高速公路連續剛構橋現澆段施工工藝

趙晉鵬

(中鐵北京工程局集團有限公司天津分公司，天津 300000)

1 工程概況

渝湘高速公路是我國交通道路網絡中的關鍵性構成部分，該項目屬于包頭—茂名高速公路G65中的一個標段，道路沿線全場總計158 km。

渝湘復線高速公路4標段，道路沿線的起止樁號為K64+176～K71+210.0，路線設計全長達到了7.034 km，該項目沿線途徑石墻鎮、中橋鄉兩個地區，具體的施工內容主要包括：路基施工，總計有8段(左側長度為2 402 m，右側長度為1 836.9 m)；橋梁施工，總計有6座(左側長度為2 618 m，右側長度為3 192.5 m)；隧道施工，1座隧道；服務器1個；天橋1座。

本文主要探討高速公路連續剛構橋現澆施工技術，以上述工程實例作為研究對象，結合該工程項目的實際情況以及施工特點合理地選擇施工工藝，以保證項目順利竣工。

2 施工方案

托架使用三角形托架，這種類型的托架體積非常小，受力結構非常明確，結構設計方法已經發展成熟，托架的原材料便于加工。單側托架設計采用的是斜支撐形式的三腳架。

三腳架斜支撐、縱梁設計采用的是工字鋼(規格為I40a型)，縱梁主要是承載現澆橋梁合龍段傳輸而來的豎向荷載；橫梁設置在縱梁上側，橫梁設計使用工字鋼(規格為I20a型)，橫梁將自身受到的荷載傳輸至縱梁上。橋墩部位的混凝土內需要埋設牛腿，牛腿上設置工字鋼(I10a型)，將其作為分配梁。

3 現澆段施工工藝

1)主梁部分的現澆使用萬能桿件作為支架，其可以保證梁體澆筑完成以后的線型外觀質量達標，還可以降低膺架出現變形的可能性，不會導致梁體出現裂紋，當施工人員在安裝完成分配梁部分的模板以后，進行壓重處理，然后根據膺架的形變狀況，提前確定出梁體的標高。

2)梁體澆筑應該分3次完成澆筑，實際澆筑過程中分為三個部分：①第一次澆筑：澆筑梁體4.5 m長度的部分，保證對稱澆筑，混凝土的澆筑方量為2×112 m3；②第二次澆筑：澆筑梁體5.3 m長度的部分，保證對稱澆筑，混凝土的澆筑方量為167 m3；③第三次澆筑：澆筑梁體中間部分的6.8 m，保證對稱澆筑，混凝土的澆筑方量為167.2 m3。混凝土澆筑完成以后應該保證混凝土表面接茬符合設計及規范要求。

3)為提高預應力孔道的部位足夠精準，使用定位網及鋼結構結構完成定位作用，在定位完成以后穿束預應力筋，盡可能一次穿束成功。

4)當混凝土澆筑完成以后，且混凝土的強度達到設計強度的70%以后，將預應力錨固端作錨固處理，開始進行張拉作業。

5)梁體線型根據梁架的線型現澆梁體，梁體的縱向位置結合梁架的線型進行布設，不需要分析主梁懸臂掛欄帶來的影響。

現澆段施工工藝流程為：現澆支架施工(包括鋼管樁及立柱架立和貝雷梁安裝)→支架預壓→安裝底模及側模→綁扎底板、腹板鋼筋及布置預應力筋管道→安裝部分內模及端模→底腹板勁性骨架預埋件埋設。

3.1 0#、1#塊施工

墩身部位需要埋設貝雷棍架，將貝雷棍架作為支撐托架，然后使用人員手動安裝門式鋼架，以便于施工人員開展后續工作。箱梁0#、1#部位澆筑混凝土的方量為640 m3，混凝土澆筑分為三次進行，第一次澆筑至設計標高的3.0 m；第二次澆筑至設計標高的5.8 m；第三次澆筑至設計標高的1.7 m，使用QT80EA塔吊周轉現場的原材料，混凝土使用拌和站完成拌制，當混凝土拌制完成以后使用泵機輸送至澆筑部位。

