公路橋滿堂支架現澆連續箱梁施工技術

梁羽飛

(河南省水利第一工程局，河南 鄭州 450004)

1 工程概況

盆窯南公路橋是 306 省道跨越南水北調總干渠的一座建筑物，位于衛輝市境內盆窯南村，橋與總干渠交叉點的樁號為Ⅳ126+165.40。大橋總體設計雙向 2 幅、3跨，荷載能力為高等級公路—Ⅰ級，總長130 m。設計箱梁截面為單箱雙室，單幅寬13.75 m；下部結構形態主要有柱型橋臺、橋墩，鉆孔灌注樁基礎。主要工程量：混凝土2 882 m3，鋼材制安688.97 t。

2 施工工藝流程

盆窯南公路橋滿堂支架現澆連續箱梁施工工藝流程見圖1。

圖1 現澆連續箱梁施工工藝流程圖

3 受力計算及支架預壓

3.1 受力荷載計算

按施工圖紙的最不利條件來計算荷載。箱梁斷面示意圖見圖2。

圖2 箱梁斷面示意圖

經計算：箱梁最不利荷載位置斷面面積S=17.12 m2；混凝土重量(取鋼筋混凝土的重量)R=2.60 t/m3，G =44.51 t；單位面積的重量q=4.57 t/m2；單位面積上模板及托架重取0.07 t/m2；單位面積施工活荷載取0.12 t/m2；單位面積上最不利垂直均布荷載Q= 4.76 t/m2。

3.2 滿堂架步距設計

根據設計現澆連續箱梁施工情況分析，受力驗算按單位面積上最不利垂直均布荷載4.76 t/m2處計算，施工組織設計應采用適宜的WDJ碗扣式多功能腳手架作為箱梁支撐架。

3.2.1 最不利處單桿承重

腳手架單元尺寸為0.90 m×1.20 m×1.50 m，步距1.20 m，順橋向1.50 m，橫橋向0.90 m，最不利處單桿承重4.76 t/m2÷(0.90 m×1.50 m)= 3.53 t。

3.2.2 支架步距設計

參照《公路施工手冊》，當支架橫桿步距為1.20 m 時，每根立桿荷載設計為30 kN，對應的安全系數為3/3.53=0.85，安全系數不能滿足相應的施工要求；當支架橫桿步距為0.60 m時，每根立桿荷載設計為40 kN，則對應的安全系數為4/3.53=1.13，可以滿足施工要求。依據支架荷載分布的情況及為了便于施工操作，支架設計在梁肋間的步距應選取0.60 m，翼緣板位置步矩選取1.20 m。

3.3 支架預壓

3.3.1 預壓荷載

預壓荷載取值：按施工材料、輔助材料設備及施工操作人員等荷載總重量的1.20 倍為計算基礎。

3.3.2 預壓方法

預壓設計施工方式采用砂袋，即對全橋梁體單幅范圍內的梁體分段(根據梁跨分)用一個重量等同于梁體施工材料、輔助材料設備及施工操作人員等荷載總重量1.20倍的砂袋，對該梁體分段的底模板及下部支架持續不間斷預壓7 d。預壓全過程使用儀器對布設的沉降觀測點全程監測，驗證施工預拱度的實際設定值是否滿足要求。

3.3.3 支架預壓結論

支架預壓按照預壓規程布置沉降觀測點。支架加載過程每跨中的1/4、1/2梁跨位置的變形沉降量均在設計變形范圍內，預壓結果符合設計及規程要求。

4 施工關鍵技術

4.1 模板制安

施工技術

4.1.1 底模板安裝

支架的預壓工作完成后，在箱梁支架頂部按照箱梁設計拋物線形。首先，縱向鋪設一層鋼管，然后再橫向鋪設一層方楞木(尺寸 8 cm×10 cm×250 cm)，間距為30 cm，實際操作過程注意楞木接頭不得形成通縫。其次，在方楞木上鋪設鋼模板(尺寸90 cm×150 cm)，校核好模板線形后在方楞木上固定牢固，拼縫間必須進行密封處理，確保施工不漏漿。

4.1.2 箱梁側模、翼板底模安裝

支架預壓完成后，對部分有損傷變動的底模板重新校正，然后對橋梁中心軸線、箱梁底邊線、內腹模、箱梁側模、翼板邊線和鋼筋布設位置進行放樣，放樣完畢不同的測量人員重新復核≥1次。特別注意箱梁側模制作安裝與翼板底模必須密接，以保證箱梁的外形美觀。

4.1.3 內腹板安裝

根據經濟合理性分析及便于施工操作，內腹板材料采用合成竹膠板。為了保證內腹模側面、底板和頂板剛度、強度滿足施工使用要求，需要在垂直和水平方向設置支撐，豎向設置支撐間距為40 cm，橫向支撐設置2道，上下間距根據箱梁截面高度按30～60 cm控制，并在箱梁腹板上設置 φ14 對拉筋。施工時橫、豎支撐必須形成組合“#”型支架，以保證內模的穩固和剛度。

4.2 鋼筋、鋼絞線及預埋件安裝

4.2.1 鋼筋安裝

箱梁鋼筋按設計圖紙在鋼筋加工廠進行加工。鋼筋安裝基本工序為：綁扎底板鋼筋→安裝腹板外模→綁扎腹板鋼筋→安裝翼板底模→綁扎頂板及翼板鋼筋。鋼筋搭接位置和焊接工藝要滿足規范要求。

