橋梁上部結構支架現澆施工技術的探討

王偉

摘 要 為確保支架現澆預應力混凝土連續梁成橋后線形及內力與設計要求相符，施工方案選擇是否合理、施工工藝是否規范極為關鍵。本文結合具體工程案例，確定施工方案，并通過有限元模型的建立，對橋梁施工監測成果進行了探討。

關鍵詞 橋梁工程；支架現澆混凝土；施工方案

中圖分類號 U4 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）08-0053-02

作為預應力橋梁的主要類型之一，預應力混凝土連續梁橋優勢在于整體性良好、結構剛度大、變形小等，因此在公路橋梁工程施工中得到了大量應用。支架現澆施工往往應用于結構跨徑及橋梁凈空小，且地勢較為平坦的路段，目前應用最多的就是貝雷梁、大直徑鋼管柱與碗扣鋼管支架配置構成的組合支架。但在實踐中因多種因素的影響，導致大量安全事故頻發。為此，必須確保施工方案合理、可行，做好質量控制工作，只有這樣才能提高橋梁工程建設的整體質量。

1 工程案例

某橋梁工程全長為231.16m，主橋屬于三跨預應力混凝土連續橋梁，其跨徑設置為2個40m與1個65m，選取單箱三室截面，14.05m為單箱底寬度，3.5m為兩側懸臂長度，21.05m為其全寬。柱式墩、肋板式臺與鉆孔灌注樁基礎為該橋梁下部結構。因本地區為平坦地勢，主橋從引江河支流跨越。此時，可選取支架現澆混凝土箱梁用于施工。

2 施工方案

根據該橋梁的特點，可按照圖1預應力鋼索布置形式進行施工節段劃分。

根據工程建設實際情況，可一次性澆注的混凝土梁段為A0、A1、B1、B2，當混凝土強度與設計強度相符后，需對全部預應力索進行張拉施工，并將支架對稱拆除。本方案具有施工周期短、成本低等優點，但因施工節段長度、重量較大，無法充分張拉預應力索。同時，因梁體具有較大負擔，必須提高支架承載力與穩定性。為此，需建立有限元模型。其主要目的就是對連續箱梁施工過程及成橋狀態的準確模擬。按照具體情況，本文通過有限元程序進行全橋模型地建立。具體如下：

1）連續箱梁施工過程是模擬的主要內容，僅對結構自重、預應力鋼束荷載等進行充分考慮。

2）該模型的重點是對支架受力情況進行準確模擬。因張拉作業梁體產生上拱現象時，箱梁將脫離支架，此時支架處于不受力狀態。如梁體不斷向下移動，則支架將逐步成為受力狀態。該模型內模擬支架主要是通過受壓彈簧建立的以實現，其中鋼管軸線線剛度為支架剛度系數，公式為：

其中，鋼管彈性模量可由E表示；

鋼管截面積可由A表示；

鋼管高度可由l表示。

3）因箱梁橫斷面具有較大剛度，不會對支架受力造成極大影響。因此，施工時只需對縱向預應力鋼束荷載進行模擬即可。本模型節點數為105個，單元共104個，選取C50混凝土作為梁體，C40混凝土作為橋墩。

3 橋梁上部結構支架現澆施工工藝

3.1 地基處理

選取C20混凝土作為支架基礎，厚度為15cm，在混凝土澆筑施工前應先平整場地，如部分路段為軟土地基，可先挖除軟土，再進行碎石換填施工。

3.2 支架施工

支架搭設場地準備工作結束后，需及時進行支架搭設，60×62.5cm為立桿橫縱向間距，且在橋墩兩側3m內橫向加密。

搭設支架與鋪設底模作業完成后，可通過砂包、水袋等材料加載預壓支架，且在每平方米22kN左右控制預壓荷載，箱梁底板為加載寬度，一般可進行7d預壓，確保施工質量。

3.3 模板安裝

確保以上工序質量合格后，即可選取全站儀測量底模。按照放樣結果對底模進行適當調整。并選取光面夾板拼裝連續箱梁內外模板，聚乙烯膠布需粘貼到模板間縫位置，木枋加固支撐。隨后安裝底模、側模及翼板模板，選取的材料為光面木夾板，厚度為2cm。安裝順序為底模-側模-內模。

