大跨度、大體量現澆連續箱梁關鍵施工技術

周筱留 潘丹丹 李錦錦

摘 要：從寧波環城南路西延第九聯現澆連續箱梁的施工實例出發，對大跨度、大體量現澆混凝土連續箱梁支架的設計、混凝土分段澆筑等關鍵技術進行了論述，通過本項目施工的實踐，證明此方案具有良好的安全性和可操作性，取得了一定的經濟、社會效益。

關鍵詞：大跨度;大體量;現澆連續箱梁;分段施工;高大支模架

0 引言

現澆連續箱梁整體性好，結構形式可以根據橋梁受力變化調整截面尺寸，可以跨越較大尺寸的路口、河流等;但同時因施工工藝復雜，受現場周邊環境因素、施工時氣候因素、混凝土供應因素影響大，施工質量不易控制，特別是大跨度、大體量連續箱梁，一次成型混凝土澆筑量大，高大支模架風險高，在施工中如何控制現澆連續箱梁的質量和安全是工程的難點。

1 工程概況

寧波環城南路西延啟動段工程位于寧波市海曙區，工程西起薛家南路，東至機場路;本工程采用“高架主線+輔道”的建設形式，標準段主線高架為雙向6車道，立交分合流區域局部雙向10車道。

主線高架第九聯Z26-Z29#墩跨躍進河為（45.5+75+43=163.5）m三跨一聯預應力混凝土變截面連續箱梁，橋面寬度 39.5 m，為單箱九室斷面，中支點梁高4.6 m，跨中和邊支點梁高2 m。

2 關鍵技術

（1）第九聯共三跨一聯，跨徑布置為45.5+75+43=163.5 m，橋面寬度39.5 m，全聯共需澆筑混凝土總量7 601 m3。

按一般施工工藝，一聯現澆箱梁分兩次澆筑混凝土，第一次澆筑底板、腹板，第二次澆筑頂板;這樣的話，第一次需要一次澆筑混凝土5 321 m3，第二次需要澆筑混凝土2 280 m3;這樣大體量的現場澆筑混凝土，施工組織難度大，作業時間長，后時間段內現澆作業對已澆筑混凝土質量影響大，現場質量控制難點多，易出現質量隱患;如何選擇合適的現澆施工工藝，確保現澆箱梁施工質量，是本項目的關鍵施工技術。

（2）本項目主跨跨度達到75 m，中墩處箱梁高度4.6 m，邊墩處箱梁高度2.0 m;現澆箱梁高度高，單位面積箱梁施工荷載大，混凝土自重荷載最大達到11.96 t/m2！全聯混凝土自重達到19 762 t。

同時第九聯主線與橋下躍進河斜交45°，地面橋樁位布置與躍進河平行;主線支模架基礎布置時需要充分考慮地面橋施工、是否利用地面橋樁基等;高大支模架的設計、施工受環境限制較大，是本項目的第二個關鍵技術。

3 現澆箱梁混凝土澆筑方案比選

3.1 方案比選

為了選擇更好的主線第九聯設計、施工方案，參建各方召開了多輪次專題會議，希望能找到最優的方案，考慮到前期Z26、Z29墩樁基、橋墩、蓋梁已經完成，Z27、Z28墩樁基已經完成，各方充分討論后形成了幾個方案，見表1。

3.2 推薦施工方案

經過綜合對比各施工方案，考慮現場情況及結構安全，主線橋第九聯采用整幅箱梁結構，兩階段施工，先澆筑中跨箱梁，部分預應力張拉完成后，再施工兩個邊跨箱梁;施工周期約120天。具體施工流程如下：

（1）第一階段施工中跨75 m及中跨兩側邊跨的各10 m，共95 m。

分兩步施工，先施工底腹板混凝土，共3 490 m3;第二步施工頂板混凝土，共1 495 m3。

待混凝土達到設計強度后，張拉預應力鋼筋，通長束鋼絞線長度95 m，兩端張拉。

（2）第二階段同步施工兩側邊跨的剩余部分，西端35.5 m，東端33 m。

分兩步施工，先施工底腹板混凝土，西段945 m3，東段886 m3，共1 831 m3;第二步施工頂板混凝土，西段405 m3，東段380 m3，共785 m3。

鋼絞線接長，待混凝土達到設計強度后，張拉預應力鋼筋，接長束鋼絞線一端張拉。

4 高大支模架方案設計

根據現場實際情況，結合以往施工經驗，決定先施工主線高架橋，再施工地面橋;考慮到主線高架正斷面與地面橋正斷面存在45°夾角，且主線施工荷載超過地面橋設計荷載，主線高架支模架不利用地面橋結構，具體方案如下：

