高速公路特大橋連續梁0號塊施工技術

楊海偉

（中鐵十六局集團路橋工程有限公司，北京 101500）

1 工程概況

本文以汕湛高速特大橋梁建設工程項目作為研究對象，該項目內的橋梁中心里程為DK306+756.54，特大橋的總長度設計為8181.12m，從設計圖紙來看，100#-103#橋墩的上部結構采用的是連續梁（64+108+64）m，具體的里程為DK305+981.7～DK306+024.1。

2 施工方案

施工單位在對該項目進行全面的分析以后，決定使用掛籃懸臂澆筑施工方法，將連續梁施工細分為四個部分：0號（下文用“#”表示）塊梁段、懸臂澆筑梁段、邊跨支架現澆梁段、合龍段。當橋墩頂部的0#塊梁段施工結束以后，將掛籃安裝在0#塊梁段上。基于施工層面來看，0#塊梁段的核心功能是為掛籃提供良好的作業平臺，同時為混凝土澆筑提供一個始發作業面，所以必須要保證0#塊梁段的施工質量。0#塊梁段使用的是支架現澆法展開作業，邊跨部分的現澆梁段使用的是鋼管柱支撐現澆法展開作業，合龍段則是使用合龍支架展開作業。其中需要特別說明的是，合龍的方向應該是先對邊跨進行施工，然后再對中跨進行施工。

橋墩頂部的0#塊梁段應該與墩身進行連接，并采取臨時加固措施，保證0#塊梁段在施工期間能夠與墩身形成臨時性的剛性結構體，以保證自身擁有足夠的穩定性，在澆筑混凝土的過程中不會發生傾覆現象。

3 0#塊施工技術

0#塊具體的施工流程為：安裝支架預埋件→安裝永久支座→安裝支架→對支架進行預壓→安裝底模、外模→綁扎底板部位的鋼筋→對底板施加預應力→安裝內模→綁扎頂板部位的鋼筋→對頂板施工預應力→澆筑混凝土→混凝土養護→拆除模板→張拉預應力。

3.1 臨時固結施工

在對連續梁進行懸臂澆筑時，永久性支座應該是處于非受力狀態，在施工過程中應該對支座采取錨固措施，確保施工過程中支座的穩定性。

支座與梁底之間應該預埋螺紋鋼（Φ32mm）作為臨時支撐，將3根鋼筋（Φ32mm）加工為一束，預埋在梁體與支墩中，預埋的深度應該控制為1m，每個支墩中需要預埋20束。臨時固結平面布置圖如圖1所示。

圖1 臨時固結平面布置圖

3.2 永久支座

主墩設計使用的是鋼支座，在施工過程中施工管理人員必須要嚴格地控制鋼支座的標高、水平以及中心線。

在預埋墩頂部位的螺栓時，必須要保證支座的中心線與主墩的中心線相互重合，確保四個螺栓預埋位置的合理性，促使支座的中心線能夠與主墩的中線相互重合。一般情況下，支座在水平方向上的允許偏差不得超出2mm。

3.3 0#塊支架設計

針對于0#塊梁段施工而言，施工單位選擇使用的是鋼管柱支撐現澆法展開作業。現澆支架的承重主要構件是鋼管柱，鋼管柱的布設應該是：沿著高速公路的縱向方向在距離橋墩2.7m處設置單排3根鋼管柱（Φ630mm×10mm）、在距離橋墩5.8m處設置單排3根鋼管柱（Φ630mm×10mm），鋼管柱使用角鋼（100mm×8mm）進行加固。在對鋼管柱進行加固時，應該沿著橫向、斜向進行加固，鋼管柱底部與承臺部位的預埋件進行連接。承重部分的橫梁應該使用I50a工字鋼進行加固，非承重部分的梁端則可以在梁底設置I22a縱梁，然后沿著梁體的縱向方向設置內支撐，最后設置1.5cm厚度的竹膠板。

3.4 支架的安裝

梁段的支架直接使用吊車完成吊裝，支架與承臺部位的預埋件進行連接加固，當所有的支架全部連接完成以后，應該對支架的位置進行調整，確保支架受力狀況均勻，不會在施工過程中出現失穩現象。

支架安全必須要保證支架的標高滿足設計要求，且保證支架連接件的牢固性，此外，施工人員還應該對支架的焊接質量進行檢查，一旦發現質量缺陷立即進行整改，杜絕安全隱患存在。

3.5 0#段模板的安裝

（1）施工人員在安裝底部模板時，應該對支架的變形量、施工過程中的荷載、預應力收縮和龍架的自重等影響因素進行分析。當底部模板安裝完成以后，應該對模板安裝的質量進行檢查，若檢查的過程中發現質量缺陷應該立即進行整改。

（2）側模使用的是鋼模板，鋼模板應該整體進行拼裝。施工人員先沿著底模進行測量放線，然后沿著輪廓線將底模中多余部分切除掉；側模使用吊車進行吊裝，側模與底模之間使用密封條作封堵處理。

