保定市樂凱大街主橋W型混凝土箱梁施工質量控制

吳 鋒， 魏 珂， 姜 薪， 成 都

(中建交通建設集團有限公司，北京 100082)

斜拉橋是一種多次超靜定結構，主要的優點有：(1)降低了梁體的高度，增強了橋梁的跨越能力，受到橋下凈空限制相對小。(2)主梁可以用鋼或者混凝土制作，不需懸索橋那樣的集中錨錠構造。(3)拉索與水平面的夾角較大，對主梁的軸力較小[1]。

混凝土斜拉橋即指主梁結構為混凝土制作的斜拉橋。主梁除設置一定的非預應力鋼筋外，有拉索產生的預應力作用，在需要時還應配置各種的預應力束筋。按照受力截面主梁分為板式截面和箱型截面，其中箱型截面分為分離式雙箱、閉合雙箱及半封閉箱型截面。該橋采用W型為閉合箱型截面改進型從而減輕了梁體重量，提高了橋面寬度。其特點為懸臂端長，上部結構重量大，主梁自身有縱、橫和豎向3套預應力體系，外部存在斜拉索體系，且全橋施工過程有多次體系轉換，斜向腹板設置使得內箱模板不易安裝，內腹板斜混凝土及預應力大大增加現場施工難度。因此，根據本橋箱梁特點制定施工質量控制從而保證W型截面施工質量。

1 工程概況

1.1 主橋

保定市樂凱大街南段工程主橋采用(145 m+240 m+110 m)子母塔單索面預應力混凝土斜拉橋(圖1)，全長495 m。采用母塔與子塔雙轉體施工，母塔轉體懸臂(128.6 m+135 m)，轉體重46 000 t，逆時針轉體52.4 °；子塔轉體懸臂2×102 m，轉體重35 000 t，逆時針轉體67.4 °。母塔采用墩梁塔固結，子塔采用塔梁固結，墩梁間設支座(縱橫向各設兩個)，限制橫向位移。

圖1 主橋布置

1.2 子塔段主梁

主梁采用預應力混凝土大懸臂W形腹板截面，頂板寬39.7 m，底板寬18 m，中心處箱梁高3.5 m，頂面橫向設置2 %的雙向橫坡。標準段主梁的頂板厚30 cm，底板厚35 cm，頂板縱向間隔250 cm左右設置一道橫肋(厚35 cm，高50 cm)。外側斜腹板厚40 cm，內側斜腹板厚30 cm。

主梁采用C55混凝土，縱、橫、豎三向預應力體系，子塔轉體部分在支架上分為5段現澆(40 m+40 m+44 m+40 m+40 m)，邊跨合攏段長度均為3 m。

2 W型箱梁施工要點

2.1 工藝流程圖

工藝流程見圖2。

圖2 主橋現澆梁工藝施工流程

2.2 地基處理及排水系統

(1)地基處理寬度大于等于現澆梁梁邊線1.0 m。在支架體系最外排1.5 m距離設置排水溝，排水溝縱坡1 %，截面為0.5 m×0.5 m，匯集后排入周邊排水系統。

(2)控制處理地基的壓實質量，以保證支架體系的穩定性。

(3)控制面層(C20)混凝土施工質量及平整度。

2.3 支架體系及模板安裝

(1)子塔段現澆梁盤扣支架順橋向根據現澆梁截面變化布置間距約為600～1 500 mm，橫橋向900～1 500 mm。模板下采用12 cm×12 cm(3.5 mm)方鋼，橫橋向布置；方鋼下采用60 mm×100 mm鋼木梁，其間距為250 mm。模板為15 mm厚優質鏡面板。架體整體底層和頂層均設置水平斜桿，水平桿步距為1.5 m，沿高度每隔5個標準步距設置水平層斜桿，四周滿布豎向斜桿。支架方案布置如圖3所示。

