2x50m變高度魚(yú)腹式箱梁轉(zhuǎn)體橋工程施工工藝的探討

胡衛(wèi)科

摘要：本文就冀南新區(qū)創(chuàng)業(yè)大道跨京廣鐵路2x50m變高度魚(yú)腹式箱梁轉(zhuǎn)體橋施工技術(shù)進(jìn)行了探討，介紹了變高度魚(yú)腹式箱轉(zhuǎn)體橋梁施工工藝及工作流程，為跨公路、鐵路變高度魚(yú)腹式箱梁轉(zhuǎn)體橋施工施工提供一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：變高度；魚(yú)腹式箱梁；轉(zhuǎn)體；施工工藝；探討

1工程概況

冀南新區(qū)創(chuàng)業(yè)大道跨京廣鐵路立交橋工程位于冀南新區(qū)新區(qū)創(chuàng)業(yè)大道與滏陽(yáng)大道交匯處，承擔(dān)著有效溝通經(jīng)濟(jì)和交通的重要作用。本互通為全定向匝道互通式立交，由主線、匝道及地面輔路組成。

其中主橋?yàn)闉?0+50m箱梁結(jié)構(gòu)，為單箱三室變高度箱型組合截面，中間主箱為直腹板變高度箱梁，兩側(cè)邊箱為等高度魚(yú)腹型截面，中間主箱底寬9m，兩側(cè)邊箱寬7.75m，梁長(zhǎng)2x50m，全寬24.5m，上跨既有京廣鐵路、規(guī)劃石鄭城際鐵路及107國(guó)道，與鐵路交叉處鐵路里程為K449+953.1，交角為76.3

本工程轉(zhuǎn)體箱梁為魚(yú)腹式與變高度箱梁相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，箱室內(nèi)布設(shè)多道縱橫隔板增加整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，與同規(guī)模的T型箱梁相比能節(jié)省原材10%，具有跨度大、質(zhì)量輕、造型美觀堅(jiān)固的特點(diǎn)，體現(xiàn)了力與美的結(jié)合，技術(shù)為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念，該轉(zhuǎn)體橋是變高度魚(yú)腹式箱梁技術(shù)成功應(yīng)用的典范，是全國(guó)第一座變高度魚(yú)腹式箱梁跨鐵路轉(zhuǎn)體橋。本文就變高度魚(yú)腹式箱梁跨鐵路轉(zhuǎn)體橋工程施工過(guò)程中控制重點(diǎn)進(jìn)行探討。

2工程重點(diǎn)及分析

2.1重點(diǎn)分析

由于本工程轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)為變高度魚(yú)腹式箱梁，同時(shí)為在最大程度減少原材用量前提下保證結(jié)構(gòu)剛度，在箱梁內(nèi)布設(shè)多道縱橫隔板增加箱梁剛度，具有跨度大、質(zhì)量輕、造型美觀的特點(diǎn)，該設(shè)計(jì)為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。同時(shí)由于結(jié)構(gòu)新穎，大體積混凝土及薄壁混凝土需同時(shí)澆筑，箱梁內(nèi)部隔板較多、結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，因此魚(yú)腹式箱梁既是本工程最大的特點(diǎn)也是本工程施工的特點(diǎn)。

2.2難點(diǎn)及分析

魚(yú)腹式箱梁施工的難度大：本工程主橋共分五次澆筑，在箱室內(nèi)共設(shè)置18道橫隔板增加強(qiáng)度，大體積混凝土及薄壁混凝土需同時(shí)澆筑，箱梁內(nèi)部縱橫隔板較多、結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，也是本工程的難點(diǎn)。

3魚(yú)腹式箱梁施工工藝

3.1主要施工步驟

主橋箱梁由轉(zhuǎn)體施工段（A0節(jié)段～A4節(jié)段）、現(xiàn)澆段（A5節(jié)段）構(gòu)成，其中轉(zhuǎn)體施工段共長(zhǎng)89.8m，現(xiàn)澆段長(zhǎng)5m。

主梁中支點(diǎn)梁高為5.2m，等高度長(zhǎng)度為3.2m，經(jīng)圓曲線漸變至端部梁高為2.7米，端部等高度梁段長(zhǎng)5m。為增加箱梁剛度，主橋跨度內(nèi)共設(shè)18道橫隔板，間距4.8米，隔板厚30cm，與腹板相交處設(shè)40*20cm倒角，梁體采用縱、橫向雙向預(yù)應(yīng)力體系。