（3）內模應該使用木模板與鋼模板相結合的方式進行施工。

（4）端部采用鋼模板，模板直接與鋼筋骨架進行連接。需要注意的是該部分是整個結構中最為脆弱的部位，在澆筑混凝土時應該予以重視。

當所有模板均安裝完成以后，應該對模板的尺寸進行復核，檢查脫膜劑涂刷是否出現漏刷、連接件是否連接牢固、拉桿的數量是否符合設計要求、模板拼接是否緊密等問題。在自檢合格的情況下，報監理單位進行模板安裝質量驗收，在驗收合格后才能夠澆筑混凝土。

3.6 支架預壓

3.6.1 加卸載方法

此次預壓采用的是三級預壓作業方式，嚴格地按照施工總荷載的60%、100%、120%的標準施加荷載，施加荷載的順序應該是沿著墩頂方向的里程依次展開，每次施加荷載以后應該暫停1h時間觀察支架的變形狀況。

當所有的荷載全部施加完成后，分別在施加荷載以后的4h、8h、12h、24h時對支架的變形情況進行觀測，當連續兩次觀測變形量之間平均值差異未超過1mm，就可以認定為支架預壓已經處于穩定狀態；當施加荷載后的24h仍然無法達到穩定的標準，那么后續則應該按照4h為間隔的標準觀測，直至支架的變形量符合設計要求以后才能夠卸載。卸載時的順序應該與加載順序保持相反，卸載的過程中也應該不斷地測量支架的標高，并對支架的變形量進行記錄。

3.6.2 測點布置

沿著支架結構橫向方向設置4個觀測面，每個觀測面中設置3個觀測點。

3.7 0#塊鋼筋加工及安裝

鋼筋直接在加工廠統一進行加工制作，利用運輸車運輸至施工現場，在施工現場進行綁扎。結合設計圖紙來看，0#塊梁段的鋼筋分布比較的密集，在綁扎鋼筋時必須要保證綁扎人員對施工圖紙有透徹的了解，確保鋼筋綁扎的位置符合設計要求；對于多層鋼筋而言，應該使用點焊的方式進行加固，確保施工過程中鋼筋不會出現位移現象。

在綁扎鋼筋時，應該將鋼筋按照梅花狀進行布設，與橫隔板相互交叉部分的鋼筋可以先不進行綁扎，當腹板部位的鋼筋綁扎完成以后，再綁扎橫隔板部分的鋼筋。

鋼筋焊接應該使用搭接焊的方式進行作業，實際焊接的過程中施工人員應該采取必要的防護措施，確保焊接不會對預應力管道造成影響。鋼筋與預應力管道之間的位置出現沖突時，應該優先保證預應力管道位置不發生變化，小幅度地微調鋼筋位置。

首次綁扎鋼筋：先綁扎底層鋼筋，然后綁扎腹板、橫隔板部位的鋼筋，最后對鋼筋網與預應力鋼筋進行加固。箱梁內部的鋼筋布設比較復雜，且內部的預應力管道密度比較高，在施工過程中確保二者不會相互觸碰，可以適當的移動，但是不得直接切斷。

二次綁扎鋼筋：當頂模安裝完成以后，應該沿著腹板縱向埋設預應力管道，然后開始綁扎頂板部位的底層鋼筋，當預應力管道與鋼筋位置發生沖突以后，可以微調鋼筋的位置，但是不能夠直接將鋼筋截斷[1-3]。

完成上述過程后，沿著頂板的縱向方向安裝預應力管道，最后綁扎頂板部位的鋼筋。鋼筋綁扎的過程中，盡可能地采用綁扎的方式進行加固，少部分的局部位置也可以采用焊接的方式進行加固。此外，還應該注意預埋件的安裝位置、泄水孔的預留位置、掛籃施工預留孔的位置，保證其符合設計要求。

3.8 預應力管道安裝

縱向預應力管道選擇使用金屬波紋管，橫下預應力管道應該選擇使用扁形金屬波紋管。其中，縱向預應力管道按照32cm的間距進行布設，對于轉角部位的預應力管道的間隔應該進行加密處理，按照20cm的間隔進行布設；橫向預應力管道按照60cm的間距進行布設，對于轉角部位的預應力管道的間隔應該進行加密處理，按照30cm的間隔進行布設。

3.9 0#塊混凝土澆筑

3.9.1 頂板部位的混凝土澆筑

在澆筑底板部位的混凝土時，應該從腹板部位出料，底板部位的混凝土可以直接使用泵車進行澆筑。具體的澆筑流程為：從箱梁的腹板位置進行下料，然后對腹板、底板部位澆筑混凝土，并開始振搗混凝土，混凝土會由腹板流動至底板部位，當腹板部位的混凝土加護厚度超過底板的厚度，且不低于30cm時，則可以停止對腹板部位的混凝土振搗，而后直接使用混凝土泵車向底板澆筑混凝土。