圖3 子塔段現澆梁盤扣支架方案橫斷面

(2)底模板采用15 mm厚的竹膠板，底模安裝時首先根據設計要求張拉起拱度，然后根據箱梁及支撐自重的變形確定需要的預留拱度，最后通過支架可調托座對底模的標高進行微調。模板安裝之前應將模板用清水清理干凈并涂刷一層脫模劑，使模板易于脫離，方便拆模。側模模板也采用15 mm厚竹膠板，模板安裝前要進行與底模安裝前相同的工作，而模板接縫用雙面膠粘貼，防止澆筑混凝土時拼縫漏漿[2]。側模采用盤扣支架配套三角支撐進行加固。保證梁體外結構尺寸及外觀質量。底模安裝如圖4所示。

3 箱外鋼筋、預應力安裝

主筋接頭焊接采用套筒連接或綁扎連接(圖5、圖6)，對于變形截面需要先放大樣后再完成加工，而縱向鋼筋在梁上采用綁扎連接。頂板、腹板內有大量的預埋波紋管，波紋管的定位需要波紋管定位網片，而波紋管定位網片需要制作專門的定位胎具來完成加工[3]。為了保證波紋管不受損壞，所有的焊接工序需要在波紋管埋置前進行，防止施工過程中不可預測的損傷，管道安裝后盡量不焊接。

圖4 底側模安裝

圖5 底板、腹板鋼筋安裝(1)

圖6 底板、腹板鋼筋安裝(2)

4 箱梁內側模安裝及索道管骨架定位

(1)W型箱梁控制中點在于內箱。當底板、腹板鋼筋安裝完成后，進行箱梁內模安裝時，內模采用加厚木模板，箱梁內側模加固采用對拉螺栓加固方式，中間箱室采用排架支撐。為保證邊腹板及中腹板振搗質量，在其模板約每1.6 m×1.5 m設置一直徑為80 mm的振搗孔，振搗完畢后對其進行封堵；其內模布置如圖7、圖8所示。

圖7 箱梁內模布置示意

圖8 箱梁內模支架安裝

(2)為保證梁面索道管定位精度控制，預先在第一次澆筑混凝土前在底板內預埋定位骨架(圖9)。對索道管進行初步定位，待第二次澆筑前進行最終定位(圖10)。

圖9 索道管定位骨架安裝

圖10 索道管定位安裝

5 頂板模板及頂板鋼筋安裝

該工程現澆梁計劃分2次澆筑，第一次澆筑底板及腹板，第二次澆筑剩余頂板。頂板模板及支架等待底板混凝土達到2.5 MPa時開始安裝。底部設置墊木,模板采用15 mm厚竹膠板，拼縫采用雙面膠粘貼，防止拼縫漏漿。模板安裝完畢后開始綁扎頂板鋼筋(圖11)。

圖11 頂板預應力及鋼筋施工

頂板鋼筋安裝完成后，進行端模安裝。端模采用木模板，安裝時注意錨墊板定位準確，并固定好錨墊板。頂板索道管精確定位見圖12。

6 混凝土施工

主梁混凝土分2次澆筑，第一次澆筑底板及外側兩腹板，第二次澆筑剩余頂板部分。設置多個澆筑點，每個澆筑點至少由2臺振搗棒跟隨振搗。第二次澆筑時層間施工縫按規范要求鑿毛處理。主梁混凝土澆筑示意如圖13、圖14所示。

圖12 頂板索道管精確定位

圖13 主橋現澆梁澆筑順序示意

圖14 主橋現澆梁第一次澆筑示意

混凝土澆筑順序應對稱進行，澆筑兩側縱向腹板、底板、中間腹板，最后澆筑頂板。過程中對內斜腹板混凝土及沉降量進行觀測控制。為保證橋面的平整度，在鋼筋頂面縱向布置5道標高控制線，以控制橋面混凝土的平整度。

7 施工質量結果驗證

本節段設計方量為1 368 m3實際澆筑方量為1 366 m3有效的控制梁體混凝土重量，并與對稱節段進行重量對比誤差控制在5 %以內，內斜腹板平面結構尺寸控制在0～-1 mm，整彈性變形及非彈性變形控制在3 mm以內。從而有效的達到轉體橋重量控制要求及梁體結構受力要求。

W型混凝土箱梁在施工過程中極少使用，其控制難點在于型截面較多，預應力體系較為復雜，過程中薄型腹板混凝土質量及預應力、斜拉索體系極易出現質量問題。本工程施工工藝取得了良好的效果，為今后施工同類工程提供借鑒。