石武客专跨郑州机场高速公路连续梁施工技术分析

刘元宝

（中铁七局集团第二工程有限公司，陕西 西安 710068）

1 工程概况

石武客专郑西跨南水北调总干渠特大桥66#-69#墩以一联三跨40m+64m+40m预应力混凝土连续梁跨越郑州机场高速公路，夹角为62.48°，梁体为单箱单室、变高度、变截面结构，箱梁顶宽12m，箱梁底宽6.7m，顶板厚度40cm，隔墙处加厚，按折线变化，底板厚度40～80cm，按曲线变化，腹板厚48～80cm，隔墙处加厚，按折线变化。

2 施工方法及要点

2.1 材料设备及施工程序

根据设计要求，郑西跨南水北调总干渠特大桥跨机场高速公路连续梁采用C50混凝土，纵向预应力采用1×7-15.2-1860—GB/T5224-2003预应力钢绞线，锚固体系采用自锚式拉丝体系，张拉采用350t穿心式千斤顶4台；横向预应力筋采用1×7-15.2-1860—GB/T5224-2003预应力钢绞线，锚固体系采用BM15-4（P）锚具及配套的支撑垫板，张拉采用YCQ25型千斤顶4台；竖向预应力采用Φ25型预应力螺纹钢筋，极限强度830MPa，锚固体系采用JLM-25型锚具，张拉体系采用YC60A型千斤顶4台，预应力孔道为Φ90mm波纹管。

2.2 支架及模板

2.2.1 支架及模板

混凝土连续箱梁采用搭设满堂支架就地灌注法施工，混凝土浇注过程中，支架将承受较大的荷重。为此，搭设支架前，首先要对地基进行处理，然后根据支架的荷载情况预定支架搭设间距，并对支架进行检算。施工时先将支架范围内（桥面宽度两侧各加1.5m脚手架的宽度）的地面整平压实，然后铺筑50cm厚3∶7灰土，以确保地基有足够的承载能力，避免施工中产生不均匀沉降而影响梁体质量。三七灰土在现场拌制，利用25t压路机分层压实，压实完毕后经轻型动力触探仪测试其承载力为250kPa，符合方案要求，换填完毕后其上浇注20cm厚的C20混凝土封层。同时在顶部设置1.5%的双向横坡，以便地基排水，避免因下雨下雪或其他原因使支架基础浸水而影响其承载力，地基处理见图1所示。

图1 地基处理立面图

满堂支架采用“碗扣式”支撑体系搭设，支架立杆沿桥梁纵向90cm一根，横向腹板及底板下60cm，翼缘板下为90cm，水平横杆B段下为60cm一层，其他节段120cm一层，组成空间网状结构。为了增加支架的整体稳固性，横向每隔5m加设一道剪刀撑，纵向剪刀撑则在支架外围设一道，两腹板下各一道，在每一跨内全长设置。另外支架底部全部设置扫地杆，增强了支架的整体稳定性。支架横向布置示意图2所示（仅显示A、C、D段，墩顶B段横杆步距为60cm）。

图2 支架横向布置图

立杆底端安装可调试方形底托，底托下铺设顺桥向15cm×15cm方木，立杆顶端安装可调式U形顶托，先在顶托内安装纵向10cm×15cm方木，再横桥向铺10cm×10cm方木，间距20cm。腹板外侧模竖向间距30cm布置10×10方木,纵向双钢管间距为60cm，两纵向双钢管中间设Φ16 拉筋，拉筋纵向间距90cm。为方便梁体现行控制，箱梁底模板下宜先铺设纵向大方木，其上再横向铺设小方木，方便底模标高调整与模板固定。

2.2.2 劲性支撑设置

根据设计要求，中间D段张拉起拱后，全部荷载将由梁端支架承受，可设置φ609钢管立柱支撑，也可对该部分支架进行加密处。经过对比，确定将D段梁端2.1m范围内支架加密至30cm×30cm，既可保证支架的整体性和稳定性，也方便施工，且经过安全检算，可承受梁体全部荷载，符合经济性和安全性的原则。

2.3 支架预压

支架搭设完成后，为消除非弹性形变，测试弹性形变，对支架进行了120%的预压，预压采用沙袋，每袋重1.5t。加载用袋装土过磅后，按照箱梁浇筑后对支架的作用力分布，用吊车分码吊至支架顶，由人工配合摆放。加载中由技术人员现场控制加载重量和加载位置，避免出现过大误差而影响观测结果。预设反拱，为保证线路在运营状态下的平顺性，梁体应预设反拱，理论计算按设计实施，施工中反拱的设置根据具体情况设定，充分考虑收缩徐变的影响以及二期恒载上桥时间确定。预留拱度=设计拱度+支架弹性变形值，设计图纸中已提供设计拱度，包括施工阶段的恒载、预应力和混凝土收缩、徐变产生的挠度。

