現澆預應力混凝土連續箱梁施工技術探討

張志佳

摘要：文章分析了預應力混凝土連續箱梁的特點，介紹了幾種常見的現澆預應力混凝土連續箱梁施工技術，并結合具體工程案例探討了該技術的施工方法。

關鍵詞：預應力混凝土;連續箱梁;特點;現澆;施工技術

This article analyzes the characteristics of prestressed concrete continuous box girder，introduces several common castinplace prestressed concrete continuous box girder construction techniques，and discusses the construction method of this technology in combination with specific engineering cases.

Prestressed concrete;Continuous box girder;Characteristics;Castinplace;Construction technology

0 引言

預應力混凝土連續梁橋是現代橋梁中極具生命力的一種橋型，其具有跨越能力強、變形小、結構剛度大、抗震能力強、橋面接縫少、行車舒適度高等優點，高速公路橋梁、城市高架橋均適用。隨著我國各種新工藝、新材料、新設備的發展，現澆預應力混凝土連續箱梁施工技術也日新月異，本文就此展開相關分析。

1 預應力混凝土連續箱梁特點分析

近年來，隨著現代橋梁事業的發展，連續梁橋獲得了廣泛的應用。在其橫截面的選擇上，一般跨徑超過60 m后，多數采用箱形截面，因抗扭剛度大，可有效抵抗正負彎矩，且動力特性好、收縮變形小。預應力混凝土連續箱梁的特點具體可歸納如下：

（1）可選擇高強度材料施工，顯著減輕自重，增強橋梁跨越能力、抗疲勞能力。

（2）施工技術體系已較為成熟，通過各種現代化技術、機械化設備的應用，切實縮短橋梁施工周期，提高經濟效益。

（3）適用于各種結構體系，實用性強。

（4）外觀可塑性強，可適應周邊環境，達到簡潔、大方的效果。

2 現澆預應力混凝土連續箱梁常見施工技術

預應力混凝土連續箱梁施工方法眾多，本文主要就其現澆工法展開分析，主要包括：支架法、懸臂法、移動模架法三種。工程實踐中需根據項目特點、現場條件、施工設備、技術力量等，對施工方法進行比選。

2.1 支架現澆法

支架法是一種預應力混凝土連續箱梁傳統現澆工法，需先搭設支架、安裝模板、綁扎鋼筋骨架、預留孔道，再澆筑混凝土、張拉預應力筋。這種工法由于需要耗費大量的模板支架，一般較適用于中小跨徑橋梁。同時隨著我國材料科學的發展，各種臨時鋼構件、萬能桿系統得到了推廣應用，當其他施工方法不適用或是經比較后此工法費用較低時，部分中大跨徑橋梁也采用滿堂支架施工方法。如圖1所示即為滿堂支架法施工工藝流程示意圖。

橋梁支架法作業中，混凝土澆筑是關鍵工序。以大跨徑預應力混凝土連續箱梁橋為例，可采取水平分層或是分段澆筑施工方法，待混凝土達到一定強度后，將部分模板拆除，并進行預應力筋張拉、管道壓漿施工。

2.2 懸臂施工法

懸臂現澆法是目前預應力混凝土連續箱梁主流施工方法，主要是在完成墩頂0#塊施工后安裝掛籃，并以此為核心裝置在橋墩兩側進行后續節段澆筑施工，混凝土強度達設計要求后做好預應力鋼束張拉工作（見圖2）。在整個橋梁作業中，合龍段施工十分關鍵，必須確保梁體線形、受力滿足要求，保證橋梁結構安全性。

與其他施工方法相比，懸臂澆筑施工速度較快、節段連續性好，成橋后線形美觀。此種技術不斷發展成熟后，預應力混凝土連續箱梁橋越來越朝著大跨、輕質的方向發展。

2.3 移動模架施工法

移動模架法是預應力混凝土連續箱梁橋基于施工快速化、省力化要求下發展起來的施工方法。其主要是將機械化的支架和模板支承在長度稍大于兩跨、前端作導梁用的承載梁上，對橋跨內進行現澆施工，逐孔推進模架直至施工完畢（見圖3）。

根據移動支架的不同，可將此方法分為支承式、非支承式兩種。此方法的優點主要在于無需設置地面支架，機械化程度高，可上下部同時施工，模板周轉率高，在保證施工安全、加快施工速度、提高經濟效益方面具有一定的優勢。

3 實例探析

3.1 工程概況

本文以某大橋工程為例展開分析。此橋梁全長1 242.5 m，南、北引橋上部結構均為等截面預應力混凝土連續箱梁，跨徑分別為5×40 m、2×40 m。本橋梁箱梁采用的是等高度單箱單室斜腹板結構，具體參數見表1。基礎設計為鉆孔灌注樁，樁徑、樁長分別為1.5 m、60 m，矩形承臺，厚度2.5 m，采用C20混凝土。

3.2 地質水文條件

本項目橋址區位于沖海積平原，整個地勢呈現為北東高南西低，地表水系發育，地層結構自上而下依次為：砂類土、淤泥夾砂、淤泥與砂互層、淤泥質黏土、礫石、卵石、全風化層、燕山期侵入花崗巖、花崗閃長巖及侏羅系南園組凝灰熔巖。本項目與出海口相距較近，整個施工過程受到潮水的影響較大，水位高程0～4.0 m，一旦漲潮河灘將被全部淹沒。