主線第九聯箱梁支架考慮躍進河兩側地質條件較差，擬全部采用貝雷梁型鋼支架，基礎形式為：直徑Φ800 mm灌注樁+Φ609 mm鋼管樁+雙拼（三拼）HN700*300 型鋼橫梁+貝雷梁縱梁+碗扣支架;具部臨近承臺位置利用橋梁承臺做為支架基礎。

碗扣支架上方設置雙拼?48×3.5鋼管分配梁+（100 mm×100 mm方木）分配梁+15 mm厚竹膠板。主線第九聯碗扣支架間距300 mm～900 mm，方木布置間距120 mm～300 mm。

5 施工控制要點

5.1 支模架施工控制要點

（1）支模架自下而上進行，施工順序為：鉆孔樁基礎→樁帽→609鋼管安裝→HN700*300 型鋼橫梁安裝→貝雷梁縱梁安裝→20號槽鋼分配梁安裝→碗扣支架搭設→雙拼?48×3.5鋼管分配梁→（100 mm×100 mm方木）分配梁→15 mm厚竹膠板。

（2）鉆孔樁基礎完成后，鑿除樁頭，樁頭松散部分需清理干凈，然后施工樁帽，樁帽施工時注意預埋鋼板，鋼板頂面水平。樁帽頂面高程要充分考慮支架高度、609鋼管分節長度合理確定，避免609鋼管切割調整高度。

（3）鋼管立柱安裝時要保證垂直度，底部與預埋鋼板焊接牢固，相鄰鋼管立柱之間設立連接剪刀撐。

（4）立柱頂部雙拼工字鋼與鋼管頂部工字鋼之間采用鋼板夾片焊接固定，以提高整體穩定性。

（5）H型鋼采用定制長度9 m規格，型鋼接頭采用雙面綴板焊接連接;雙拼或三拼H型鋼每隔2 m點焊加固，防止側翻。

（6）標準貝雷梁每節長度3 m，進場后先在橋下拼裝至1跨長度，按方案設計兩片或三片利用橫向連接片固定，然后整榀吊裝至預定位置。

貝雷梁安裝從內至外，確保安裝位置準確，貝雷梁與橫梁交接處位于豎桿位置。

（7）分配梁安裝間距同碗扣支架縱距，確保碗扣支架下托放置于槽鋼分配梁內。

（8）碗扣支架材料必須經過驗收合格方允許使用，搭設支架時，先彈線確定支架位置，底座放置準確;按立桿、水平桿、斜桿順序進行安裝，每步架體完成后及時核對水平桿步距、立桿間距、垂直度等。

（9）底板弧形漸變段支架需設置必要的斜撐，斜撐垂直于底板。

（10）支架搭設完成后，及時進行堆載預壓，堆載重量為施工荷載的1.1倍，并測量變形量，在底模安裝時根據支架變形量預調底模高程。

（11）支架拆除時依據先搭后拆的原則，自上而下逐層拆除;拆除時設立警戒區，非作業人員不得進入警戒區。

5.2 模板施工控制要點

（1）立模順序：先立底模，再立側模。

模板采用15 m厚竹膠板，底模采用標準尺寸竹膠板逐塊拼裝，底模完成后拼裝腹板模板，并調整標高及線形，立好加固支撐等;最后處理模板縫。

（2）模板要潔凈，均勻噴涂脫模劑，采用雙面膠條填塞側模間及側模與底模間接縫，保證接縫嚴密平順，并隨時整修。

（3）澆筑混凝土時有專人檢查模板，防止跑模、漏漿。

5.3 鋼筋施工控制要點

（1）鋼筋安裝順序：底板鋼筋→橫梁鋼筋→腹板鋼筋→頂板鋼筋。

（2）橫梁鋼筋首先將普通鋼筋制成平面或立體骨架，骨架在模具上制做，焊接牢固，主筋骨架之間、骨架與斜筋之間采用雙面焊，

焊縫長度不小于設計要求的鋼筋直徑的5倍，以免在吊裝過程中變形。

（3）橫梁高度最高超過4.5 m，鋼筋安裝時先采用?48鋼管搭設臨時支架，在支架上彈線確定鋼筋骨架位置，然后安裝下部主筋、上部主筋、彎起鋼筋，最后安裝分布筋;最后拆除臨時支架。

（4）鋼筋綁扎成骨架后，根據各預應力鋼束的座標和曲線要素，在骨架的箍筋上測量劃線，安裝波紋管定位筋、波紋管。

（5）張拉齒塊鋼筋、錨墊板加固鋼筋等最后安裝。

5.4 混凝土澆筑控制要點

5.4.1 混凝土澆筑施工組織

（1）現澆箱梁縱向分兩次（兩次之間預應力設連接器），橫斷面分為上下兩次澆筑，第一次先澆筑底、腹板（至腹板倒角下口處），第二次澆筑頂板。

（2）主線第九聯第一階段采用4臺泵車，橋梁兩側各布置兩臺泵車，分別位于箱梁橫斷面兩側從兩端向中間進行澆筑，澆筑時間約22 h;第二階段兩側各采用兩臺泵車，從低向高澆筑，澆筑時間約12 h;每臺泵車配備一個班組負責澆筑混凝土，1組質量檢查驗收人員，全橋配置1組沉降觀測人員。

