浦东国际机场北通道（申江路—主进场路）新建工程主线高架桥梁现浇连续箱梁施工

赵 健

（上海浦东公路养护建设有限公司，上海市200137）

1 工程概况

浦东国际机场北通道新建工程西起申江路，东至浦东国际机场主进场路，道路分为高架道路和地面道路。主线高架桥梁上部结构形式均为“蝶式”大挑臂圆弧型预应力混凝土现浇连续箱梁，梁高2.4 m，一箱多室。里程桩号（K8+921～K9+527），全长606m，跨径布置为：(35m+35m)+(35m+35m)+(35m+40m+35 m)+(35 m+40 m+40 m+35 m)+(35 m+35 m+35m)+(35m+38 m+35 m)。预应力混凝土等高度连续箱梁标准跨径布置为3×35 m，横断面采用单箱6室，箱梁结构总宽度30.2 m，桥面采用双向2%横坡，顶板厚0.22 m，底板厚0.20 m，跨中段腹板厚0.35 m，端部腹板放大至0.70 m。设置边墩横梁及中墩横梁，不设跨中横梁。边墩墩顶处横梁厚1.0 m，中墩墩顶处横梁厚2.0 m。本标段现浇连续箱梁采用满堂支架施工方法，满堂支架采用碗扣式多功能钢管脚手架。混凝土采用商品混凝土，混凝土罐车运输，混凝土泵车浇筑。

2 施工工艺

2.1 施工流程

如前所述，该工程工程量大，工期紧，质量要求高，为按期高质量地完成该工程，进行了详细的施工部署。总体施工流程为：地基处理→支架搭设→箱梁底模板铺设→支架预压及观测→绑底、腹板钢筋、安装波纹管→安放内侧模→浇注底、腹板混凝土→拆除内侧模、安装顶模→绑扎顶板翼板钢筋→浇注顶板翼板混凝土→覆盖洒水养生→钢绞线下料及穿束→张拉、压浆→落模、拆除支架。限于篇幅，下面重点阐述满堂式支架施工方法、混凝土施工工艺及预应力施工工艺。图1为总体施工部署。

2.2 满堂式支架施工

碗扣式多功能钢管脚手架能根据施工要求，组成不同组架尺寸和施工荷重的单、双排脚手架、支撑柱架等施工装备。碗扣式支架与普通扣件式钢管支架及门式钢管支架相比，碗扣式多功能钢管脚手架具有如下优点：（1）接头拼拆速度比常规快5倍以上；（2）拼架避免螺栓作业，可降低劳动强度；（3）齿碗扣接头具有极可靠的抗弯、抗剪、抗扭强度，故整架稳定强度比常规提高；（4）配备有保障高层脚手架施工的整套安全设施，使用安全可靠；（5）构件不易丢扣件、轻便、牢固，不怕一般锈蚀，日常维护简单，运输紧凑方便。因此，碗扣式多功能钢管脚手架被建设部列为重点推广项目。

该工程支架采用的碗扣式多功能钢管脚手架，立杆主要采用3.0 m、2.4 m、1.8 m三种,立杆接长错开布置，顶杆长度为1.5 m、1.2 m、0.9 m，横杆采用0.9 m、0.6 m、0.3 m三种组成，顶底托采用可调托撑。根据脚手架搭设高度和施工荷载，碗扣支架的布置为：非跨中段底板下采用纵向×横向×步距=60cm×90 cm×120 cm；跨中段底板下采用纵向×横向×步距=90 cm×90 cm×120 cm；内侧翼缘板下采用横向×步距：90 cm×120 cm；外侧翼缘板下采用横向×步距：120 cm×120 cm；横隔梁下采用纵向×横向×步距：60 cm×60 cm×60 cm；腹板下采用横向×步距：60 cm×60 cm。地基基础是整个支架搭设的关键环节，根据现场地表和地质情况，采取不同的地基处理措施。出于安全考虑，处理后地基承载力按120 kPa设计计算，即每平方米地基容许承载力为12 t/m2，而箱梁荷载（考虑各种施工荷载）最大为10.5 t/m2。支架位于原混凝土地坪或沥青路面时，地基可不进行处理，铺设木板或浇筑混凝土地梁后直接搭设满堂支架；承台基础回填部分、明暗浜及原绿化部分处理后均在上面浇注15 cm厚的C20混凝土垫层与两侧路面衔接。支架安装严格按照图纸布置位置安装，碗扣支架为定型支架，安装时先确定起始安装位置，并根据地面标高确定立杆起始高度安装预制块，利用可调底托将标高调平，避免局部不平导致立杆不平悬空或受力不均，安装可采取先测量所安装节段地面标高，根据所测数据计算出立杆底面标高，先用可调底托将4个角标立杆高调平后挂线安装其它底托，后安装立杆。第一层拼好之后，必须由工程技术人员抄平检查平整度，如高差太大，必须用底托调平。拼立杆时必须用吊线锤检查其垂直度，防止立杆偏心受力。接头部位必须连接牢固。支架搭拼时应挂线以控制调平和线型。顶托和底托外露部分不超过30 cm，自由端超过30 cm长的杆件要增加水平杆锁定；混凝土预制块或者木板与地面铺装层之间要密贴，达到面受力，严禁形成点受力。顶托螺扣伸出长度不大于30 cm，纵向方木接头不能有空隙，且不能悬空，若有空隙用扒钉十字交叉连接，方木间用木楔塞紧，且用钉子钉牢。横向钢管间若有空隙，用粗钢筋焊接或用直扣件将两钢管连成一体。碗扣支架搭拼完之后，用扣件式钢管在立杆上沿纵横向每隔4排设置一道剪刀撑，剪刀撑设置时从顶到底要连续，搭接头保证不小于60 cm，接头卡不少于2个，与水平横杆的夹角为45°～60°，两剪刀撑不允许自相交，要求布置在立杆两侧。

