山区公路连续钢构桥箱梁施工技术

张建升

（中铁十八局集团隧道工程有限公司 重庆北碚 400700）

山区公路连续钢构桥箱梁施工技术

张建升

（中铁十八局集团隧道工程有限公司 重庆北碚 400700）

四川雅砻江卡拉至杨房沟水电站交通专用公路洪水沟大桥上部结构为2跨T型钢构桥。施工中采用挂蓝施工工艺，缆索吊吊运箱梁混凝土，塔吊配合缆索吊吊运钢材、设备，顺利地完成箱梁施工任务，保证工程质量，加快施工进度。该技术对其他类似工程具有借鉴作用。

山区 桥梁上部施工 合龙 缆索吊 混凝土运输 挂蓝

1 工概况简介

洪水沟大桥桥梁全长258.72 m，桥跨布置为66+120+66 m预应力混凝土变截面连续箱梁。箱梁采用单箱单式直腹板截面，顶宽9.0 m，底宽5.0 m。箱梁根部梁高7.5 m，端部梁高2.7 m。下部墩身为钢筋混凝土单箱薄壁空心墩，其中1#、2#桥墩墩高分别为94 m、70 m。灌注桩基础。重力式桥台，扩大基础。

图1 桥型布置图

箱梁0#、1#块合计长度为10 m，在墩顶及托架上现浇施工。主墩上“T”构箱梁分为15对梁段，利用挂蓝对称悬臂浇筑。边跨现浇直线段长5 m，在落地支架上浇筑。边跨、中跨合龙段均长2 m，在合龙吊架上完成合龙。

该桥正交跨越洪水沟，跨越处冲沟深切，谷底宽5～10 m，两岸为陡崖， 0#桥台及两岸桥墩位于斜坡处，坡度为60～80°，3#桥台位于山顶斜坡处，坡度为50～60°。桥面到沟底深度约为150 m。

由于沟谷两侧为陡峻破碎岩壁，施工便道无法修至各桥墩处，且3#桥台与隧道相接，无施工场地。混凝土拌和站只能设置在与桥面高度相近的0#桥台一侧明线路基上。如何解决好箱梁混凝土、材料、设备的运输成为制约桥梁上部施工的重要因素。桥型布置见图1。

2 混凝土输送方式比选

结合施工现场地形，箱梁混凝土输送初定两种方式。其一为利用混凝土输送泵结合缓冲溜管，其二为利用缆索吊吊运混凝土。

2.1 混凝土输送泵结合缓冲溜管

在0#桥台附近架设缓冲溜管到1#桥墩承台附近的施工平台，然后在施工平台安装一台HBTS80-13-90型混凝土输送泵，由输送泵接力将混凝土输送到各桥墩箱梁施工作业面。2#桥墩箱梁施工时，为解决输送泵管跨越洪水沟，需要在1#、2#桥墩之间架设施工栈桥，作为输送泵管架设通道及施工人员通行道路。

经现场测算，如采用该方案，架设缓冲溜管长度为106 m。1#墩墩底泵管水平长度为130 m，2#墩为250 m。施工1#墩箱梁0#块时泵管垂直高度为96 m， 2#墩为72 m。浇筑到箱梁合龙段时，墩顶水平泵管长度分别为60 m。

该方案优点是：（1）由于泵送是连续进行的，混凝土不易离析，混凝土塌落度损失不大，因此容易保证工程质量；（2）混凝土的输送和浇筑作业是连续进行的，施工效率高，工程进度快，悬臂段施工每次混凝土浇筑时间为6～8 h。缺点是：（1）浇筑混凝土之前，需要拌制4 m3水泥砂浆润滑管路，增加了施工成本。（2）由于沟谷地势陡峻，缓冲溜管的安装、维护非常困难。（3）由于混凝土泵管和缓冲溜管距离均较长，容易发生堵管。一旦发生堵管，处理难度非常大，而且对混凝土浇筑质量影响较大。（4）箱梁设计为C55混凝土，每立方混凝土中水泥、粉煤灰等胶凝材料掺量近500 kg，容易粘附缓冲溜管发生堵管现象，增加了缓冲溜管清理工作量。

