼張拉。施工中混凝土按照先一層砼、一層硫磺砂漿、一層砼、一層硫磺砂漿、一層砼澆注，臨時固結精軋螺紋鋼張拉按照左右、前后對稱的原則張拉，懸澆箱梁施工完成后，進行體系轉換，采用電阻絲加熱熔化墊塊，完成墊塊拆除，如果砼墊塊不能順利下落，采用帶鋸進行切割，鑿除砼。臨時支座高程控制尤為重要，施工時采用水準儀控制高程，同一墊塊四角高差采用水平尺控制，兩側臨時墊塊采用三米直尺進行水平度控制。

（2）精軋螺紋鋼的張拉和錨固

在0#段施工結束后，安裝工字鋼墊梁，進行精軋螺紋鋼的張拉、錨固，形成臨時固結體系。

施工中墊梁要與箱梁頂面結合密實，不平處用鋼板墊平。

精軋螺紋鋼的張拉力為計算取值，橫向縱向對稱張拉。

3.2鋼管樁平臺施工

（1）鋼管樁平臺的選擇

A、鋼管樁采用直徑為12mm鋼板卷制成600mm的鋼管，每個平臺共設置20根，按設計要求分布在承臺上部，注意避開水中鋼板樁圍堰支撐位置，承受支架傳下來的壓力，受力驗算見后附計算書（鋼管樁平臺驗算），鋼管樁豎向每4米設置一處橫向14#槽鋼連接，腹底板范圍采用在墩身預埋鋼板拉接于墩身。

B、橫向工字鋼選用I40，其中2處翼板處采用單工字鋼，在腹板及底板下方，采用雙工字鋼拼接，每個平臺共8根。

C、縱向工字鋼采用I28工字鋼，布置為翼板位置碗扣底托部位間距采用于60cm，腹板位置間距采用20cm，底板位置50cm，翼板位置采用通長布置，總長13米，腹板位置采用在主墩處斷開布置，單根長4.5米，每個平臺用縱向長工字鋼12根，短工字鋼44根。

D、翼板位置滿堂支架的施工

翼板位置采用鋼管樁平臺上搭設WDJ碗扣型滿堂鋼管腳手架作為外側模支撐體系，其中兩處支座頂托支撐于兩側上滑梁處，其他支撐于工字鋼上與外模邊接，整個混凝土的重量、模板的重量及各種外荷載的自重和影響均通過其來承受。

（2）鋼管樁的施工

A、搬運和存放

搬運鋼樁時嚴禁樁體撞擊，吊樁點要布置合理。存儲鋼樁的地方應平整、堅實、排水通暢。

B、施工前的準備

在鋼管樁施工前要檢查樁端部的浮銹、油污等贓物必須清除，保持干燥;檢查鋼管樁樁身有無裂紋或損傷。

C、垂直度控制

施工時，允許傾斜度按樁長的1/100來控制。為保證垂直度，首先要確保預埋時調整垂直度。

D、鋼管樁的焊接

鋼管樁焊接采用坡口焊，焊接前，坡口內的水、油、銹其它污物必須清除干凈。焊接應對稱進行，應用多層焊，鋼管樁各層焊縫接頭應錯開，焊渣應每層清除。施工時，應選擇素質良好、技術熟練、經驗豐富的焊工，嚴格按焊接規范進行施工。焊接設備必須性能良好。焊接施工時，要加強質量管理。在鋼管樁對接接頭處要增加一塊加勁板，加勁板寬度為300mm，厚14mm。

E、鋼管樁要預埋在承臺中，施工中要嚴謹漏掉預埋工作，同時要保證預埋部位砼密實。

F、鋼管樁安裝完畢后，要在鋼管樁上鋪設橫向工字鋼、縱向工字鋼，并用砂筒、方木調節高度，使支架底標高滿足設計要求。

G、施工前，要進行測量控制，使支架底托平整，受力均勻。

H、鋼管樁施工作業時，作業面在圍堰內，施工人員要提高警惕，防止墜物的意外傷人。

I、鋼管樁用槽鋼縱橫向拉接固定，防止支架失穩。

2、邊跨現澆段及合攏段施工

1、拼裝支架：采用經原地面處理后的場上搭設WDJ碗扣型滿堂鋼管腳手架作為邊跨現澆段的支撐體系，整個邊跨現澆段混凝土的重量、模板的重量及各種外荷載的自重和影響均通過其來承受。

