南寧大橋主橋上部混凝土結構施工總結

劉 珍

(中鐵二局第五工程有限公司，四川 成都 610091)

南寧大橋主橋上部混凝土結構施工總結

劉 珍

(中鐵二局第五工程有限公司，四川 成都 610091)

以南寧大橋工程為例，結合該橋梁主橋上部混凝土結構概況，對肋間平臺施工、勁性骨架設計、預應力施工、混凝土施工等關鍵工序的施工要點進行了分析研究，并針對混凝土拱肋施工中存在的問題提出了解決措施，以供參考。

橋梁，混凝土，結構，施工，設計

0 引言

南寧大橋工程由跨越邕江的主橋、南北兩岸引橋、引道及附屬工程組成，橋梁總長734.502 m。其中主橋為大跨徑曲線梁非對稱外傾拱橋，單孔跨度300 m，由兩條傾斜的拱肋、橋面曲線鋼箱梁、傾斜的吊桿及橋面系桿組成。其中主橋拱肋由混凝土段和鋼箱拱兩部分組成，混凝土拱肋是本工程施工重點及難點之一。

1 主橋上部混凝土結構概況

南寧大橋主橋上部混凝土結構是連接主橋鋼箱拱、鋼箱梁、引橋混凝土箱梁及主墩承臺的空間結構，由縱向向河心彎曲、橫向向外傾斜的混凝土拱肋段、連接東西拱肋的肋間橫墻及連接引橋混凝土結構和主橋鋼箱梁的肋間平臺三大部分以及其中的預應力體系組成。所有主橋上部混凝土結構采用C60高強耐久性混凝土。主橋上部混凝土結構圖見圖1。

1.1 混凝土拱座

主橋上部結構混凝土拱座：拱肋為縱橋向向河心彎曲、橫向向外傾斜的雙外傾結構，東拱拱肋高40.33 m，西拱拱肋高40.44 m；橫橋向寬67.40 m，縱橋向長30.08 m；東拱肋傾角69.715 59°，西拱肋傾角66.541 58°。

東西拱肋之間設置肋間橫墻連接，肋間橫墻采用薄壁結構，由3個箱室組成。

1.2 肋間平臺

肋間平臺采用與主橋鋼箱梁相似結構，其中主梁部分橫橋向寬34.00 m，底面寬21.80 m，中心高4.70 m，翼緣高1.15 m。平臺主梁內設置兩道寬度3.00 m的錨固橫梁，五道寬0.80 m的縱肋，整個劃分為18個箱室。

1.3 預應力體系

在混凝土拱肋段的頂、底板、內外側腹板內均設置預應力束，沿拱軸線布置，下端采用P型錨具錨固于承臺內，上端單端張拉后通過連接器接長。

在肋間平臺內共設置7組(共145束)預應力鋼束，縱橫向空間曲線布置，根據不同部位采用單端或雙端張拉，如圖2所示。

2 關鍵工序及施工要點

混凝土拱座結構施工包括預應力混凝土拱座施工、肋間平臺施工、肋間橫墻施工三部分。均采用分節(jié)分段(區(qū))的方法進行施工，施工時肋間橫墻及肋間平臺節(jié)段施工均與拱肋相應節(jié)段同步關模灌注混凝土，以確保混凝土整體性。

2.1 混凝土結構節(jié)段劃分

2.1.1 節(jié)段劃分依據

1)拱肋預應力采用分段錨固、分段接長的形式，根據張拉面對拱肋進行了節(jié)段劃分；

2)混凝土施工質量對混凝土一次澆筑高度要求；

3)勁性骨架承載能力對施工節(jié)段高度的要求；

4)液壓爬模的模型設計及施工要求。

2.1.2 拱肋節(jié)段劃分

總體上混凝土拱肋縱向分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三個大段進行施工，其中第Ⅰ段為與肋間橫墻相對應部分，第Ⅱ段為與肋間平臺相對應部分，其余段為第Ⅲ段，為確保段間結合面上不產生較大的剪應力，三段間設置臺階狀施工縫。