2.2 缆索吊吊运混凝土

利用桥梁上侧沿桥梁轴线修建的2台载重量为10 t的缆索吊吊运混凝土，配重块重量为2.0 t，考虑一定的安全系数，每次可吊运2.5 m3混凝土。箱梁施工时，吊运地点为0#桥台处的施工平台到各墩箱梁工作面。由于两处在同一水平高度，缆索吊基本水平运行。经现场测试，浇筑1#墩箱梁时，循环时间为15 min， 2#墩为30 min。箱梁0#、1#块混凝土为241 m3，浇筑1#墩可在12.5 h内完成，浇筑2#墩可在25 h内完成。最大悬臂段混凝土为103m3，浇筑1#墩可在5.5 h内完成，浇筑2#墩可在11 h内完成。

该方案优点是：（1）与泵送混凝土相比，塌落度可以降低，强度容易保证。（2）碎石粒径可适当放宽，只要满足混凝土强度及施工可操作性即可。缺点是缆索吊高频率运行，安全风险大。可通过制定严格的吊运方案，定期检查、更换钢丝绳、跑车、电机等设备解决。

经两种方案比较，决定采用缆索吊吊运方案。

3 缆索吊架设

缆索吊位于桥梁上方约45 m位置，沿桥梁轴线方向布设，载重量为10 t，数量为2台，分别位于箱梁腹板位置。缆索吊跨度为400 m，矢高为17 m。

缆索吊除用于吊运箱梁混凝土外，还用于运输钢筋、施工物资、机械设备等。

4 箱梁施工

4.1 箱梁0#、1#块施工

0#块长度6.0 m，1#块为2 m。0#、1#块为箱梁与墩身连接的隅节点，截面内力最大且受力复杂，钢筋和预应力管道密集。保证0#、1#段施工质量是箱梁施工的关键。

0#块、1#块采用托架现浇施工，在预先安装好的托架上浇筑0#块、1#块。托架构件在加工场加工成形后预埋安装。

4.1.1 托架设计

墩身横桥方向设5道联体托架，顺桥方向设置1道联体托架。托架水平支撑和斜撑均采用2根[32b热轧普通槽钢，托架与墩身刚性连接。在墩身施工中预埋特制钢构件，并适当加强该处墩身钢筋的数量，通过高强螺栓连接，并辅以焊接，焊接部位全断面采用双面焊，并通过缀板来补强焊接强度。

托架墩身预埋件：采用[32b热轧普通槽钢和δ=16 mm的A3钢板，在钢板上成孔并穿φ25 mm的圆钢，横向布置五排眼，每排4根，钢筋外部穿出钢板5 cm，预埋件嵌入墩身长度不小于50 cm，并与墩身钢筋焊接。

4.1.2 托架安装

托架在工厂制作完成后检查是否符合设计要求并进行编号，运到工地后进行试拼。

托架安装采用现场施焊，利用缆索吊、塔吊以及墩台施工平台，在施焊处设置临时吊篮进行操作。

4.1.3 托架预压试验

托架安装完成后进行预压，除了安全考虑外，主要是消除非弹性变形，同时测出托架的弹性变形，为0#号块立模提供依据。型钢之间连接均存在一定程度的间隙，预压后方可消除。预压重量按1#块混凝土重量的1.2倍计算。预压过程中应随时观测牛腿托架的变形情况，并做好记录。

4.1.4 模板组装

对于企业来说，如何在经济价值的角度出发，更好地使用企业文化的价值，实现企业文化应有的作用呢？大致上看，需要充分地注意以及满足以下具体要求：

外模利用挂篮外侧钢模，面板厚度为6 mm，拼装接头用螺栓联结，模板采用缆索吊和塔吊安装，拼缝平齐，外用型钢加强。0#块底模、内膜采用竹胶板，外用方木加强。内模安装完毕后，用对拉螺杆进行内模、外模的加固，箱内设钢管支架，确保混凝土浇筑时不变形、跑模和漏浆。内外模安装封闭后，对模板进行检查。