3.2 斜拉式掛籃的設計和施工

結合設計圖紙具體要求來看，為保證掛籃的自重荷載以及施工人員產生荷載控制在1 200 kN，通過對多種不同的施工方案進行對比分析以后，施工單位決定選擇使用斜拉式掛籃，見圖1。

圖1 斜拉式掛籃示意圖

3.3 箱梁總臂現澆施工

主橋的最大懸臂場地設計為89 m，總計劃分為20個塊件，需要注意的是，0#、1#塊混凝土需要在安裝掛籃之前完成澆筑，進一步來看，因2#～8#體積比較大，所以需要分兩次完成澆筑，然后9#塊件應該一次性完成混凝土澆筑作業，為確保橋梁結構的整體穩定性、安全性符合設計及規范要求，應該采用掛籃平衡澆筑法進行作業，掛籃受到的最大荷載控制在800 kN以內，兩側腹板部位的混凝土澆筑高度差異控制在2 m以內。

3.4 預應力施工

預應力施工質量會對橋梁結構、橋梁安全、施工工期、施工安全造成顯著的影響，在實際施工過程中，豎向預應力錨板部位出現漏漿的可能性非常大，在錨板部位安裝的波紋管需要做開口處理，利用外力將開口部分的波紋管與鋼筋緊密連接，使用膠布對封口部位做密封處理，確保封口部位不會出現漏漿現象，嚴禁縱向管道出現變形現象。在澆筑混凝土之前，需要將軟塑膠管作為襯管，當混凝土澆筑作業完成以后抽出軟塑膠管，并使用清水沖洗，確保管道內部暢通，按照30 m的間隔在管道表面設置排氣管，以保證漿液足夠密實。結合實際情況，縱向管道的長度比較長，施工人員穿束的難度比較大，可以使用卷揚機完成穿束作業。預應力張拉完成以后，開始進行封錨壓漿作業，漿液的水灰比控制為0.4∶ 1，需要在漿液內摻加減水劑、膨脹劑，漿液密實以后至少持續10 min，確保橋梁預應力施工滿足設計及規范要求。

3.5 現澆段和合龍段施工

主橋兩側均設計有9.85 m的現澆梁段，單幅橋梁的自重荷載為3 300 kN，中跨合龍段的長度為2.5 m，邊跨長度設計為1.25 m，外加組合鋼模作模板，澆筑混凝土前按設計加焊鋼性骨架，水池內蓄水保證荷載平衡，混凝土澆筑時持續向水池內蓄水，當混凝土澆筑完成以后，將水池內的水全部排出。

邊跨部位的現澆段使用吊架進行施工，在19#塊吊住橫梁與橋墩，提前預埋牛腿，將其作為吊架的支撐點。吊架設計為雙層梁，每一個吊架需要設置9排，每排設置8片標準三腳架，提高吊機的穩定性與安全性。橫梁設置橫聯，將橫聯連接為一個整體結構，梁體上側鋪設工字鋼以后，安裝模板。現澆段及合龍段具體施工程序為：①中跨20#塊張拉完畢后，中跨掛籃不動，利用兩掛籃施工中跨合龍段，此時邊跨掛籃不動；②中跨合龍段張拉4束后，邊跨掛籃拆卸；③邊跨澆筑混凝土前應完成中跨預應力張拉施工；④邊跨現澆梁段的長度為9.85 m；⑤邊跨梁段的長度為1.25 m；⑥中跨部位的掛籃拆除以后，開始張拉預應力作業；⑦拆除邊跨部位的吊架。

