公路桥单联多跨现浇预应力混凝土连续箱梁施工技术

□辛贺艳（南水北调中线工程建设管理局河南直管局）

1.工程概况

文昌大道公路桥是南水北调总干渠与焦作市文昌大道的路渠交叉建筑物，属于城市－A级，位于深挖方渠段。该道路为焦作市主要交通干道，车流量大，分设快、慢车道。此桥全长201m，为现浇预应力混凝土连续箱梁桥，全桥单联5跨（5×40m)。桥面宽28m，桥面横坡单向1.5%，箱梁底宽17.5m，梁高2.71m。

2.现浇混凝土预应力箱梁施工总体程序

根据设计图纸要求，现浇箱梁全桥单联，从中间跨向两端施工，共分3个施工阶段，5次施工。第一施工阶段施工中间跨（第3跨）长56m，施工缝设在3#墩前和4#墩后均为8m；第二个施工阶段施工（第2跨与第4跨）各长40m，施工缝设在2#墩前和5#墩后均为8m；第三施工阶段施工两端跨（第1跨与第5跨）各长32m，具体见图1：

图1 施工总体程序图

3.施工方法

3.1 施工工艺流程

平整场地→支架基础处理→搭设支架→支架预压→底模制安→绑扎钢筋骨架→绑扎箍筋、安装波纹管、穿钢胶线→安装内模、外模及顶板钢筋→浇筑箱梁→混凝土养护、拆模→预应力张拉、锚固→预应力孔道压浆→封锚→拆除支架。

3.2 支座安装

文昌大道公路桥共设置18个支座，分别为固定支座、顺桥向支座、横桥向支座、双向支座。

在垫石上划出支座纵横中心线，同时在支座顶、底板上标出中心线。将地脚螺栓穿入底板(顶板)地脚螺栓孔并旋入底柱内，在锚固螺栓孔位置以外的支承垫石顶面涂满环氧砂浆调平层，调平层高程略高于支座设计高程，当支座调至设计高程时，用垫块将支座垫起，再用环氧砂浆注螺栓周围空隙及支座底板四周未填满环氧砂浆的部位。待砂浆硬化后，拆去支座垫块，并用环氧砂浆将垫块部位填满。支座安装完毕检查合格后，拆除支座出厂时顶、底板间的连接构件，并安装支座防尘围板。

3.3 箱梁底模支撑系统

该桥单跨自重近2500t,箱梁底模支撑系统分为两大部分,第一部分是地胎膜支撑系统，第二部分为脚手架支撑系统。

3.3.1 地胎膜支撑系统

公路桥下部结构桩、柱、墩施工时，开挖采用钢筋混凝土护壁方案进行垂直开挖，基坑平面开口为9.0m×17.5m，顶部做混凝土地圈梁锁口，开挖过程中基坑侧壁采用20cm厚的C20钢筋混凝土护壁，边开挖边护壁。

底部地胎模的结构：5cm的碎石垫层，20cm厚的C20混凝土。浇筑混凝土垫层前，在碎石垫层上铺设槽钢，形成5m×18m方格,浇筑C20混凝土垫层时，以槽钢顶为垫层顶面控制。为保证连续梁体的美观和梁体与胎模的隔离，在C20混凝土表面满铺一层胶合板。

3.3.2 脚手架支撑系统

根据箱梁结构特点，将支架系统受力分为两个区域，槽内采用Φ48mm×3.5mm钢管碗口连接搭设满堂架作为箱梁施工的支架系统，单根杆件长度为3m、0.9m、0.6m3种。首先,箱梁底部区域为结构受力最大部位，施工过程中分别由桥墩、支架及系梁联合受力支撑，该部位支架排距、步距均为0.6m；其次,上下游翼板部位，施工过程中全部由支架受力，该部位支架排距0.9 m、步距3m。纵向剪刀撑分别为5.4m（长）×5.4m（宽）、5.6m（长）×5.4m（宽）由底层至顶层间距4.5m一层布置；横桥向剪刀撑5.4m（宽）×8m（高）均匀布置3层。

模板支架系统的安全性是此桥施工的关键，首先根据《路桥施工计算手册》校核模板刚度、挠度，再验算支架系统的受力。

在底层模板安装完成后，还要对支架系统进行预压，验证支架系统的安全稳定性。预压荷载采用砂袋，加载过程为分级均匀加载，即60%、100%、110%进行加载。预压检测，在预压范围的四个角点和横桥向两边中间各布置1个观测点，先对支架系统原始高程测量，然后每级加载完成后，每隔12h观测1次，连续观测3次再进行下一级加载，最后卸载完成6h后再观测1次即可。根据记录分析支架系统的稳定性。

3.4 箱梁模板系统

箱梁两侧及翼板模板支撑采用碗扣架支撑，模板采用钢模板。箱梁内模支撑，一次浇筑两侧内模采用组合钢模板，支撑采用钢管脚手架，间距0.75m×1.0m，水平加设两道横拉杆，钢管支撑在钢筋上，支撑钢管的钢筋部位与下底模之间用架立筋直接撑至混凝土胎模上。底模上以1m间距梅花形布置混凝土垫块支撑内侧模板。钢管顶部铺设6×10方木，方木上铺钢模板。