拱肋三個大段又分為18小節(jié)段進行分段澆筑施工，其中包括3條水平施工縫以及14條垂直于拱軸線的施工縫。拱肋分段如圖3所示。

2.1.3 肋間平臺分層

肋間平臺與拱肋相連，為避免預應力對拱軸線的影響，在其靠東側設置一道施工縫。肋間平臺采用支架法分段現澆施工，為避免其支架受力較大，而跨中變形過大，影響整體結構，肋間平臺上下分兩層澆筑，第一層澆筑高度約1.4 m，余下的一次澆筑完成，故肋間平臺共分四次澆筑完成。肋間平臺分層、分段如圖4所示。

2.2 勁性骨架及肋間平臺支架設計及施工

2.2.1 勁性骨架設計及施工

混凝土拱肋設計為雙外傾結構，其支撐設施困難，因而在結構內設置勁性骨架作為支撐結構，并作為拱肋鋼筋、預應力及模板的臨時固定支撐措施。勁性骨架采用格構柱，采用?100×10或?100×12，以折代曲，并在各格構柱之間設橫向聯(lián)接系。

勁性骨架施工采用分段加工，現場接長的形式。勁性骨架根據拱肋混凝土施工分段高度進行分段，現場下料組拼為短格構柱，在混凝土面進行格構柱的焊接接長，并連接為整體，其首節(jié)段在承臺施工時進行預埋，其余節(jié)段均以超出混凝土面，預留搭接長度為宜。

2.2.2 肋間平臺支架設計及施工

肋間平臺采用支架法現澆施工。采用鋼管(或鋼管混凝土)立柱、貝雷梁以及頂面調平鋼管腳手架組合而成。

支架體系下部鋼管施工受肋間橫墻干擾，鋼管立柱與肋間橫墻弧形頂板同步施工，并在弧形頂板上預留鋼管孔；貝雷梁先在現場組拼為桁架；頂面調平措施，利用鋼管腳手架及天托組拼后進行初調，根據頂面預壓情況，進行局部調整達到施工要求。

2.3 鋼筋、預應力施工

2.3.1 鋼筋施工

鋼筋的安裝，因拱肋與肋間平臺、肋間橫墻為整體結構，拱肋鋼筋與肋間橫墻及肋間平臺相對應的鋼筋應同步進行安裝綁扎施工。

拱肋鋼筋，利用拱壁勁性骨架及架設鋼管支架進行鋼筋的定位及固定。因混凝土拱肋結構相互交匯，鋼筋綁扎前，需考慮關聯(lián)構件的預埋鋼筋的安裝順序及定位措施。

肋間平臺鋼筋，先安裝錨固橫梁及伸入拱肋鋼筋，再安裝兩端端橫梁鋼筋及底板鋼筋，最后補充箍筋及其他小鋼筋。為方便錨固橫梁箍筋的整體性，利用鋼管腳手架來定位并將其抬高，箍筋安裝完后，落架就位。肋間平臺頂面鋼筋或橫梁壁鋼筋同樣利用鋼管腳手架來輔助定位，鋼筋連接為整體后，拆除腳手架。

2.3.2 預應力施工

預應力施工主要有：鋼絞線穿束及定位，預應力張拉，管道壓漿。

1)鋼絞線穿束及定位。

混凝土拱肋段預應力均為豎向布置，下端均采用P型錨具錨固，上端單端張拉。預應力定位利用勁性骨架做支撐骨架，待混凝土灌注完成并達到張拉強度后，進行預應力張拉。

肋間平臺預應力分兩端張拉和單端張拉接長兩類情況。兩端張拉預應力束采用先定位波紋管，混凝土澆筑后穿鋼絞線。

為保證鋼絞線穿束順利,避免混凝土進入波紋管，采取措施有：a.關模型前認真檢查波紋管的密閉性,對小孔洞及時修補；b.利用高壓塑料水管埋設于波紋管內,混凝土澆筑前對塑料水管沖水,使其填滿整個波紋管,保證混凝土無法進入波紋管；c.穿鋼絞線前,用探孔器檢查波紋管，并對管內出現縮頸區(qū)域及時處理。