预压在支架搭设完成以后进行，压重时将根据事先计算的相应部位的重量来放置压重，根据设计要求最大加载按主梁自重的1.1倍计算。预压分三级加载，第一次加载重量为梁体自重的50%，持荷稳定后进行第二次加载，加载重量为梁体自重的50%，持荷稳定后进行第三次加载，加载重量为梁体自重的10%。压重的垂直运输由25 t汽车吊完成，加载时土袋布置顺序与混凝土浇筑顺序一致。在每一跨箱梁的两端墩横梁、跨中及1/4跨位置的支架顶部共5个断面，在主线标准段（标准段整幅）横断面的左端、中心、右端以及靠中心的两块腹板面上各设置5个沉降观测点，共25个观测点，在其相应的地基基础上也设置25个观察点，每跨总共设置50个观测点；在预压前对底模和地基基础的标高观测一次，在预压的过程中平均每2 h观测一次，观测至沉降稳定为止，将预压荷载卸载后再对底模和地基基础标高观测一次，从以上的观测资料中计算出支架的弹性变形及地基的下沉。

支架预拱度设置：预拱度计算公式为f=f1+f2+f3。其中，f1为地基弹性变形；f2为支架弹性变形。由计算可知f2为5～8 mm，取f2=8 mm；f3为梁体挠度。预拱度最大值设置在梁的跨中位置，并按抛物线形式进行分配，算得各点处的预拱度值后，通过支架上的顶托对底模进行调整。预压完成移除砂袋，根据实测的沉降量对连续箱梁线型重新放样，调整立杆高度。

2.3 混凝土浇筑

混凝土浇筑前应对支架、模板和预埋件进行认真检查，清除模板内的杂物，并用清水对模板进行认真冲洗。为防止混凝土本身的收缩及施工时间较长，混凝土中应掺入缓凝剂。梁部混凝土采用商品混凝土，混凝土输送车运输、泵送，插入式振捣器捣固。该桥梁箱梁均为现浇连续箱梁，由于箱梁高度超过2 m，为保证混凝土浇筑的密实性，混凝土浇筑应分两次进行。分层在箱梁顶板以下，第一次浇筑底板和腹板部分；第二次浇筑顶板部分，两次浇筑的接茬部位按施工缝处理。箱梁两次混凝土浇筑的分界点为箱梁翼缘板外端向内1.6～1.8 m处。箱梁混凝土浇筑顺序为水平分层纵向分段，浇筑时应首先从低端梁向高端梁进行。施工中应严格控制施工缝的留设位置,服从施工图设计要求,并做好施工缝的清理工作及加强措施,如表面拉毛(凿毛)、插筋,浇筑混凝土时洒水泥砂浆等。

为避免商品混凝土有时因故不能及时运到，应在现场附近准备另一家混凝土拌合站备用。混凝土运输线路的选择确保混凝土运输迅速、顺利、方便,并尽量缩短运输距离，同时避开塞车高峰。混凝土拌制前，对各类衡器进行检查，使其保持灵敏、准确，在使用过程中注意保管、检查，使各类衡器始终保持良好的工作状态。拌制混凝土时，严格按签发的混凝土级配通知单所规定的各类材料及其配合比例进行配料，不得随意变更。混凝土拌制期间，保持骨料具有稳定的含水率。遇有雨天时，及时测定骨料的含水量，并及时调整砂、石、水的用量，确保混凝土配合比符合要求。混凝土搅拌车在装第一车混凝土前应向滚筒内加水滚动，再将水倾倒出去，使其滚筒、叶片湿润，以免吸浆。搅拌车运送过程中应以2～4 r/min慢速滚动，出料前应快速转动1 min，以保持混凝土的和易性。搅拌车到达混凝土灌筑地点时，及时测定混凝土坍落度，发现问题及时同拌和厂联系并采取措施，严禁任意加水来调整坍落度。搅拌车到达混凝土灌筑地点时，及时灌筑，不准停留时间过长，同时及时振捣，避免蜂窝、麻面、漏捣。尽量加快混凝土的浇筑速度，使次一层的浇筑能在先浇筑的一层混凝土初凝以前完成。混凝土浇筑初凝后立即进行养护。在养护期间，应使其保持湿润，防止雨淋、日晒和受冻。因此，对混凝土外露面，待其表面收浆、凝固后即用草帘等物覆盖，并应经常在模板及草帘上洒水，洒水养护的时间，应不少于《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50—2011）所规定的时间。一般在常温下，对于硅酸盐水泥应不少于7 d。混凝土在养护期间或未达到一定强度之前，防止遭受振动。因此，在强度未达到2.5 MPa以前，禁止行人通行，并禁止安装其上层结构的模板及支撑物等设施。