混凝土澆筑原則為：縱向從低向高，橫向從端部往中間。先橫梁→底板→腹板→橫梁→底板→腹板、橫梁。混凝土澆注時縱向以階梯分段（分段長度以15 m為宜，氣溫高時長度適當縮短），水平分層進行，分層高度不得大于30 cm。

（3）混凝土澆筑順序：

第一步：澆筑橫梁混凝土，至底板倒角位置。

第二步：從橫梁向兩側澆筑底板混凝土;箱室腹板兩側混凝土澆筑至倒角，箱室中間澆筑至底板頂層鋼筋下方。

第三步：澆筑腹板混凝土，腹板混凝土至底板倒角位置翻出。

第四步：整理倒角位置翻出混凝土，澆筑剩余底板混凝土。

第五步：澆筑剩余橫梁、腹板混凝土;依次反復，縱向向前推進，至完成本區所有混凝土。

5.4.2 混凝土澆筑注意事項

砼澆筑前，應認真細致對支架、模板、預埋件進行一次檢查，模板內的雜物、積水和鋼筋上的污垢清理干凈，對于模板有縫隙地方，應填塞嚴密。施工插入式振動器時，移動間距不超過振動器作業半徑的1.5倍;與箱梁的側模保持50 mm～100 mm的距離;插入下層混凝土的距離為100 mm左右，每一處振動完畢后邊振動邊徐徐提出振動棒，避免振動棒碰撞模板、鋼筋以及其他預埋件，對每一振動部位，必須振動到該部位混凝土密實為止。

振搗工作業范圍明確，每臺泵車一個振搗小組，不得交叉換位，避免漏振。

混凝土澆筑應連續進行，如因故必須間斷時，其時間應小于前層混凝土初凝時間，若超過初凝時間則必須按施工縫進行處理。

混凝土澆筑過程中應派專人對支架和模板進行檢查和監測，發現異常變形和聲響應立即停止作業。

5.5 預應力鋼絞線接長

本工程最長鋼絞線達到163.7 m，因分段施工需要，第一階段混凝土澆筑完成后需要先進行部分預應力張拉，然后接長鋼絞線，在第二階段混凝土強度達到要求后再進行預應力張拉。

預應力鋼絞線接長工藝復雜，質量要求高，是本項目的關鍵工序。

（1）連接器是由連接體、擠壓套、擠壓簧、工作夾片、錨墊板、螺旋筋、約束圈、保護罩等組成。

（2）擠壓式P型錨固頭制作注意事項：1）擠壓前檢查鋼絞線、擠壓套等，并清理，然后將擠壓彈簧套入鋼絞線端部并旋緊，最后套上擠壓套。2）把套好擠壓套的鋼絞線穿過擠壓模孔，并使鋼絞線全部穿進擠壓套內，其一端抵在頂桿凹槽內。鋼絞線、擠壓模與活塞桿應在同一中心線上，以免擠壓套被卡住。3）擠壓過程要一鼓作氣完成，中間不得停頓。4）完成后錨固頭鋼絞線外端應露出擠壓套筒1 mm～5 mm。

（3）連接器的安裝。在上一梁段張拉、壓漿完成后，將已擠好擠壓套的鋼絞線逐根掛入相應連接體的卡口內，擠壓套緊貼連接體槽口底部，鋼絞線應平順，不得纏繞，整束鋼絞線應松緊均勻。

（4）喇叭筒罩安裝。保護罩為喇叭狀，兩半用螺栓安裝好，并用扎絲扎牢，在保護罩與波紋管間安裝約束圈;保護罩兩半之間、與錨墊板間可用玻璃膠進行密封。

保護罩安裝時注意壓漿排氣孔要預留好。

6 結束語

通過環城南路西延主線第九聯大跨度現澆箱梁的實際工況，對大跨度、大體量混凝土現澆施工關鍵技術進行了分析研究，驗證了大跨度、大體量現澆連續箱梁分段施工、高大支模架方案設計的可行性，為今后類似工程支架結構體系設計和施工提供有益的參考和借鑒。

參考文獻：

[1]高江.跨越既有鐵路線的支架設計[J].石家莊鐵道大學學報（自然科學版），2020，33（2）：137-142.

[2]黃紹金，劉陌生.裝配式公路鋼橋多用途使用手冊[M].人民交通出版社，2004.