2)預應力張拉。

由于預應力束多為27束或37束鋼絞線，張拉空間需求較大，而又受現場情況限制，因此預應力張拉采用整束張拉與單根張拉相結合的方式進行預應力張拉施工。

整束張拉采用分級張拉，分為五級：15%，30%，50%，80%及100%。張拉過程中及時復核張拉力與伸長量關系，出現異常，立即停止張拉，查明原因并解決后再繼續(xù)張拉。

3)管道壓漿。

本工程預應力管道壓漿采用真空輔助壓漿工藝。壓漿前，檢查壓漿孔及抽氣孔是否通暢，及時清除孔道內積存的水、水泥漿、雜物。先進行抽真空，真空度達到-0.06 MPa～-0.1 MPa后，方可開始壓漿，壓漿過程中，保持孔道內的壓強，管道壓漿結束后漿液補壓0.5 MPa～1.0 MPa，并保持壓力2 min，達到規(guī)范要求。

2.4 液壓自爬模

由于拱肋的雙外傾結構，為保證拱肋外觀質量，便于大塊模型的定位安裝，拱肋一般節(jié)段頂板、底板及外側腹板等三個面的外模采用液壓自爬模進行施工，模板采用芬蘭維薩木膠合面板加木工字梁加雙槽鋼背楞加斜撐結構異形木模進行施工。

液壓自爬模由預埋件、模板、調節(jié)系統(tǒng)、支架系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)及導軌等六部分組成。液壓自爬模以液壓系統(tǒng)為動力，以已澆筑段上埋件為固定點，使導軌和支架相對運動來完成爬升過程。模板附著于自爬模爬架上。爬架下設操作平臺及上下梯子以及安全維護網，以確保施工人員操作安全。拱肋側面一般節(jié)段布置四榀支架(兩個模板單元)，模板上口與施工縫平行并上包5 cm，導軌中心線與拱肋側面中心線平行。由于拱肋為縱向彎曲橫向傾斜的特殊結構，為了保證爬模順利爬升及混凝土外觀效果，爬模導軌做成兩套，一套為普通直導軌，另一套為曲線形導軌。

拱肋頂、底板是由平面漸變?yōu)榍娼Y構，頂底板外模同樣采用木工字梁加木膠合板結構。由于頂底板為等寬，但頂底板在不同節(jié)段施工時其曲線弧度均不同，通過在槽鋼背楞上加墊弧形造型木進行面板預彎線形調整實現模板循環(huán)周轉爬升，造型木按每節(jié)段弧度加工。

2.5 混凝土施工

本工程主橋上部混凝土結構均采用C60高強耐久性混凝土，本工程混凝土采用商品混凝土。混凝土運輸至工地現場，由混凝土輸送泵輸送至工作面進行澆筑。

2.5.1 C60高強耐久性混凝土配制的原則

1)選用水化熱較低的水泥；

2)在混凝土中摻入Ⅱ級粉煤灰取代部分水泥，以減少水泥用量；

3)在混凝土中摻用高效減水劑，延長混凝土初凝時間，滿足混凝土設計強度，延緩水泥水化熱峰值出現的時間，使水化熱的峰值控制在不大于50 ℃；

4)混凝土坍落度控制在14 cm～16 cm，和易性好，不泌水，便于泵送。

2.5.2 混凝土性能的現場控制

1)現場試驗及現場調試。

因C60混凝土工作性能差，坍落度損失快，泵送性能差，容易堵管，施工過程采用了如下施工措施：a.采用低溫水進行混凝土的拌和，如加冰冷卻；b.添加減水劑(不改變其配合比)；c.覆蓋結構物，降低入模溫度。

