现浇箱梁施工技术研究

张 达

（中铁十八局集团隧道工程有限公司，重庆 400700）

现浇箱梁施工技术是混凝土桥梁施工中一种先进的工法。内部为空心结构，上部两侧布置了相应翼缘，其形状和箱子类似，因此被成为箱梁结构，根据箱梁数量的不同，分为单箱和多箱两大类。在具体施工中，可在特定的场所进行预制加工，然后运输到施工现场，再通过架桥机完成箱梁架设。和其他桥梁施工技术相比，现浇箱梁施工技术具有施工速度快、节约工期的优势，随着各项技术的不断完善，目前现浇箱梁施工技术主要应用在大型连续桥梁施工中。机械化程度高,劳动强度低、施工进度快,而且对环境影响比较小。现浇箱梁施工技术是混凝土桥梁施工的主要技术,其地基处理是否合理、现浇箱梁满堂支架计算是否准确,直接关系到施工进度和工程造价。因此,应高度重视这两个方面,使其在雷家互通K214+360.5主线桥施工中发挥重要作用。本文结合雷家互通K214+360.5主线桥实际情况,分析了现浇箱梁施工技术应用要点,总结了施工的经验和教训。

1 工程概述

雷家互通K214+360.5主线桥上跨成资快速路中桥，根据桥位处的被交路、地形及地貌特点，该主线桥采用一联4×20m现浇预应力混凝土连续箱梁。该桥分别位于缓和曲线（起始桩号：K214+317.03，终止桩号：K214+380.804）和直线（起始桩号：K214+380.804，终止桩号：K214+403.97）上，纵断面纵坡-0.5%。

桥面宽度左幅为18.67～20.5m单箱三室截面如图1所示，梁高1.3m。下部结构采用圆柱式墩，肋板式桥台，基础为钻孔桩；箱梁采用预应力C50混凝土连续箱梁，顶面设2%横坡，内外侧悬臂为2.5m，箱梁顶板厚0.25～0.45m，底板厚0.22～0.60m，两侧腹板板厚0.45～0.85m。

桥面宽度右幅为16.5m单箱双室截面如图2所示，梁高1.3m。下部结构采用圆柱式墩，肋板式桥台，基础为钻孔桩；箱梁采用预应力C50混凝土连续箱梁，顶面设2%横坡，内外侧悬臂为2.5m，箱梁顶板厚0.25～0.45m，底板厚0.22～0.60m，两侧腹板板厚0.45～0.85m。

2 现浇箱梁施工工艺

2.1 工艺流程

钢筋在指定位置进行集中加工，通过起吊的方式吊入模板中，然后进行人工绑扎，在混凝土拌制时采用自拌式，并用专用罐车运输，泵送入模。混凝土入模以后，用插入式振捣器进行振捣，根据外界气温和风力大小制定养护方案。当混凝土强度达到设计标准后，采用智能张拉设备进行张拉，确认混凝土强大达到设计标准后，才能拆除模板和支架[1]。

2.2 施工方法

2.2.1 地基处理

先要进行初步整平处理，并对表层松土进行全面清理，及时剔除淤泥土质，在地基处理时，要格外注意对原土层的保护，以便后期回填使用。用挖掘机对地面初步铺平碾压，碾压至标高433.745，碾压后压实度不小于90%。压实后表层浇筑横坡为1%的20cm厚C20混凝土，如图3所示。

2.2.2 支撑架搭设

碗扣式支架底托设置在宽200mm，长500mm的长方形木板上，而顶托则安装长150mm和宽150mm的正方形木方上。然后纵桥向上铺100×100mm的方木。方木上铺现浇箱梁底、侧模。底、侧模均采用木板，保证箱梁外观质量。碗扣支架立杆纵向间距梁端取0.6m，跨中取0.9m，横向间距均为0.9m，步距均取0.9m，顶、底托采用可调托撑[2]。

2.2.3 预拱度设置

预拱度设置计算公式为：

图1 单箱三室横断面示意图

图2 单箱双室横断面示意图

图3 支架基础处理示意图

式（1）中：δx表示距左支点x的预拱值；δ表示跨中预拱值；x表示距左支点距离；L表示跨长。

经支架超载预压之后，根据预拱度计算结果，（减去预应力施加后产生的上拱度后，差值为实际预拱度值）在相应的位置上设置。预拱量采用厚度分别为1～10mm的各种木屑在相应设计位置处；采用螺旋千斤顶时，调节千斤顶至相应预拱位置处，并固定支撑。调节预拱度时，由水准仪配合，精确测量。