3.3 施工方案比選

通過對本項目地質水文條件、施工條件、設備條件的綜合分析，提出了三種施工方案進行比選：

方案一：移動模架現澆施工。為滿足工期要求，采用此工法需投入2套移動模架，一次性投資達到1 218萬元，費用較高;此工法受到潮水影響大，每孔箱梁施工周期為20 d，單幅15孔箱梁需耗時10個月，整個工期相對較長，最終被否定。

方案二：懸臂現澆法施工。為滿足工期要求，此工法需投入10套掛籃，費用約530萬元，費用較高，且施工完所有箱梁需要6個月工期。

方案三：滿堂支架現澆施工。此工法主要采用碗扣式支架，對地基承載力要求相對較低且經濟性較好。本項目需配備8套支架，費用約420萬元，可同時進行4個工作面施工，工期僅為4個月，對以上兩個方案，該工法是首選方案。

3.4 滿堂支架現澆施工方法

3.4.1 地基處理

根據本項目地質資料分析可得，橋梁灘頭地段天然地基承載力為110 kPa，根據計算要求，支架基礎承載力至少為150 kPa，必須對地基進行處理。具體措施如下：（1）為保證漲潮時支架基礎穩定，支架基礎頂面設計高程為5.0 m，邊坡坡度為1∶2;（2）采用堆碼砂袋的方法進行支架基礎外側邊坡防護，設置5.0 m寬的護道，保證基礎穩定;（3）對基礎頂面、邊坡進行水泥砂漿抹面處理，厚度控制在3 cm，防止施工期間雨水、養生水等對支架基礎造成侵害;（4）采用分層灌水密實的地基處理方法，基礎頂面鋪設碎石，厚度控制在30 cm以內，以水泥砂漿抹面。

完成地基處理工作后，對地基承載力進行檢測。地基承載力檢測點位置見圖4。根據檢測結果可知21#～22#墩地基承載力標準值為170～320 kPa，達到設計要求，可用于其他地段。

3.4.2 支架拼裝

（1）支架結構：本項目支架縱向布置如圖5所示，支架立桿縱橫向間距見下頁表2。

（2）支架定位測量放線：嚴格按設計間距，測定支架縱橫向軸線。

（3）鋪設支架底部支承層：將舊木枕平行于支架橫向軸線方向進行鋪設。

（4）擺設底托：在木枕頂面擺設立桿底托，要求底托底面與木枕頂面貼合，保證受力良好。

（5）安裝支架：在底托上進行支架安裝工作。對每層支架頂面平整度進行檢查，要求立桿頂面高差在±3 mm以內;對立桿垂直度進行檢查，要求誤差不超過1%;本項目立桿長度是定型尺寸，必須在安裝前根據設計高程選用立桿長度，保證支架高度滿足要求。

（6）安裝頂托：支架立桿高度達到設計要求后安裝頂托。

（7）鋪設方木：在頂托上，沿著與橋長向垂直的方向進行方木鋪設，在橫向方木上繼續鋪設縱向方木。具體尺寸參數如表3所示。

（8）鋪設底模板：本項目底模采用復合竹膠模板，具體尺寸規格為244.0 cm×122.0 cm×1.8 cm，嚴格按設計要求設置好預拱度。

（9）安裝剪刀撐：為保證支架穩定，本項目采用剪刀撐進行加固處理，每隔4排立桿設一道剪刀撐，其與水平面夾角控制在45°～60°。

（10）支架預壓：本項目采用堆碼砂袋的方法進行支架預壓，分4次加載，觀測結果見表4，均滿足施工要求。

3.4.3 模板安裝

箱梁外模板采用的是122 cm×244 cm×1.8 cm定尺膠合模板，支架頂設可調高度頂托，木板與膠合板用釘子固定;內模采用組合鋼模與木模相結合，以對拉螺桿緊固。模板的接縫必須密合，位置、尺寸精度滿足設計要求。

3.4.4 鋼筋安裝

鋼筋到場檢驗合格后，按設計圖下料、加工制作，運輸至各作業面，通過塔吊協助安裝就位。

3.4.5 混凝土澆筑

本項目采用汽車泵方式進行混凝土澆筑施工，具體施工順序為：左（右）幅底腹板→右（左）幅底腹板→左（右）幅頂板→右（左）幅頂板，澆筑過程中塔吊配合作業。

（1）本項目為C50大體積混凝土施工，必須合理控制澆筑溫度（≤25 ℃）、內表溫差（≤25 ℃）。

（2）科學振搗，切忌沖擊模板、鋼筋，同點位混凝土振搗至氣泡明顯析出減少、表面泛漿為止。

（3）混凝土澆筑完畢終凝后，落實養護工作。

3.4.6 預應力筋張拉壓漿

待混凝土強度達到設計要求后，進行預應力張拉作業，采取油表讀數與伸長量雙控制的方法，張拉結束后，采用真空壓漿工藝盡快壓漿。

3.5 橋梁復測結果

完成連續箱梁施工后進行復測顯示：高程誤差≤10 mm、箱梁軸線偏離設計軸線位置≤10 mm，均滿足規范要求。

4 結語

綜上所述，預應力混凝土連續箱梁橋在我國現代交通體系發揮著巨大的作用，合理開展相關施工工作，保證橋梁整體施工質量，是確保橋梁運營安全的關鍵所在。對此，必須要對其施工技術有一個全面、深入的了解。本文主要圍繞幾種現澆工法展開分析，在實踐中應嚴格根據項目情況、地質條件、施工要求等合理選擇工法，規范落實各道工序，保證橋梁投入運營后獲得應有的社會、經濟效益。

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