3.2箱梁施工 3.2.1地基處理及計(jì)算 在搭設(shè)支架前，先進(jìn)行支架范圍內(nèi)地基進(jìn)行處理，采用二灰穩(wěn)定碎石墊層對(duì)原狀土進(jìn)行換填，頂面鋪設(shè)20cm厚C20混凝土墊層。在排架四周設(shè)置排水溝，防止基礎(chǔ)被水浸泡。 3.2.2現(xiàn)澆支架布置及計(jì)算 現(xiàn)澆連續(xù)箱梁采用碗扣式滿堂支架施工，支架采用碗扣式腳手架，施工前請(qǐng)檢算單位對(duì)項(xiàng)目部設(shè)計(jì)的支架體系進(jìn)行檢算，腳手架承載力設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)實(shí)際采購(gòu)腳手架進(jìn)行立桿、上下可調(diào)、橫桿進(jìn)行壁厚檢驗(yàn)，焊接質(zhì)量、重量實(shí)驗(yàn)，按照實(shí)測(cè)碗扣式腳手架數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)檢算，施工中按照規(guī)范設(shè)置掃地桿、剪刀撐，保證整體性。滿堂紅支架體系設(shè)計(jì)及理論計(jì)算與實(shí)施中，均以實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為依托，進(jìn)而保證支架體系安全穩(wěn)定性。

3.2.3滿堂紅支架體系預(yù)壓施工工藝

（1）預(yù)壓目的a.檢測(cè)滿堂紅支架體系及地基處理后的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，消除混凝土施工前支架系統(tǒng)的非彈性變形（即消除因地基的沉降造成變形和滿堂紅支架桿件接觸部位的變形）：b.檢測(cè)滿堂紅支架的受力及彈性變形的情況，得出滿堂紅支架的彈性變形，為后續(xù)模板工程施工時(shí)設(shè)置預(yù)拱度值提供依據(jù)。

（2）預(yù)壓方法預(yù)壓工藝采用在滿堂紅支架搭設(shè)完成和箱梁底板模鋪設(shè)完成后，再支架體系預(yù)壓作業(yè)，本工程預(yù)壓作業(yè)采用等同粱體混凝土重量1.2倍荷載的砂袋進(jìn)行施工。根據(jù)現(xiàn)澆梁結(jié)構(gòu)和分段澆筑次數(shù)，分6段進(jìn)行預(yù)壓，即轉(zhuǎn)體前預(yù)壓5段，轉(zhuǎn)體后預(yù)壓1段。由于砼分段澆筑，故預(yù)壓的荷載也分段進(jìn)行放置。施工時(shí)在每段支架搭設(shè)完工后，按澆筑混凝土的順序分段、分級(jí)進(jìn)行預(yù)壓，采用1.2倍箱梁重量堆載的方法布設(shè)于支架上，并設(shè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。同時(shí)在施工中根據(jù)粱體結(jié)構(gòu)在底板處布置等效荷載，并嚴(yán)格按照計(jì)算指導(dǎo)書(shū)要求控制預(yù)壓荷載布置。 3.2.4模板系統(tǒng)施工工藝 變高度魚(yú)腹式箱梁模板系統(tǒng)包括側(cè)模和底模、箱室內(nèi)模三部分。施工中嚴(yán)格控制接縫質(zhì)量，側(cè)模板采用組合鋼模板和定制鋼模板組合而成，底模板和內(nèi)模采用組合膠合板，側(cè)模采用鋼模板現(xiàn)場(chǎng)拼裝。為保證模板拼裝形成魚(yú)腹式效果，翼緣板模板模板下采用工字鋼冷彎?rùn)C(jī)加工工字鋼成設(shè)計(jì)線型，安裝于滿堂紅腳手架上可調(diào)之上，間距60cm，工字鋼上鋪設(shè)10cm方木間距30cm，作為模板的支撐骨架，保證線型效果。

模板的安裝：模板采用橋梁用竹膠板，厚度15mm，支架體系上拼裝，施工時(shí)調(diào)整支架設(shè)計(jì)標(biāo)高后，鋪裝底模并進(jìn)行微調(diào)標(biāo)高和對(duì)中，鎖定底模與支架。支架預(yù)壓完成后，重新調(diào)整支架扣件和底模標(biāo)高，刷脫模劑。綁扎底板和腹板鋼筋后安裝箱室內(nèi)模板，箱室模板采用墊塊和16mm拉筋固定模板，保證結(jié)構(gòu)尺寸。