每臺混凝土泵車可以配備5臺振搗棒，由于泵送混凝土的坍落度相對較大，所以在底板部位配備2臺振搗棒，在腹板部位配備3臺振搗棒。

3.9.2 腹板部位的混凝土澆筑

腹板部位的混凝土應該是分層澆筑，單層混凝土的厚度應該控制在30cm以內，混凝土澆筑應該保證一次成型，間隔時間應該控制在2.5h以內。

3.9.3 橫隔墻部位的混凝土澆筑

該部位的鋼筋、預應力管道分布比較的密集，可以使用插入式的振搗棒對混凝土進行振搗。

3.9.4 混凝土養護

當混凝土澆筑完成以后，應該對混凝土表面進行收面，確保混凝土表面不會在早期階段出現裂縫。當混凝土達到初凝強度以后，則可以開始對混凝土表面進行灑水養護。

3.10 預應力施工

0#塊梁段的混凝土澆筑完成以后，應該及時進行預應力張拉，在張拉預應力筋之前，應該對波紋管進行摩阻試驗。

施工人員應該沿著縱向預應力鋼索兩側同時進行張拉，預應力筋張拉必須要對稱張拉，腹板部位的預應力應該使用該強度的螺紋鋼筋進行張拉，單根鋼筋的張拉控制力為567.2kN。

橫向預應力束使用的是5根Φ15.2mm鋼絞線，實際張拉應該采用單端張拉的方式進行作業，錨固端選擇使用BM15-5、BM15-5P錨具，預應力束的彎曲半徑R=4m。張拉之前應該預留80cm的工作長度，固定端的長度應該為20cm，總計需要預留100cm。

張拉錨固端必須要在第一時間封錨，封錨混凝土的強度不得低于C50，混凝土表面應該布設8mm的鋼筋網，鋼筋網的尺寸應該是10cm×10cm。當預應力張拉完成以后，應該及時做壓漿處理，壓漿必須要密實，水泥的強度不得低于C50。

3.11 張拉

結合設計值來計算出不同類型鋼束的伸長量。預應力筋張拉作用力的計算表達式如式（1）：

式中：

P p——預應力筋的張拉作用力平均值，N；

P——張拉端的張拉作用力，N；

e——張拉端至計算截面之間的長度，m；

θ——張拉端至計算截面的弧度角，rad；

k x——預應力管道長度偏差對于摩擦造成的影響；

μ——預應力筋與管道內壁之間的摩擦系數。

預應力筋每段伸長量按式（2）計算：

式中：

P p——預應力筋的張拉作用力平均值，N；

x——預應力管道的長度，cm；

E——預應力筋的彈性模量，MPa；

A——單束預應力筋截面積總和，mm2。

預應力筋張拉時中途不得中斷，當混凝土的強度達到設計強度的95%，混凝土的彈性模量達到設計要求以后，且混凝土的養護時間不低于5d時，才能夠開始進行張拉。

預應力筋張拉應該是保證兩端同時進行張拉，且預應力筋左右應該相互對稱，實際張拉的過程中，張拉順序是先張拉腹板部位的預應力束，然后再張拉頂板部位的預應力束。初張拉的作用力應該控制在張拉應力的20%，當張拉至設計值以后應該穩定3min，測量預應力筋的伸長值。預應力張拉全部都是使用雙控法展開作業，簡單而言就是利用伸長量來確定張拉控制力，通常情況下，實際伸長值與理論伸長值之間的偏差應該控制在±6%內。

3.12 壓漿

當張拉作業完成以后，應該在2d以內對預應力管道進行壓漿。壓漿作業完成以后的3d內，梁體的溫度不得低于5℃。在壓漿前應該對施工人員進行技術交底，并做好詳細的交底記錄[4-5]。

4 施工安全措施

（1）在啟動起重機之前，應該先開始進行試運行，確保起重機可以正常運行以后正式投入使用。起重機駕駛員必須要具有執業證書。實際施工需要投入2臺起重機，2臺起重機之間的間距不得低于2m，以保證施工過程中的安全性。

（2）在預應力筋張拉作業完成后，且尚未注漿之前，嚴禁敲打預應力管道，且施工人員非必要情況下不得靠近預應力筋的端部。當液壓系統處于高壓狀態下時，不得拆卸結構組件，油管必須要妥善地予以保管，確保油管不會出現損壞；預應力筋張拉的過程中必須要嚴格地按照現行的規范流程進行施工。各施工人員應該事先進行培訓，加強施工人員安全教育的力度，提升施工人員個人安全意識，嚴禁出現違規操作。

（3）支架體系必須要具備加強的承載力，避免支架出現不均勻沉降。支架結構必須要具備一定的強度、剛度以及穩定性，拉桿的安全系數不得低于1.3、穩定性系數不得低于1.5。

5 結束語

綜上所述，使用上文中所介紹的施工方法對特大橋梁的0#塊梁段進行施工，可以取得良好的施工成效。采用臨時支墩來對梁體進行加固，不但能夠有效地縮短施工時間，同時還可以提高梁體的穩定性，有效地提高施工過程中的安全性，在最大程度上降低建設成本，加快施工進度。