3.4 安裝支座

在施工立柱、帽梁及支座墊石時，可根據施工規范規定留設螺栓孔。待箱梁底模鋪設后，需進行支座螺栓的準確安設，并對環氧樹脂混凝土進行澆筑，固定螺栓。待其徹底凝結后即可設置吊裝支座，并將調平鋼板放置其上，選用加工-木箱防護罩封蓋調平鋼板下方支座，密封時可選用玻璃膠，隨后進行箱梁底模封閉，為避免漿液由孔口流出，可選取玻璃膠密封。

3.5 加工安裝鋼筋

作為箱梁施工進度的主要控制要素，鋼筋加工安裝質量極為重要。根據設計要求，下料加工鋼筋材料，為保證骨架準確無誤，應嚴格按照設計要求加工焊接鋼筋骨架。確保鋼筋質量合格后即可向施工現場運送，通過汽車吊提升完成鋪設作業的箱梁底模，放出中軸線、邊緣控制點后，綁扎鋼筋，保證無跑位。

3.6 澆筑混凝土

必須按照施工方案設計配合比拌制混凝土材料，保證混凝土和易性等相關因素能夠滿足施工要求，待混凝土運送至施工現場之后，檢查其是否存在離析現象，隨后將混凝土泵送至工作面。在確定掛籃的中線以及各項標高與設計標準一致后，方可進行混凝土澆筑施工。在澆筑的過程中，由底板至頂板依次施工，盡量減少接縫的出現，提高澆筑梁段的穩定性能。頂板混凝土澆筑后，為便于內模拆除，可進行臨時人孔設置，尺寸為80cm×80cm。

3.7 拆模及養生

完成混凝土澆筑作業后，當混凝土強度滿足2.5MPa以后，便可拆除側模。隨后選取麻袋覆蓋箱梁混凝土，且做好灑水養生工作。普通鋼筋混凝土強度滿足設計值90%后即可拆除底模、臨時支架；當完成張拉預應力鋼絞線及波紋管壓漿作業后即可拆除預應力箱梁。

3.8 預應力鋼束張拉

1）孔道與預埋。為便于施工，需向橋梁結構內預埋波紋管和鋼絞線，隨后澆筑混凝土。

2）預應力施工。當梁體混凝土強度滿足設計要求后，即可施加預應力。選取千斤頂2端（2臺）一起對稱張拉縱向預應力，張拉到初始應力之后，一級一級加壓到張拉力最大值，選取張拉力與伸長量雙控作業。

3.9 壓漿與封錨

結束張拉作業24h以內，預應力管道即可進行壓漿作業，以此便于預應力筋粘結梁體混凝土，保證預應力均勻分布，降低錨頭位置預應力峰值。

4 橋梁監測成果分析

4.1 預拱度設置

施工預拱度、成橋預拱度及附加預拱度為箱梁預拱值內容。可在中跨跨中位置設置一個拋高值，根據二次拋物線逐步向懸臂底部降低。利用有限元模型，對預拱值設置中各種影響因素下的結構變形值進行計算、探討，并獲取全橋預拋值線形。

4.2 全橋合龍后線形與內力分析

以該橋梁右幅進行分析，成橋后對箱梁實測高程、控制高程及設計高程進行比較，得出實測箱梁具有平順的線形，其中最高值為橋梁實測高程，相比控制高程多出2.5cm，相比設計高程多出6.3cm。邊跨局部位置在設計高程值以下，低于1.2cm左右。因連續箱梁橋成橋后中跨呈現出下撓狀態，且邊跨為上撓狀態，具體而言，成橋線形有利于通車運行后降低中跨箱梁下撓情況。通過分析成橋后箱梁各個截面頂板、底板的設計與實際應力值，兩者偏差在1MPa以內，則說明本橋梁結構受力狀態良好。

5 結論

綜上所述，隨著國民經濟發展水平的不斷提高，橋梁工程建設規模也在不斷擴大，為了有效提高施工質量，更多新技術被應用于施工建設。支架澆筑技術具有施工操作簡單、移動靈活等優勢，在橋梁建設中得到了廣泛的應用。因此，在施工過程中，應全面掌握施工技術要求，確保施工方案的科學性，為具體施工操作行為提供積極的指導作用。

參考文獻

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