箱梁模板安裝施工注意環(huán)節(jié)：

a.箱梁鋼模板安裝前，對(duì)鋼模板必須打磨，保證模板光潔度和平整度，同時(shí)刷模板漆；b.竹膠板施工時(shí)檢查支撐方木與竹膠板、滿堂紅支架頂托間的密貼接觸情況，對(duì)不穩(wěn)定密貼部位及時(shí)調(diào)整：c.箱室模板與要與箱梁鋼筋安裝配合進(jìn)行，對(duì)個(gè)別影響鋼筋安裝的模板在鋼筋安裝完成后進(jìn)行施工：d.相鄰模板接縫處采用安裝密封條保證接縫緊密，防止因漏漿造成蜂窩現(xiàn)象：e.模板安裝時(shí)需注意防撞護(hù)欄鋼筋、伸縮縫預(yù)埋鋼筋、橋面泄水孔和波紋管等預(yù)埋件的安裝以及張拉槽空間的布設(shè)：f.箱梁模板安裝后，采用全站儀和水準(zhǔn)儀對(duì)其平面位置和底板、腹板、頂面高程進(jìn)行復(fù)核，同時(shí)檢查模板牢固穩(wěn)定性：g.自檢完成后，請(qǐng)監(jiān)理單位聯(lián)合檢查平面位置和細(xì)部尺寸及縱橫向穩(wěn)定性，檢驗(yàn)合格后方可澆注混凝土。

3.2.5鋼筋綁扎及安裝

（1）在施工前對(duì)彎曲的主筋進(jìn)行基本調(diào)直，調(diào)直后的主筋彎曲度應(yīng)不大于長(zhǎng)度的1%，并不得有局部彎折，長(zhǎng)度偏差小于1cm。鋼筋調(diào)直、下料、彎制均在加工場(chǎng)進(jìn)行，焊接、綁扎在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。

（2）鋼筋接頭：縱向主筋主要采用直螺紋連接。鋼筋接頭應(yīng)設(shè)置在內(nèi)力較小處，并錯(cuò)開(kāi)布置。

（3）鋼筋在運(yùn)輸、加工中注意防止撞擊、刻痕等缺陷。

（4）鋼筋的交叉點(diǎn)綁絲成梅花型布置扎牢。

（5）鋼筋與模板間設(shè)置混凝土墊塊。

（6）由于鋼筋工程屬于隱蔽工程，在澆筑箱梁混凝土之前對(duì)箱梁鋼筋箱梁中鋼絞線波紋管、錨具、泄水孔等預(yù)埋件進(jìn)行檢驗(yàn)驗(yàn)收，同時(shí)作好工序的隱蔽工程檢查證，自檢完成后在監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一步工序施工。 3.2.6混凝土澆筑 按照?qǐng)D紙共分5節(jié)段澆注，每節(jié)段澆筑后養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度不得低于90%，且齡期不少于7天，才可進(jìn)行張拉壓漿。混凝土澆筑采用箱梁兩端對(duì)稱進(jìn)行澆筑，采用2臺(tái)臂長(zhǎng)45米混凝土輸送泵車，澆筑時(shí)采用底板→腹板→頂板順序施工，施工時(shí)保證混凝土澆筑聯(lián)系性。

（1）混凝土澆筑前的準(zhǔn)備工作：檢查箱梁模板各部位結(jié)構(gòu)尺寸是否符合圖紙要求，模板拼縫是否嚴(yán)密，支架體系與模板連接是否牢固。

（2）混凝土澆筑時(shí)，坍落度控制在160～180mm，同時(shí)根據(jù)提前測(cè)試的初凝時(shí)間，控制混凝土分段澆筑長(zhǎng)度。

（3）箱梁每段混凝土一次澆筑完成，澆筑方向從中墩位置開(kāi)始，向懸臂處推進(jìn)。混凝土振搗采用振搗棒、插片式振搗器和附著式振搗器組合振搗，箱梁頂直接進(jìn)行振搗密實(shí)，再進(jìn)行壓面處理。待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，進(jìn)行鑿毛。