4 混凝土工程施工

混凝土工程施工流程：澆筑底板及腹板混凝土→箱梁養生及交接面鑿毛→綁扎頂板鋼筋及布置預應力管道→澆筑頂板混凝土→箱梁混凝土養生。

4.1 原材料質量控制

1)水泥：水泥的稠度盡量偏低，強度不必過高(42.5 MPa即可)，例如普通硅酸鹽水泥或是硅酸鹽水泥。

2)粗骨料：使用碎石或卵石，粗骨料的粒徑為控制在10～25 mm，粗骨料的強度高，級配良好、粗骨料的含泥量不得超過1.5%。

3)原材料級配良好、足夠潔凈，原材料的粒徑控制在5 mm以內，原材料的含泥量控制在1.5%以內。

4)配合比：含砂率低、水灰比低、水泥用量低。

5)所有的原材料進場必須附帶出廠合格證及第三方具備資質單位的檢測報告。

6)攪拌水中不得含有有毒物質、糖類等物質。污水的pH值控制在5以內，水的質量控制為0.27 mg/cm3。

7)水泥與礦物質摻量：粉煤灰的摻加量控制在30%以內，礦物摻加量控制在480 kg/m3，硅粉摻加量控制在8～10%，聚丙烯腈纖維的摻量為1.2 kg/m3。

4.2 澆筑底板及腹板混凝土

在澆筑箱梁位置的混凝土過程中，應該按照先底板后腹板的澆筑順序進行施工。實際澆筑的過程中，結合支架的受力情況，按照中間向兩側的順序進行施工。混凝土澆筑的過程中全程觀測，并分析支架的沉降狀態。混凝土振搗選擇使用振搗棒，避免振搗棒觸及鋼筋或預埋件，保證鋼筋與預埋件的位置不會發生偏移[3]。

混凝土振搗使用的是插入式振搗器，在實際振搗作業過程中，避免振搗器觸及到鋼筋、預埋件、波紋管，以保證其位置不會發生偏移。混凝土振搗應該是以混凝土密實為合格。混凝土密實的標志為混凝土不再下沉，不會冒出氣泡、表面平坦。施工人員應該嚴格把控混凝土的坍落度，將混凝土的坍落度控制在180～220 mm，混凝土澆筑過程中，施工人員應該加強對支架的沉降及變形狀況的觀測力度，一旦發現異樣情況需要立即上報。

4.3 箱梁養生及交接面鑿毛

當箱梁部位的混凝土全部澆筑完成以后，施工人員在混凝土的強度達到初凝強度以后開始對混凝土進行養護，養護前7 d應該保證混凝土表面足夠濕潤。

交接面鑿毛：①鑿毛的目的是保證混凝土面與其他附加層能夠更好地結合；②鑿毛的深度控制在混凝土表面1～2 mm即可；③通過肉眼觀察、使用手進行觸摸的方式，鑿毛至混凝土露出內部的集料即可。

4.4 綁扎頂板鋼筋及布置預應力管道

1)橫縱向預應力管道相互交錯設置，在交錯節點預留合適的縫隙空間，以保證橫向預應力壓降過程中不會出現穿孔現象。

2)在鋪設預應力管道的過程中，使用海綿將錨墊板上方的壓降口做封堵處理。

3)壓降口、排氣孔部位使用膠帶進行粘結加固，以保證后續的壓漿作業順利展開。

4)混凝土澆筑之前檢查所有預應力管道，假若發現預應力管道破損應立即進行修復處理。

5)縱向預應力管道鋪設完成以后，將鋼絞線穿過波紋管或在PE管內進行撐管，保證壓漿作業不會損壞鋼絞線。

6)在澆筑混凝土的過程中，檢查壓漿口與排氣孔是否被混凝土堵塞，假若出現堵塞現象則進行清孔處理，保證管道內的氣體可以暢通排出預應力管道。

4.5 澆筑頂板混凝土

1)沿著縱向方向在鋼筋設置標高控制點，控制點的間距設計為1.5 m/個；橫向則按照3 m/個的間隔設置標高控制點。

2)澆筑頂板混凝土的過程中，使用振搗棒對混凝土進行振搗，振動棒不得與預埋件、鋼筋接觸，確保混凝土成形質量滿足規范要求。

3)當混凝土的強度達到設計強度75%時，施工人員可以開始拆除模板，并對混凝土表面做鑿毛處理。

5 結束語

現澆箱梁是現階段道路建設工程中使用較為頻繁的一種施工工藝，這種施工工藝在建筑工程領域具備獨特的現實意義。加強對現澆箱梁施工技術的研究力度可以在一定程度上促進我國的交通網絡體系進一步完善。

[ID:013956]