南宁大桥主桥上部混凝土结构施工总结

刘 珍

(中铁二局第五工程有限公司，四川 成都 610091)

南宁大桥主桥上部混凝土结构施工总结

刘 珍

(中铁二局第五工程有限公司，四川 成都 610091)

以南宁大桥工程为例，结合该桥梁主桥上部混凝土结构概况，对肋间平台施工、劲性骨架设计、预应力施工、混凝土施工等关键工序的施工要点进行了分析研究，并针对混凝土拱肋施工中存在的问题提出了解决措施，以供参考。

桥梁，混凝土，结构，施工，设计

0 引言

南宁大桥工程由跨越邕江的主桥、南北两岸引桥、引道及附属工程组成，桥梁总长734.502 m。其中主桥为大跨径曲线梁非对称外倾拱桥，单孔跨度300 m，由两条倾斜的拱肋、桥面曲线钢箱梁、倾斜的吊杆及桥面系杆组成。其中主桥拱肋由混凝土段和钢箱拱两部分组成，混凝土拱肋是本工程施工重点及难点之一。

1 主桥上部混凝土结构概况

南宁大桥主桥上部混凝土结构是连接主桥钢箱拱、钢箱梁、引桥混凝土箱梁及主墩承台的空间结构，由纵向向河心弯曲、横向向外倾斜的混凝土拱肋段、连接东西拱肋的肋间横墙及连接引桥混凝土结构和主桥钢箱梁的肋间平台三大部分以及其中的预应力体系组成。所有主桥上部混凝土结构采用C60高强耐久性混凝土。主桥上部混凝土结构图见图1。

1.1 混凝土拱座

主桥上部结构混凝土拱座：拱肋为纵桥向向河心弯曲、横向向外倾斜的双外倾结构，东拱拱肋高40.33 m，西拱拱肋高40.44 m；横桥向宽67.40 m，纵桥向长30.08 m；东拱肋倾角69.715 59°，西拱肋倾角66.541 58°。

东西拱肋之间设置肋间横墙连接，肋间横墙采用薄壁结构，由3个箱室组成。

1.2 肋间平台

肋间平台采用与主桥钢箱梁相似结构，其中主梁部分横桥向宽34.00 m，底面宽21.80 m，中心高4.70 m，翼缘高1.15 m。平台主梁内设置两道宽度3.00 m的锚固横梁，五道宽0.80 m的纵肋，整个划分为18个箱室。

1.3 预应力体系

在混凝土拱肋段的顶、底板、内外侧腹板内均设置预应力束，沿拱轴线布置，下端采用P型锚具锚固于承台内，上端单端张拉后通过连接器接长。

在肋间平台内共设置7组(共145束)预应力钢束，纵横向空间曲线布置，根据不同部位采用单端或双端张拉，如图2所示。

2 关键工序及施工要点

混凝土拱座结构施工包括预应力混凝土拱座施工、肋间平台施工、肋间横墙施工三部分。均采用分节分段(区)的方法进行施工，施工时肋间横墙及肋间平台节段施工均与拱肋相应节段同步关模灌注混凝土，以确保混凝土整体性。

2.1 混凝土结构节段划分

2.1.1 节段划分依据

1)拱肋预应力采用分段锚固、分段接长的形式，根据张拉面对拱肋进行了节段划分；

2)混凝土施工质量对混凝土一次浇筑高度要求；

3)劲性骨架承载能力对施工节段高度的要求；

4)液压爬模的模型设计及施工要求。

2.1.2 拱肋节段划分

总体上混凝土拱肋纵向分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三个大段进行施工，其中第Ⅰ段为与肋间横墙相对应部分，第Ⅱ段为与肋间平台相对应部分，其余段为第Ⅲ段，为确保段间结合面上不产生较大的剪应力，三段间设置台阶状施工缝。

拱肋三个大段又分为18小节段进行分段浇筑施工，其中包括3条水平施工缝以及14条垂直于拱轴线的施工缝。拱肋分段如图3所示。

2.1.3 肋间平台分层

肋间平台与拱肋相连，为避免预应力对拱轴线的影响，在其靠东侧设置一道施工缝。肋间平台采用支架法分段现浇施工，为避免其支架受力较大，而跨中变形过大，影响整体结构，肋间平台上下分两层浇筑，第一层浇筑高度约1.4 m，余下的一次浇筑完成，故肋间平台共分四次浇筑完成。肋间平台分层、分段如图4所示。

2.2 劲性骨架及肋间平台支架设计及施工

2.2.1 劲性骨架设计及施工

混凝土拱肋设计为双外倾结构，其支撑设施困难，因而在结构内设置劲性骨架作为支撑结构，并作为拱肋钢筋、预应力及模板的临时固定支撑措施。劲性骨架采用格构柱，采用⎣100×10或⎣100×12，以折代曲，并在各格构柱之间设横向联接系。