（1）支架的搭設

①腳手架步距在原地面設置為60cm，共四層，相當于掃地桿，起整體穩定性的作用，再靠上步距設置為120cm;立桿采用LG-240、LG-120、LG-90、LG-60、LG-30等型號，交錯布置，以保證接頭不在一個平面內。

②腳手架沿橋縱向在底板處腹板、底板其他部位為60cm，翼緣板位置為90cm。

③腳手架沿橋橫向柱距為90cm、60cm不等，依據箱梁結構形式，在翼緣板處柱距設置為90，在底板設置為60cm。

④剪刀撐在支架縱橫向分別隔一立桿設置一排。

⑤腳手架搭設步驟：

腳手架搭設以3—4人為一小組，其中1—2人遞料，另外兩人配合組裝。

（2）支架施工技術要求

①同一平面上立桿接頭錯開布置，基部以2.4m、1.2m" 為底立桿，然后交錯向上布置，直到設計標高位置，頂部不足高度的地方用普通鋼管或頂管補足。在底部2.4m范圍內 步距60cm，再上去步距120cm。

②平臺上的工字鋼與支架底托用方木緊密連接，避免鋼與鋼之間的摩擦。

③不允許立桿有浮地松動現象。

④整架垂直度應小于架高的1/500，但最大不超過100mm。

⑤立桿直線度應小于桿高的1/200，橫桿的水平度即桿端高度偏差應小于桿長的1/400。

⑥所有碗扣架接頭必須鎖緊。

⑦剪刀撐在腳手架立面整個長度和高度上連續設置，形成一個整體。

⑧剪刀撐斜桿用旋轉式扣件固定在與之相交的橫向水平桿或立桿上，旋轉扣件中心線距主節點的距離不應大于150mm。

（3）支架施工注意事項：

①所有構件都應按設計及腳手架有關規定設置。

②在搭設過程中，應注意調整整體垂直度，一般通過調整立桿底托架高度來實現。

③搭設好的支架與主墩和臨時墩要通過木楔來加緊，確保整體穩定性。

④在搭設、拆除或改變作業程序時，禁止人員進入危險區域。

a、立桿的垂直度，橫桿的水平度，立桿與墊板的接觸。

b、全部節點上的碗扣是否鎖緊，扣件是否擰緊。

c、連墻撐、斜撐及安全鋼管構件的設置是否達到要求。

d、荷載是否超過規定。

⑥預壓后要對腳手架的各個節點和垂直度等進行徹底檢查。

⑦腳手架接頭組裝：

a、將上碗扣擱置在限位銷上。

b、將橫桿接頭插入下碗扣，使接頭弧面與立桿密貼。

c、待全部接頭插入后，將上碗扣套下。

d、用榔頭順時針沿切線敲擊上碗扣凸頭，直至上碗扣被限位銷卡緊不再轉動為止。

⑧腳手架的施工和使用設專人負責管理，并派有安全人員，不允許亂堆放隨意拋棄。

⑨腳手架的拆除：自上而下逐層拆除，連墻撐只有到該層時才可拆除。嚴禁拋擲，拆除的構件應及時歸類堆放。

2、支架預壓：為保證結構混凝土的施工質量，應對搭設好的支架進行預壓，以消除支架和模板的非彈性變形，并提供預拱度值。首先設立沉降觀測點，并有明確標志。先測定觀測點的初始標高，然后采用砂袋按梁體荷載分布配置壓重，壓重按箱梁自重1.2倍分級加載，分級加載重量為箱梁自重30%→60%→100%→120%，每級荷載加完后，進行一次沉降觀測，待加至120%后每2小時觀測一次，并作好記錄。直至支架不在變形（變形值小于2mm）根據預壓后的測試結果，算出支架變形值，確定預拱值，據以調整底板標高。