4.2.2 波紋管埋設

箱梁預應力管道埋設方式采用波紋管成孔法，利用坐標法控制，嚴格根據設計曲線布設，縱向每間隔 50 cm長度采用定位網片定位，波紋管制作安裝完畢，校核其位置準確性。混凝土澆筑前仔細地檢查波紋管的密封性及各接頭是否牢固，防止波紋管道堵塞。

4.2.3 鋼絞線下料及安裝

嚴格按設計圖紙下料，保證下料精確度。下料場地必須平坦，并采取相應的防護措施，確保預應力筋表面干凈、不受損傷。下料時應采用砂輪鋸切割，不得采用乙炔氣割，以保證切口平齊。下料轉運至施工現場后再進行編束，保證鋼絞線順直，不得有扭轉或交叉。穿束時校核編號、長度，雙控指標無誤后方可穿入，確保鋼絲束在孔道兩端伸出長度滿足工作要求。

4.3 箱梁混凝土澆筑施工

4.3.1 機械設備選擇

施工現場采用臂長為50 m的泵車進行混凝土澆筑，泵車的水平布料作業半徑按 45 m計算。

4.3.2 支架復檢

混凝土澆筑工序實施前，施工單位配合監理工程師對整個箱梁支架體系再次全面復檢，保證每根支架在試壓和鋼筋安裝階段沒有受到任何的碰撞或損傷，復檢結果報總監理工程師簽批后，方可進入下一道工序施工。

4.3.3 混凝土拌制及運輸

混凝土采用強制式攪拌機拌制，混凝土施工時間受 3 批次平行作業限制，相對作業時間較長，拌和混凝土應根據施工實際情況摻入適量的緩凝劑。混凝土水平運輸采用立式液壓罐車，垂直運輸采用臥式液壓泵車。

4.3.4 箱梁澆筑

由于工程箱梁混凝土澆筑工程量較大、施工時間較長、強度較高，因此箱梁澆筑采用從兩端向中間同時平行作業方式進行。澆筑工序為：底板→腹板→頂板、翼板。施工組織安排混凝土箱梁澆筑分3批按照施工工序平行進行，從兩端同時推進，每一批次錯開的作業面相對長度為2 m，期間第一批和第二批之間穿插安裝箱梁內模。澆筑振搗要密實，切勿漏振，混凝土分層澆筑厚度按約30 cm控制，并確保混凝土澆筑時各層間結合良好。為防止內模兩側受力不均而產生偏移，兩側必須對稱均衡施工。

4.3.5 人孔澆筑

每跨的1/4處，留出50 cm×80 cm的人孔澆筑，在箱梁內模拆除并補齊人孔處的鋼筋后，用鐵絲吊住人孔底模板，周邊密封完好后澆筑混凝土。

4.3.6 混凝土養護

澆筑混凝土初凝后應及時覆蓋，按設計要求做好灑水養護等后續工作，確保混凝土質量。

4.3.7 拆模

混凝土強度必須達到25 MPa時方可拆模，拆模按施工支模的逆順序進行。拆模原則：橫向對稱、縱向均衡。

4.4 預應力張拉及孔道注漿

4.4.1 張拉前準備工作

根據預應力鋼絞線設計，選用與張拉荷載要求和規格相符合的張拉設備；預先將油泵、壓力表及千斤頂等設備進行維護和校核，檢查合格后方能實施張拉；張拉使用的機具必須配套使用；箱梁混凝土強度不低于設計強度的90%方可進行；檢查錨墊板的安裝部位及波紋形孔道是否完好。

4.4.2 預應力鋼絞線張拉

鋼絞線張拉必須同時采用雙控指標(張拉應力與伸長量)來控制，并滿足鋼絞線的實際伸長量與計算理論伸長量之間誤差≤±6%。張拉操作完成且雙控指標合格后，切除錨具外多余的端頭部分，并余留≥30 mm長度。

4.4.3 孔道注漿

管道壓漿前，必須清理干凈波紋管路內積水和其他雜質。壓漿工作應由最低點的壓漿孔壓入，并持續不斷地進行，直至從最高點排氣孔排出空氣且有濃漿溢出為止。當注漿壓力達到0.60 MPa時，封閉出漿口；出漿口封閉后，應保持≥0.40 MPa的壓力再持續壓漿2 min以上，確保注漿質量。

4.5 封錨

封錨前，必須將鑿毛的混凝土面及錨具周邊沖洗干凈，然后鋪設鋼筋網片澆筑混凝土，封錨后注意養護。

4.6 滿堂支架的拆卸

當箱梁鋼絞線張拉及壓漿結束，經監理工程師復查施工質量滿足合同要求后，才能拆除支架。拆架順序從墩、臺向跨中逐步過渡進行，拆除時預留相應的間歇時間。

5 結語

現澆連續箱梁是一項高標準施工作業，工藝流程緊湊、強度高、難度大、安全風險隱患多。各方面必須考慮細致周到，工程施工前要有周密的推演組織計劃，切實可行的施工技術及安全保證措施，選擇精干高效的施工隊伍。生產混凝土的原材料和運輸設備必須提前備足，至少要滿足30%的富余量。現場操作的施工班組及技術人員對一些關鍵工序的施工操作要提前做好配合演練，施工過程必須分工明確、統一指揮、相互配合、各負其責，確保混凝土持續穩定澆筑。盆窯南公路橋現澆連續箱梁施工，科學組織、精心管理，關鍵工序質量安全控制措施到位，圓滿完成預期施工效果。