（4）混凝土澆筑必須連續(xù)進(jìn)行，分層厚度約30cm，每插入點(diǎn)的振搗時(shí)間20～30s，混凝土自由落差不大于0.8米。

（5）混凝土澆筑時(shí)設(shè)專人維護(hù)模板，檢查變形，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即停止?jié)仓槊髟颍诨炷聊Y(jié)之前修正完好。

（6）澆筑頂板時(shí)注意預(yù)留供張拉施工的作業(yè)口。振搗時(shí)嚴(yán)禁碰撞鋼筋、波紋管、預(yù)埋件、模板等，防止造成位移或者表面損傷。

（7）混凝土養(yǎng)護(hù)混凝土外露面收漿、凝固后即用土工布覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)。在養(yǎng)護(hù)期間，使混凝土表面保持濕潤(rùn)。養(yǎng)護(hù)期限視混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)情況確定。 3.2.7預(yù)應(yīng)力施工方案

（1）工藝概況

a.預(yù)應(yīng)力筋采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，公稱直徑為（s15.2mm，參考截面積140m㎡，箱梁采用滿堂紅腳手架現(xiàn)澆施工，其中兩端主梁5m后澆直線段待轉(zhuǎn)體就位后再現(xiàn)澆：b.預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉順序應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求施工順序進(jìn)行，施工時(shí)采用兩端對(duì)稱張拉，施工時(shí)兩端千斤頂采用保持同步對(duì)稱張拉。預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)采用鋼絞線伸長(zhǎng)量和千斤頂張拉應(yīng)力雙控方案，施工中以張拉應(yīng)力為主，而且實(shí)際伸長(zhǎng)值量與理論計(jì)算值誤差需控制在6%內(nèi)。

（2）預(yù)應(yīng)力施工

a.預(yù)應(yīng)力鋼絞線加工采用砂輪切割機(jī)截?cái)啵锌趦啥?0mm處用鉛絲綁扎，以免切割后鋼絲松散，且應(yīng)使鋼絞線的切割面為一平面，以便在張拉時(shí)檢查是否斷絲，制好的鋼絞線束按長(zhǎng)度和孔位編號(hào)，避免搬運(yùn)和穿束時(shí)出錯(cuò)。

b.波紋管安裝預(yù)應(yīng)力金屬波紋管施工前按照設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算出波紋管的尺寸下料，接頭連接嚴(yán)密，在澆筑混凝土前通過(guò)人工穿束并定位牢固，仔細(xì)檢查波紋管保證無(wú)孔洞。

由于本工程箱梁采用分5段進(jìn)行混凝土澆筑，為保證分段安裝波紋管接縫完整嚴(yán)密，防止波紋管內(nèi)漏漿，項(xiàng)目部采用在保證既有波紋管接縫嚴(yán)密基礎(chǔ)上，在波紋管內(nèi)安裝PVC內(nèi)襯管套管證波紋管安裝質(zhì)量，防止因漏漿而造成波紋管堵塞，影響預(yù)應(yīng)力鋼絞線施工。

c鋼絞線安裝混凝土箱梁澆筑后對(duì)未進(jìn)行壓漿的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，施工時(shí)采取防止銹蝕措施，直至張拉壓漿。鋼絞線在混凝土澆注后進(jìn)行穿孔道作業(yè)，穿線時(shí)將鋼絞線編束后整體穿入管道內(nèi)，為保證穿束質(zhì)量，在穿束施工前將鋼絞線做側(cè)棱處理，同時(shí)將端頭用塑料帶纏繞，便于順利穿束作業(yè)。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線在波紋管安裝完成后，波紋管端部開(kāi)口處應(yīng)密封以防止鋼絞線受損，當(dāng)在安裝有預(yù)應(yīng)力鋼絞線構(gòu)件附近進(jìn)行電焊作業(yè)時(shí)，對(duì)全部預(yù)應(yīng)力鋼絞線和波紋管采取覆蓋鐵板進(jìn)行保護(hù)，防止焊渣對(duì)鋼絞線造成損壞。 d.預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)準(zhǔn)備工作 按圖紙要求，箱梁預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求90%強(qiáng)度，且齡期不得小于7天。混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)依據(jù)為箱梁同條件試塊試壓強(qiáng)度報(bào)告。