4.1.5 绑扎钢筋、安装预应力管道

钢筋在加工场制作，缆索吊吊运到桥墩上，人工绑扎成型。

钢筋绑扎顺序：先绑扎底板、腹板钢筋，并预埋波纹管，检查合格后，安装箱室内模。最后绑扎顶板钢筋并预埋顶板波纹管。

4.1.6 浇筑混凝土

底板从外侧向中间，顶板从两侧向中间进行，防止中间出现负弯矩将混凝土拉裂。对钢筋密集处、端模、倒角处、锚下等部位严格振捣。混凝土下料斜向分段水平分层，厚度为30 cm，连续浇筑，振捣时不得碰到模板。

底板浇筑结束，再从两端浇筑腹板混凝土。两侧腹板同时斜向分层进行，并控制两端对称下料，进度保持一致。腹板混凝土振捣采取插入式振动棒振捣，最后浇筑顶板混凝土，顶板浇筑混凝土从两侧向中间进行，以防止出现裂缝。

4.1.7 预应力张拉及孔道压浆施工

混凝土浇筑完毕终凝后及时洒水并铺设土工布养护，以保证混凝土表面湿润。特别是加强箱内混凝土的养生，避免因养生不当造成混凝土的开裂。

混凝土强度达到设计强度的90 %以上，且龄期达到7天，张拉纵向预应力束。为了保证纵向预应力钢束张拉力准确，千斤顶、油压表进行定期配套标定。在初拉力（设计张拉力的20 %）时作出标记，以便直接测定各钢绞线的伸长值，实际伸长量和理论值的差值控制在±6%以内。

注浆时间：注浆在预应力张拉完成后48小时内完成。纵向预应力孔道采用真空压浆法施工。

4.2 挂篮悬浇施工方案

2#～16#对称悬浇梁段采用挂篮悬臂浇筑，挂篮重量为65吨，全桥共计4套挂篮，同时进行施工，边跨现浇段采用落地支架现浇法施工，合龙段采用挂篮模板进行施工。

4.2.1 挂篮设计

挂篮是施工梁段的承重结构及作业现场，挂篮设计应能承受最大梁段重量及施工荷载，并按最不利荷载设计加工。本桥箱梁施工采用鹰嘴型挂篮，该形式的挂篮具有节点少、变形小、质量轻、受力明确，施工方便等优点。

挂篮由承重系统、底模系统、侧模系统、走行系统和锚固系统五大部分组成。

4.2.2 挂篮拼装

缆索吊和塔吊起吊挂篮杆件上桥进行拼装，保证起吊杆件的重量在缆索吊和塔吊的起重吨位以内。在安装同一“T”构时，两套挂篮对称进行，在同一梁端单套挂篮也要左右对称安装。

4.2.3 挂篮加载试验

为检验挂篮的实际承载力和安全可靠性，每套挂篮使用前必须进行预压，以消除挂篮自身的非弹性变形，并测量出挂篮的弹性变形值，为箱梁悬浇施工标高控制及设置挂篮的预拱度提供依据。

采用砂袋堆载预压，预压重量为2#块混凝土重量的1.2倍，在预压过程中单个T构两端要对称、同步、平衡加载。

4.2.4 箱梁2#～16#对称悬浇梁段

2#～16#块在挂篮上进行施工，钢筋绑扎、混凝土浇筑、压浆施工方法与0#、1#块相同。张拉顺序为：底板束张拉→顶板束张拉→竖向张拉。

4.3 桥台施工

桥台在箱梁18#段施工之前完成，施工支架采用扣件式钢管脚手架，施工脚手架环绕桥台搭设。台帽钢筋在钢筋棚中加工，现场绑扎成型。模板采用自制钢模板。混凝土由运输车运送，缆索吊吊运入模。