2)混凝土泵送堵管的原因分析及解決措施。

混凝土泵送堵管是施工的一大弊病。而導致堵管的原因有：a.操作不當。泵送速度選擇不當，一味求快容易導致堵管；余料控制不當，余料太少，極易吸入空氣，導致堵管；停機時間過長，管內混凝土容易凝結；管道未清洗干凈。b.管道連接原因導致的堵管。c.混凝土或砂漿的離析導致的堵管。d.局部漏漿造成的堵管。e.砂漿量太少或配合比不合格導致的堵管。f.氣溫高導致的堵管，氣溫較高，混凝土易脫水，從而導致堵管。

為減少混凝土泵送堵管的解決措施有：a.嚴格按照操作規(guī)程操作。控制泵送速度，認真觀測泵車漏斗內余料，并觀測混凝土流動性，使用管道前認真檢查，使用后必須清洗干凈，控制停機時間間隔。b.管道布置時應按最短距離、最少彎頭和最大彎頭來布管，盡量減小輸送阻力，也就減少了堵管的可能性。c.泵送前用水濕潤管道后，從管道的最低點將管道接頭松開，將余水全部放掉，或者在泵水之后，泵送砂漿之前，放入一海綿球，將砂漿與水分開。d.檢查管道接頭管卡及密封圈是否松動或損壞，應緊固管卡或更換密封圈。e.長時間泵送混凝土后，管道溫度較高，應將管道用麻袋覆蓋，并常灑水降溫。

3)混凝土養(yǎng)護。

混凝土澆筑完畢后須用塑料薄膜或麻袋對整個澆筑區(qū)域進行覆蓋，并用熱水養(yǎng)護，熱水溫度應根據外界溫度和混凝土溫度差異來調節(jié)。

肋間平臺混凝土養(yǎng)護，因其面積及體積大，混凝土溫度高，箱內箱外溫差大，養(yǎng)護時應注意蓄溫及散熱，在養(yǎng)護初期，需保持箱內溫度不能散得太快，養(yǎng)護后期，應利用吹風設備對其散熱。

3 經驗教訓

混凝土拱肋施工中也存在一些缺陷，比如：混凝土外觀質量。

由于混凝土拱肋的雙外傾結構，四個拱壁均存在仰面，仰面在混凝土振搗過程中，空氣難以排除，使得該面存在較多氣孔，表面不光潔。

為了避免同類問題的發(fā)生，采取了以下措施:1)加強振搗，在搗固棒上增加輔助鐵，幫助搗固棒就位振搗；2)增加小直徑搗固棒；3)模板上開小孔，輔助排氣。

4 結語

經過近12個月時間，南寧大橋按期完成主橋上部混凝土結構施工，在施工過程中，克服了重重困難，攻克了眾多技術難關，同時也有一些技術和管理上的缺陷。總之，該結構的施工，積累了較多有指導性的技術和管理經驗，可供混凝土結構施工參考。

[1] 周水興，何兆益，鄒毅松，等.路橋施工計算手冊[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2] 向中富.橋梁施工控制技術[M].北京：人民交通出版社，2001.

[3] 顧安邦.橋梁工程(下冊)[M].北京：人民交通出版社，2001.

[4] 楊嗣信.模板工程現場施工實用手冊[M].北京：人民交通出版社，2004.

Summary on the major bridge top concrete structure construction of Nanning bridge

LIU Zhen

(ChinaRailwayErju5thEngineeringCo.,Ltd,Chengdu610091，China)

Taking Nanning bridge engineering as an example, combining with the major bridge concrete structure conditions, the paper analyzes the arch rib platform construction, rigid skeleton design, prestressed construction and concrete construction and other critical construction points, and puts forward solving measures to concrete arch rib construction problems, with a view to provide some guidance.

bridge, concrete, structure, construction, design

1009-6825(2014)34-0188-03

2014-09-23

劉 珍(1982- )，女，助理工程師

U443.3

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