劲性骨架施工采用分段加工，现场接长的形式。劲性骨架根据拱肋混凝土施工分段高度进行分段，现场下料组拼为短格构柱，在混凝土面进行格构柱的焊接接长，并连接为整体，其首节段在承台施工时进行预埋，其余节段均以超出混凝土面，预留搭接长度为宜。

2.2.2 肋间平台支架设计及施工

肋间平台采用支架法现浇施工。采用钢管(或钢管混凝土)立柱、贝雷梁以及顶面调平钢管脚手架组合而成。

支架体系下部钢管施工受肋间横墙干扰，钢管立柱与肋间横墙弧形顶板同步施工，并在弧形顶板上预留钢管孔；贝雷梁先在现场组拼为桁架；顶面调平措施，利用钢管脚手架及天托组拼后进行初调，根据顶面预压情况，进行局部调整达到施工要求。

2.3 钢筋、预应力施工

2.3.1 钢筋施工

钢筋的安装，因拱肋与肋间平台、肋间横墙为整体结构，拱肋钢筋与肋间横墙及肋间平台相对应的钢筋应同步进行安装绑扎施工。

拱肋钢筋，利用拱壁劲性骨架及架设钢管支架进行钢筋的定位及固定。因混凝土拱肋结构相互交汇，钢筋绑扎前，需考虑关联构件的预埋钢筋的安装顺序及定位措施。

肋间平台钢筋，先安装锚固横梁及伸入拱肋钢筋，再安装两端端横梁钢筋及底板钢筋，最后补充箍筋及其他小钢筋。为方便锚固横梁箍筋的整体性，利用钢管脚手架来定位并将其抬高，箍筋安装完后，落架就位。肋间平台顶面钢筋或横梁壁钢筋同样利用钢管脚手架来辅助定位，钢筋连接为整体后，拆除脚手架。

2.3.2 预应力施工

预应力施工主要有：钢绞线穿束及定位，预应力张拉，管道压浆。

1)钢绞线穿束及定位。

混凝土拱肋段预应力均为竖向布置，下端均采用P型锚具锚固，上端单端张拉。预应力定位利用劲性骨架做支撑骨架，待混凝土灌注完成并达到张拉强度后，进行预应力张拉。

肋间平台预应力分两端张拉和单端张拉接长两类情况。两端张拉预应力束采用先定位波纹管，混凝土浇筑后穿钢绞线。

为保证钢绞线穿束顺利,避免混凝土进入波纹管，采取措施有：a.关模型前认真检查波纹管的密闭性,对小孔洞及时修补；b.利用高压塑料水管埋设于波纹管内,混凝土浇筑前对塑料水管冲水,使其填满整个波纹管,保证混凝土无法进入波纹管；c.穿钢绞线前,用探孔器检查波纹管，并对管内出现缩颈区域及时处理。

2)预应力张拉。

由于预应力束多为27束或37束钢绞线，张拉空间需求较大，而又受现场情况限制，因此预应力张拉采用整束张拉与单根张拉相结合的方式进行预应力张拉施工。

整束张拉采用分级张拉，分为五级：15%，30%，50%，80%及100%。张拉过程中及时复核张拉力与伸长量关系，出现异常，立即停止张拉，查明原因并解决后再继续张拉。

3)管道压浆。

本工程预应力管道压浆采用真空辅助压浆工艺。压浆前，检查压浆孔及抽气孔是否通畅，及时清除孔道内积存的水、水泥浆、杂物。先进行抽真空，真空度达到-0.06 MPa～-0.1 MPa后，方可开始压浆，压浆过程中，保持孔道内的压强，管道压浆结束后浆液补压0.5 MPa～1.0 MPa，并保持压力2 min，达到规范要求。

2.4 液压自爬模

由于拱肋的双外倾结构，为保证拱肋外观质量，便于大块模型的定位安装，拱肋一般节段顶板、底板及外侧腹板等三个面的外模采用液压自爬模进行施工，模板采用芬兰维萨木胶合面板加木工字梁加双槽钢背楞加斜撑结构异形木模进行施工。

液压自爬模由预埋件、模板、调节系统、支架系统、液压系统及导轨等六部分组成。液压自爬模以液压系统为动力，以已浇筑段上埋件为固定点，使导轨和支架相对运动来完成爬升过程。模板附着于自爬模爬架上。爬架下设操作平台及上下梯子以及安全维护网，以确保施工人员操作安全。拱肋侧面一般节段布置四榀支架(两个模板单元)，模板上口与施工缝平行并上包5 cm，导轨中心线与拱肋侧面中心线平行。由于拱肋为纵向弯曲横向倾斜的特殊结构，为了保证爬模顺利爬升及混凝土外观效果，爬模导轨做成两套，一套为普通直导轨，另一套为曲线形导轨。