2.4 预应力束布置

预应力钢绞线在运抵现场后，经过严格的外观检查和拉伸试验，在确认完全合格后方可使用。钢绞线下料在钢筋加工场内进行，下料长度根据设计要求并做标记，在切割点两侧各2cm处用铁丝绑扎牢固，然后用砂轮锯切割，以免下料后接头散乱给穿束带来困难。同时下料时应考虑管道摩阻试验的四个孔道要保证穿束后外露120cm，下料后的钢绞线按“编帘法”成束并一一编号。波纹管制作在现场进行，根据需要制成10m或12m一节，节间连接采用内径65mm、外径70mm的同型波纹管，其长度为30mm，用密封胶带缠封2～3层以防漏浆，波纹管与锚垫板的喇叭管段接口也用胶带纸缠封严密。

2.5 混凝土工程

40m+64m+40m后张法预应力混凝土连续箱梁混凝土标号为C50，采用泵送混凝土施工。为满足设计要求和施工需要，试验室通过多次配合比试验，对混凝土早、中、后期强度及坍落度和和易性进行了综合比较，优化配合比，掺入泵送减水剂。为保证混凝土的质量，所用混凝土在拌合站集中拌合，混凝土搅拌运输车运输，2台臂长47m混凝土输送泵泵送入模，插入式振动器振捣。振捣时桥梁横隔板及锚垫板、齿块处的混凝土特意加强，务求振捣密实。考虑横隔板处钢筋密集，实际操作中50型振动棒很难深入到钢筋内部进行振捣，绑扎此处钢筋时预先植入60钢管作为混凝土浇注时的振捣孔，经现场验证取得的效果非常理想。浇注墩顶B段混凝土时，为防止支架沉降造成混凝土在墩顶处产生裂缝，混凝土从每孔梁跨中间向两端对称浇注，在桥墩处合拢，以消除因支架变形对梁体混凝土的影响。

2.6 张拉和压浆

张拉前对千斤顶和油泵进行标定，张拉过程中按标定时顺序一一配套。张拉时采用以油表读数控制应力、钢绞线伸长值作为校核的“双控法”，实测伸长值与理论计算量相差应控制在6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施加以调整后，方可进行张拉。灌浆用ANG铁路专用管道压浆剂压浆料，用PO42.5低碱硅酸盐水泥拌制，除满足强度（C50）和粘结力的要求外，水泥浆的性能必须满足以下要求：浆体水胶比不应超过0.34，水泥浆不得泌水；浆体流动度不大于25s，30min后不大于35s；压入管道的浆体不得含未搅匀的水泥团块，终凝时间不宜大于12h，水泥浆28d抗压强度不小35MPa。

灰浆采用小型搅拌机机械拌制，当一端压浆另一端冒出浓浆后，关闭旋塞阀门并保压0.5～0.7MPa两分钟。压浆顺序自下而上逐孔进行，每孔压浆应缓慢均匀进行，不得中断。

为方便竖向预应力压浆，需在透气端的锚具上加工时预留透气孔。否则，需在该端打孔，浇筑混凝土前将透气孔用塑料软管引出梁顶，给施工造成困难，且不易保证梁体质量。

3 结语

为防止梁体在张拉后，锚垫板周围的混凝土出现裂纹，我们在锚垫板后边加设了两层设计外的钢筋网片（Φ8@10cm）以扩大承压面积。从张拉后的情况来看，效果比较理想。影响预应力孔道摩阻损失的因素复杂多样，但预应力束定位时严格控制，减少索位偏差，可以使管道偏差的影响系数k值得到降低。经过采取暖棚保温、塑料薄膜保潮等一系列防护措施，后张预应力混凝土空心板梁的混凝土质量得到保证，在现浇梁混凝土冬季施工方面摸索经验。

［1］徐君兰，项海帆.大跨度桥梁施工控制［M］.北京：人民交通出版社，2000.

［2］黄腾，金明，高波，等.南京长江二桥北汊主桥施工的线形控制研究［J］.工程勘察，2003，（6）：57-59.

［3］华锡生，黄腾.精密工程测量技术及应用［M］.南京：河海大学出版社，2002.