構(gòu)件的外觀、尺寸應(yīng)符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求：檢查粱體混凝土質(zhì)量，重點(diǎn)檢查項(xiàng)目為有無(wú)蜂窩、麻面現(xiàn)象，是否出現(xiàn)子L洞、露筋、錨墊板處空洞等情況，如有質(zhì)量缺陷需報(bào)驗(yàn)備案后進(jìn)行處理。 e.預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉作業(yè) 后張法預(yù)應(yīng)力筋張拉程序：0→初應(yīng)力（0.1con）→con→錨固（持荷5min錨固）

張拉施工轉(zhuǎn)體Y構(gòu)現(xiàn)澆箱梁按設(shè)計(jì)規(guī)定順序張拉進(jìn)行。張拉至初應(yīng)力以后，在預(yù)應(yīng)力鋼筋的兩端標(biāo)記，預(yù)應(yīng)力鋼筋的延伸量或回縮量即從該記號(hào)起量。張拉力和延伸量的讀數(shù)應(yīng)在張拉過(guò)程中分階段讀出。當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼筋由很多單根組成時(shí)，每根應(yīng)作出記號(hào)，以便觀測(cè)是否有滑移。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨固后的按照規(guī)范要求，外露長(zhǎng)度不小于30mm，鋼絞線采用無(wú)齒鋸進(jìn)行切割，后采用C50封端混凝土進(jìn)行保護(hù)。 f.預(yù)應(yīng)力管道道壓漿及封錨處理 為保持預(yù)應(yīng)力鋼絞線不銹蝕、與構(gòu)件砼連成整體，壓漿工作在張拉完成后24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。壓降材料采用M50水泥漿液，和易性良好。施工前對(duì)配合比進(jìn)行驗(yàn)證，并嚴(yán)格按監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的配合比執(zhí)行，且水泥漿泌水率最大不超過(guò)3%，拌合后3小時(shí)泌水率宜控制在2%，并且在24h后能全部被吸回。

壓漿方法采用活塞式注漿泵，壓漿時(shí)順序?yàn)閺南峦希M(jìn)出漿口應(yīng)設(shè)置閥門(mén)，壓漿時(shí)，關(guān)閉出漿口，壓漿泵的壓力一般取0.7Mpa，并持壓兩分鐘。壓漿過(guò)程中及壓漿后48h內(nèi)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土溫度和環(huán)境溫度不得低于5°C，否則應(yīng)采取保溫覆蓋，整體加溫等保溫措施，當(dāng)溫度高于35°C時(shí)，壓漿宜在夜間進(jìn)行。

壓漿的充盈度應(yīng)達(dá)到孔道另一端且排氣孔排出稠度相同的水泥漿，且保持0.5Pa壓力的穩(wěn)壓期，時(shí)長(zhǎng)3～5分鐘。

水泥漿應(yīng)按規(guī)定制作試件，以檢查其強(qiáng)度，壓漿過(guò)程中如發(fā)生設(shè)備故障，不能連續(xù)一次注漿壓滿時(shí)，應(yīng)立即停止作業(yè)，立即采用壓力水對(duì)波紋管進(jìn)行沖洗，待故障處理后再進(jìn)行二次壓漿。壓漿作業(yè)時(shí)保留試塊，頻數(shù)為每工作班制作試件6組，其中現(xiàn)場(chǎng)留取2組同條件養(yǎng)生，4組試塊進(jìn)行標(biāo)養(yǎng)。 3.2.8模板、支架的拆除 箱梁排架的模板拆除順序是根據(jù)施工工序順序而進(jìn)行的。從梁端處向中支點(diǎn)處拆除：豎向拆除順序?yàn)橛缮隙逻M(jìn)行拆除。

4結(jié)束語(yǔ)

本工程通過(guò)把滿堂紅支架體系設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)均以實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為依托，進(jìn)而保證支架體系安全穩(wěn)定性，變高度魚(yú)腹式箱梁使用異形鋼模板，翼緣板模板模板下采用工字鋼冷彎?rùn)C(jī)加工成設(shè)計(jì)線型、分段安裝波紋管采用PVC襯管保證波紋管安裝質(zhì)量等技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，順利完成全國(guó)首例變高度魚(yú)腹式箱梁轉(zhuǎn)體橋施工，得到建設(shè)單位的認(rèn)可，為下步相似工程施工積累了經(jīng)驗(yàn)。