4、模板：外模采用厚15㎜竹膠板而成，模板接縫用雙面膠或原子灰固化劑灰補以防止漏漿;內模及橫隔板模板采用竹膠板拼制，倒角部分做木模與之配合，頂板模板支架支撐在底模板上。在箱梁端頭模板上鉆孔將箱梁接縫縱向鋼筋伸出模板。頂板部分需將預應力束管波紋管伸出模板。為使端模支立方便，擬采用重量較輕的竹膠板做面板，背面用方木加強。

5、砼施工

邊跨現澆段長12m、梁高2.9m，共計砼149.66m³，計劃 7小時完成砼澆筑。砼由砼攪拌運輸車運至施工現場，然后用砼輸送泵送至工作面。砼采用平面分層法澆筑，底板、腹板根部可一次澆筑完成，腹板分層澆筑，分層厚度30cm。砼的澆筑順序：先澆筑底板、腹板根部，然后澆筑腹板、翼緣板、頂板。

3、施工監測

施工監測的內容和方法：

（一）支架預壓觀測

在主梁澆筑施工前，需根據規范要求對支架進行堆載預壓，以消除其非彈性沉降及變形，預壓過程中分別對支架預壓前、完成后（卸載前）和卸載后三個工況到沉降進行觀測，并由此得到支架的彈性變形值，用于主梁立模標高的計算。支架靜載試驗的最大加載按設計荷載的1.2倍計。

（二）掛籃預壓監測

在掛籃安裝之前，應對掛籃到強度、剛度和抗傾覆性和進行理論計算。在主梁懸澆施工前，施工單位應根據規范對掛籃進行堆載預壓試驗，一檢驗其強度及剛度是否滿足要求并消除其非彈性變形。預壓過程中分別對掛籃預壓前、預壓完成后（卸載前）和卸載后三個工況的變形進行觀測，并由此得到掛籃的彈性變形值，用于主梁立模標高的計算。預壓試驗的方案由施工單位自行設計，并經現場監理審批，每幅掛籃都需要進行預壓。

預壓試驗應采用分級加載、分級卸載的方法。預壓加載最大值為最大澆筑塊件重量的1.2倍，即超載預壓。每級荷載加載持續規定時間，待掛籃變形充分穩定時，對掛籃底模前吊點、掛籃前支點、掛籃后支點等關鍵點位進化型變形觀測，然后再加、卸下一級荷載。每級數據測讀時應加載兩級、變形值、測試日期、時間、大氣溫度和天氣情況等。監控單位將由掛籃預壓試驗的數據整理出掛籃的荷載變形曲線，并且擬合得到各梁段施工時的掛籃豎向變形值。

四、保障施工質量的相關措施

1、工程質量目標

保證本工程質量達到技術規范、現行國家有關標準、規范及檢驗驗收標準的質量要求，杜絕施工中的重大質量事故，避免一般質量事故隱患和主要質量通病，確保本項目為交通部“質量通病控制示范工程樣板工程。

單位工程、分部工程優良率100%，分項工程優良率96%以上，交工驗收單位工程優良率達到100%，確保本工程成為優良工程。

2、質量保證體系

本工程建設規模大，為了優質、快速搞好本工程的建設，我們將嚴格遵守業主制定的本工程的工程質量管理各項規定，成立嚴謹的質量管理和監察機構，建立完善的質量保證體系，制訂科學細致的質量保證措施，在業主、監理及工程質量監督站的指揮及監督下，將本工程建設成優良工程。3、質量管理體系

按照ISO9001質量保證模式建立本項目的質量保證體系。在施工過程中堅持工班自檢、質檢人員專檢、監理工程師終檢的方法，實施工程質量全員、全過程、全方位、全要素的管理，各級管理人員實行工程質量終身責任制。開工前按照《質量手冊》、程序文件的要求進行質量策劃，編制項目質量計劃，開展日常質量活動，并通過內部質量體系審核，保證質量體系有效運行。

4、質量監察體系

本工程按項目法管理模式組織施工，實行項目經理負責制，為確保本工程的質量，我公司將在業主、監理和工程質量監督站的指揮監督下，建立以項目經理為組長的質量監察體系。質量監察體系框圖見“質量監察體系框圖”。

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