3.5 钢筋施工

钢筋及预应力孔道安装顺序：支座预埋钢板→横梁钢筋骨架安装→底板底层横筋匀铺→箍筋架立→肋板纵向主筋穿入并与箍筋绑扎→底板底层钢筋→底板顶层钢筋（含架立筋及通气孔预埋件）→波纹管固位筋→孔道安装→穿束→锚垫板及螺旋加强筋安装固定→锚下钢筋网片→下八字筋→箱室内模及侧模安装→顶板底层钢筋→顶板顶层钢筋→上八字筋→箱梁防撞墙预埋钢筋→边跨梁端伸缩缝预埋钢筋及模板安装。

3.6 波纹管施工

箱梁预应力管道埋设采用波纹管成孔的方法，波纹管接长采用30cm波纹管套接，管道制作严格按设计曲线布设，采用坐标法控制，并在钢筋骨架上沿箱梁纵向每50cm间距设1道定位网片，定位筋采用φ12钢筋制作，成“井”或“U”字形，波纹管从中间通过，保证预应力管道的位置准确。

3.7 预应力钢绞线施工

钢绞线编束先将单根钢绞线在加工场用砂轮切割机下料，以保证切口平整、线头不散，再转运至现场进行编束，编束时钢绞线顺直，不得交叉扭转，采用先安装波纹管后穿束，穿束时核对长度，对号穿入孔道。钢丝束应从一端穿入孔道，并从另一端处抽出至少680mm，以保证该端在张拉时有足够的工作长度。采用整束穿，将钢绞线编束扎紧严格控制钢绞线下料尺寸，两端对齐，同时每隔1.0～1.5m用铁丝绑扎1道，前端套上φ8的长钢丝作为引线牵引，全束穿好后应保证端头与设计位置平齐，以利于下一步张拉。

3.8 箱梁混凝土施工

3.8.1 泵车的布置

根据现场现有设备情况，采用臂长为46m的泵车进行混凝土浇筑。第一施工段现场情况每端可布置两台，混凝土泵车的水平布料工作半径按41m考虑；第二、三施工段现场情况一端可布置两台，46m混凝土泵车的水平布料工作半径按41m考虑。

3.8.2 浇筑顺序及分层

根据箱梁结构，第一施工段先从2#槽中隔墩下料，然后分层呈梯状向前浇筑，每层浇筑长度约4m、层厚约40cm，每层台阶预留2m左右，纵向混凝土浇筑从左岸向右岸呈梯状分层连续浇筑，长度方向每层浇筑4m左右向前推进，下层混凝土初凝前完成上层混凝土浇筑。

第二、三施工段分别从1#、4#、0#、5#中隔墩下料，浇筑方法同第一施工段。

混凝土振捣根据泵车布料进行配置，下部人员在前，上部人员纵向随后，振动器根据施工长度均匀摆放，确保人动机不动。

箱梁顶面覆盖棉被，要保证箱梁顶面完全覆盖，并洒水养护。上结结构混凝土未达到2.5MPa前，不得使其承受行人、运输工具、模板、支架及脚手架等荷载。

3.8.3 拆模

混凝土强度达到25MPa时方可拆除侧模，混凝土强度达到30MPa时方可拆除顶模板。梁模板拆除时，先拆除内模及翼缘板部位，再拆除腹板。底板模板在卸架后再拆除，拆除时横向应同时、纵向应对称均衡拆除，从跨中向支座方向依次循环拆除。

3.9 预应力张拉

预应力张拉分为3个阶段。第一施工段采用两端同时张拉；第二、第三施工段均采用单端张拉。在施工缝设置处，全部预应力钢束采用连接器连接。

现场采用4台450t千斤顶进行同步张拉。箱梁浇注完毕后在混凝土强度达到设计强度的85%以上后张拉钢束，实际伸长值与理论伸长值的误差控制在±6%范围内，否则暂定张拉，分析原因，采取相应措施后方可继续张拉。预应力筋张拉锚固后，在48h内完成孔道压浆，以免造成钢绞线锈蚀。

3.10 支架系统拆除

现浇箱梁支架拆除必须待预应力束全部张拉完毕，且管道压浆的强度均达到设计强度的80%以上时方可进行。每跨沿轴线方向中间开始开挖，每个地胎膜浇筑块为一个开挖单元，每用挖掘机把地胎膜底部挖空1m左右，直至整个地胎膜浇筑块拆除，然后向两边推进。落架应遵循对称、缓慢、均匀的原则，按照横向全断面同时、纵向对称均衡卸落的方式。横向部位应从悬臂处按顺序卸落。

4.结论

文昌大道公路桥单联多跨连续现浇混凝土箱梁施工，其特点有：每跨单联，桥面宽体积大；施工难点：支架系统安全设置，连续混凝土浇筑组织措施，预应力张拉控制。