4.4 箱梁18＃边跨直线段现浇施工

边跨现浇梁段全桥共2个，长5 m，采用支架现浇施工。混凝土浇筑前对支架进行预压，以消除其非弹性变形，按实测的弹性变形和施工控制要求，确定底模标高，并保证支座预埋钢板的位置高度准确。施工程序为：（1）搭设支架，支架上堆放砂袋进行预压，测定弹性变形量和消除非弹性变形；（2）安装支座，支座定位必须准确，按设计要求预留支座偏移量；（3）安装底模板，设置预拱度。支架顶面部分采用竹胶板作为底模板，下设分配方木；（4）根据施工顺序绑扎底板钢筋和腹板钢筋、安装底板预应力管道、安装竖向预应力管道、安装内模、绑扎顶板钢筋、安装顶板纵向预应力管道。

4.5 合龙段施工

本桥共有合龙梁段3个，2个边跨与1个中跨，合龙顺序严格按照设计要求进行，即：施工1#、2#墩T构→边跨现浇段→合龙边跨→合龙中跨。

边跨合龙段施工程序：前移边跨挂篮→在17#梁段两端（即16#和18#梁段）配置二分之一合龙段混凝土重（20.1 t）配重水箱→按设计要求设置临时锁定钢支撑并锁定17#与边跨现浇段→浇筑边跨合龙段混凝土，同时边卸载同等重量的平衡重→混凝土养生→张拉边跨全部合龙钢束→拆除边跨挂篮、配重、现浇支架。中跨合龙时先拆除一个中跨挂篮，后前移另一个中跨挂篮，再按边跨合龙顺序完成合龙。

5 施工注意事项

（1）本桥箱梁设计为C55高标号混凝土，施工时严格控制砂石料规格、粒径等技术指标，每次开盘前测量砂石料含水量，调整施工配合比。外加剂掺量要准确，严格加料顺序，以保证外加剂与水泥拌和物的充分结合；（2）混凝土浇筑时，防止碰撞模板、钢筋、预埋件及预应力管道。混凝土振捣采用插入式振捣器，防止漏振，避免过振，以混凝土不再沉降，不再出现气泡，表面泛浆为宜。混凝土浇筑和振捣过程中注意防止波纹管上浮和振破波纹管；（3）在混凝土终凝后立即进行洒水，并及时覆盖土工布以保证混凝土表面湿润，养护期不少于14 d；（4）混凝土试件在与箱梁同条件养护，确保混凝土的试件抗压强度数据有充分的保证；（5）合龙温度控制在15～20 ℃，焊接合龙段劲性骨架及浇筑合龙段混凝土选择在气温变化不大的天气进行，选择气温较低的时刻，并争取在两个小时内完成浇筑；（6）注意预留边跨端底板束张拉工作空间，在主梁边跨端部底板束张拉封锚后才能进行交接墩“L”型盖梁高出主桥箱梁的二次混凝土浇筑和相邻连续板的施工。

6 结语

采用缆索吊、塔吊相结合，成功地完成了箱梁混凝土吊运、托架和挂蓝的拼装以及材料设备的运送，顺利地完成了山区高墩桥梁上部施工。具有施工方便、工艺简单、成本低、效率高的优势。施工中制定严格的特种设备检查验收制度，及时更换磨损件，严格按照挂蓝施工工艺操作，没有发生任何设备损坏、人员伤亡事故。实践证明采用上述施工方案是可行的，可供类似工程参考。

Construction Technology of the Box Girder of the Continuous Steel Structure Bridge on Mountain Roads

ZHANG Jian-sheng
(Tunnel Engineering Corporation of China Railway 18th Bureau Group Co. Ltd., Beibei Chongqing 400700 China)

The accommodation road bridge for hydropower traffic (Hongshuigou Bridge) from Kala to Yangfanggou along Yalong River in Sichuan is a two-span T-type steel structure bridge. In its construction, the technique of hanging basket was used and the cable cranes were used to lift the box girder concrete while the steel and instruments were lifted by the tower crane. The construction was completed fast and safely and will provide reference for other similar projects.

mountainous region construction on the bridge close cable cranes delivery of the concrete hanging basket

U415.6

A

1673-1816(2014)01-0044-05

2013-11-26

张建升（1973-），男，河北张家口人，学士，研究方向桥梁工程。