拱肋顶、底板是由平面渐变为曲面结构，顶底板外模同样采用木工字梁加木胶合板结构。由于顶底板为等宽，但顶底板在不同节段施工时其曲线弧度均不同，通过在槽钢背楞上加垫弧形造型木进行面板预弯线形调整实现模板循环周转爬升，造型木按每节段弧度加工。

2.5 混凝土施工

本工程主桥上部混凝土结构均采用C60高强耐久性混凝土，本工程混凝土采用商品混凝土。混凝土运输至工地现场，由混凝土输送泵输送至工作面进行浇筑。

2.5.1 C60高强耐久性混凝土配制的原则

1)选用水化热较低的水泥；

2)在混凝土中掺入Ⅱ级粉煤灰取代部分水泥，以减少水泥用量；

3)在混凝土中掺用高效减水剂，延长混凝土初凝时间，满足混凝土设计强度，延缓水泥水化热峰值出现的时间，使水化热的峰值控制在不大于50 ℃；

4)混凝土坍落度控制在14 cm～16 cm，和易性好，不泌水，便于泵送。

2.5.2 混凝土性能的现场控制

1)现场试验及现场调试。

因C60混凝土工作性能差，坍落度损失快，泵送性能差，容易堵管，施工过程采用了如下施工措施：a.采用低温水进行混凝土的拌和，如加冰冷却；b.添加减水剂(不改变其配合比)；c.覆盖结构物，降低入模温度。

2)混凝土泵送堵管的原因分析及解决措施。

混凝土泵送堵管是施工的一大弊病。而导致堵管的原因有：a.操作不当。泵送速度选择不当，一味求快容易导致堵管；余料控制不当，余料太少，极易吸入空气，导致堵管；停机时间过长，管内混凝土容易凝结；管道未清洗干净。b.管道连接原因导致的堵管。c.混凝土或砂浆的离析导致的堵管。d.局部漏浆造成的堵管。e.砂浆量太少或配合比不合格导致的堵管。f.气温高导致的堵管，气温较高，混凝土易脱水，从而导致堵管。

为减少混凝土泵送堵管的解决措施有：a.严格按照操作规程操作。控制泵送速度，认真观测泵车漏斗内余料，并观测混凝土流动性，使用管道前认真检查，使用后必须清洗干净，控制停机时间间隔。b.管道布置时应按最短距离、最少弯头和最大弯头来布管，尽量减小输送阻力，也就减少了堵管的可能性。c.泵送前用水湿润管道后，从管道的最低点将管道接头松开，将余水全部放掉，或者在泵水之后，泵送砂浆之前，放入一海绵球，将砂浆与水分开。d.检查管道接头管卡及密封圈是否松动或损坏，应紧固管卡或更换密封圈。e.长时间泵送混凝土后，管道温度较高，应将管道用麻袋覆盖，并常洒水降温。

3)混凝土养护。

混凝土浇筑完毕后须用塑料薄膜或麻袋对整个浇筑区域进行覆盖，并用热水养护，热水温度应根据外界温度和混凝土温度差异来调节。

肋间平台混凝土养护，因其面积及体积大，混凝土温度高，箱内箱外温差大，养护时应注意蓄温及散热，在养护初期，需保持箱内温度不能散得太快，养护后期，应利用吹风设备对其散热。

3 经验教训

混凝土拱肋施工中也存在一些缺陷，比如：混凝土外观质量。

由于混凝土拱肋的双外倾结构，四个拱壁均存在仰面，仰面在混凝土振捣过程中，空气难以排除，使得该面存在较多气孔，表面不光洁。

为了避免同类问题的发生，采取了以下措施:1)加强振捣，在捣固棒上增加辅助铁，帮助捣固棒就位振捣；2)增加小直径捣固棒；3)模板上开小孔，辅助排气。

4 结语

经过近12个月时间，南宁大桥按期完成主桥上部混凝土结构施工，在施工过程中，克服了重重困难，攻克了众多技术难关，同时也有一些技术和管理上的缺陷。总之，该结构的施工，积累了较多有指导性的技术和管理经验，可供混凝土结构施工参考。

[1] 周水兴，何兆益，邹毅松，等.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2] 向中富.桥梁施工控制技术[M].北京：人民交通出版社，2001.

[3] 顾安邦.桥梁工程(下册)[M].北京：人民交通出版社，2001.

[4] 杨嗣信.模板工程现场施工实用手册[M].北京：人民交通出版社，2004.

Summary on the major bridge top concrete structure construction of Nanning bridge

LIU Zhen

(ChinaRailwayErju5thEngineeringCo.,Ltd,Chengdu610091，China)

Taking Nanning bridge engineering as an example, combining with the major bridge concrete structure conditions, the paper analyzes the arch rib platform construction, rigid skeleton design, prestressed construction and concrete construction and other critical construction points, and puts forward solving measures to concrete arch rib construction problems, with a view to provide some guidance.

bridge, concrete, structure, construction, design

1009-6825(2014)34-0188-03

2014-09-23

刘 珍(1982- )，女，助理工程师

U443.3

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