2.4 预应力张拉

预应力张拉是整个结构受力设计的关键部位，在满足混凝土强度达到设计强度的100%和龄期达到14 d以上的条件下方能进行张拉施工。张拉所用的千斤顶、压力表、油泵等设备进行检验，并提供回归方程。张拉使用的千斤顶和压力表、油泵应配套校验以确定张拉力与压力表读取之间的关系曲线，每个阶段所需要的张拉力和压力表读数，应校验出来，以便操作人员掌握。根据箱梁的结构特征，为防止结构变形异常，避免出现裂缝及上拱现象，预应力施工中按先长后短，先腹板后顶板，先中间后两侧，对称张拉原则进行张拉。

根据设计，锚具用OVM，固定端采用P型锚，挤压头通过挤压机，把钢绞线固定。所有锚具、夹片均做强度、硬度试验，不合格不准使用。到货后加强现场检验工作，凡有裂纹、伤痕、腐蚀和尺寸超允许偏差，不准使用。千斤顶用YCW300、YCW400两种。使用前，千斤顶、油泵全部由计量单位标定，每张拉200束后，重新标定。张拉前清理锚垫板上的水泥浆和铁锈，并检查其与波纹管孔中心垂直度，如有偏差，用楔形钢垫块调整。当箱梁混凝土强度达到设计强度的100%时，原则上满足14 d龄期以上，经监理同意后开始张拉，按先长后短，先腹板后顶板，先中间后两侧，对称张拉原则进行张拉并做好编号工作。钢绞线在浇注混凝土以后穿好，将外露的钢绞线长度调整好后，安装工作锚板及夹片，锚板应安放在锚垫板的槽内，套入夹片并用小钢管将夹片均匀打紧，所有的夹片外露量应一致，采用倒链滑车提升安装千斤顶，调整活塞外伸量至最小位置（不可到0位），顶靠均匀无隙。张拉采用应力应变双控制，以应力控制为主，应变为辅。实际伸长量与设计值偏差以±6%为标准，应力以标定值为准。

为保证预应力施工安全，施工中还应注意如下事项：（1）高压油泵千斤顶之间的连接点，各接口必须完好无损，油泵操作人员要戴防护眼镜。（2）油泵开动时，进、回油速度与压力表指针升降，应平稳、均匀一致，安全阀要经常保持灵敏可靠。（3）张拉前，操作人员要确定联络信号；张拉两端相距较远时，宜设对讲机等通讯设备。（4）张拉操作中若出现异常现象（如油表震动剧烈、发生漏油、电机声音异常等），应立即停机进行检查。（5）张拉完毕后，对张拉施工锚两端，应妥善保护，不得压重物，管道尚未灌浆前，梁端应设围护和挡板。（6）严禁撞击锚具、钢束及钢筋。

3 技术保证措施

为确保预定施工方案能得到实施，工程施工中，重点加强施工技术管理，严格执行以总工程师为首的技术责任制，施工管理标准化、规范化、程序化。认真校对图纸，严格按标准、规程组织施工。及时进行技术交底，发现问题及时解决。坚持三级测量复核制，各测量桩点认真保护，施工中可能损毁的重要桩点要设好护桩，施工测量放线要反复校核。认真进行交接班，确保中线、水平及结构物尺寸、位置正确。试验室全面负责本标段工程中的钢材、水泥、粗细骨料、外加剂等原材料的送样；负责混凝土及水泥砂浆配合比的验证；负责混凝土、砂浆试件制作及施工控制；负责试验资料的收集、整理和归档。施工所用的各种检验、测量、试验仪器设备定期进行校核和检定，确保仪器设备的精度和准确度。要把好各工序中间的质量检验关，对加工的成品、半成品和隐蔽工程按要求认真检查验收，并报驻地监理工程师检查签证。投入先进的机械设备，加强其维修和管理，以完好的施工机械确保工程质量。组织推广应用新技术、新工艺、新材料、新设备，用“四新”技术保证工程质量，组织对关键工序的人员进行培训、考核。

4 结语

浦东国际机场北通道作为中环线向东延伸线，是连接中环线和上海浦东国际机场间的快速通道，其施工质量必须引起高度重视。限于篇幅，本文重点阐述了14标主线高架桥梁现浇连续箱梁满堂式支架施工方法、混凝土施工工艺及预应力施工工艺，并简要说明了施工中采取的技术保证措施。工程达到了预期的施工质量目标，说明本文所阐述的施工方法是切实可行的，工程中所采用的碗扣式多功能钢管脚手架、现浇连续箱梁分层浇筑技术及预应力张拉技术值得进一步推广应用。

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