2.2.4 模板安装

木模在现场拼装，安装后还需要对木模安装的位置、标高、节点以及稳定性进行全面检查，确认各项标准都达到设计要求后才能进行混凝土浇筑。同时为最大限度上确保现浇箱梁整体外观的美观性和表面的平整度，在模板安装时要尽量采用是统一规格和型号的木模。在模板长度和跨度的要反拱度进行确定，并尽量具有足够的强度和稳定性，以便更好的承受各项荷载和震动。除此之外，在构造和制造力上要力求简单便捷，提升安装和拆除的速度，满足模板周转需求[3]。

2.2.5 混凝土浇注

浇注方案：混凝土采用自拌混凝土，输送车运输，泵车入模，插入式振动器配合平板振动器振捣，洒水覆盖养生。顶底板采用分层浇筑高度如图4所示，分层面选择在腹板80cm处。

图4 单箱三室混凝土浇筑高度施工顺序示意图

混凝土浇筑从0#桥台向4#桥台方向一次性浇筑，左幅第一层混凝土浇筑量为630m3，而右幅第一层混凝土的浇筑量为500m3左右，属于大体积混凝土浇筑工程，因此，在具体浇筑时要选择分层浇筑法，在每层混凝土即将初凝前进行上层混凝土浇筑[4]。

3 现浇箱梁满堂支架计算

3.1 荷载计算

新浇混凝土重力密度取26Kn/m3。G= 257.86m3× 26KN/m3=6704.36KN偏安全考虑，取安全系数r=1.2，底板面积为310m2，计算单位面积压力：

q1=G/S=6704.36KN÷310m2=21.627 KN/m2；模板及附件重统一取q2=1.4 KN/m2；施工活荷载取q3=5 KN/m2；钢管自重：q4=（5.55×19×25+15.5×7×25+18.7×7×19+61.6×2）×38.4/（1000×310）=0.986KN/m2。 其 中 碗 扣式构件每米重38.4 N/m,根据《路桥施工计算手册》可知Σq=Q=K（q1+ q2+ q3+ q4）=1.2×（21.627+1.4+5+0.986）=34.816KN/m2，式中：K为安全系数，取K=1.2。

3.2 立杆稳定性验算

由于横杆步距为0.9m，i为回转半径，长细比为λ=l/i=900/15.78=57.034，根据《路桥施工计算手册》得轴心受压构件的纵向弯曲系数φ=0.867，则

σ=N/（φ×A）=34.816×1000÷（0.867×489）=82.12MPa ＜ [σw]=145MPa

根据《路桥施工计算手册》查得钢管支架弯曲容许应力[σw]=145MPa。因此，立杆稳定性满足要求[5]。

4 箱梁支架受力计算

4.1 箱梁荷载

箱梁钢筋砼自重：G=777m3×26KN/m3=20202KN。偏安全考虑，取安全系数r=1.2，以全部重量作用于底板上计算单位面积压力：F1=G×r÷S=20202KN×1.2÷（12.4m×72m）=27.153KN/m2。

4.2 挠度

计算公式为：f=0.677qL4/100EI= (0.677×9.946×0.34)/(100×0.1×108×8.44×10-8)=0.65mm＜L/400=0.75mm，竹胶板挠度满足要求[6]。

4.3 支架刚度（挠度）验算

按照ωmax=5qL4/384EI进行验算，此公式中，ωmax表示最大挠度；E表示钢管弹性模量，取E=210×103N/mm；q表示均布荷载，取q=6.163kN/m =6.163 N/mm； I表示钢管截面惯性矩，取I=1.215×105mm。ωmax=5qL4/384EI=5×6.163×9004/（384×210×103×1.215×105）=2.064mm。

容许挠度[ω]=L/400=900/400=2.25mm＞ωmax= 2.064mm

5 结论

综上所述，本文结合工程实例，分析了现浇箱梁施工技术，得出以下几点结论：

1）在混凝土桥梁工程施工中，科学合理地应用现浇箱梁施工技术，可大幅度提升工程的质量以及使用价值。现浇箱梁施工技术是当前高架桥梁和高等级公路桥梁的主体结构施工技术之一，具有结构、性能、外观上的综合优势，是桥梁项目中较新的施工技术。

2）现浇箱梁施工技术施工效率、施工成本、施工安全性等方面皆有非常明显的优势。但在具体施工中，还应发挥质量检验、管理工作、安全管理等各方面的综合力量，形成现浇箱梁施工质量保障体系，共同确保现浇箱梁施工能够按照设计要求，安全、高效的完成。且符合目前我国桥梁事业持续稳定发展相关规范和标准的需求，值得范围推广应用。

3）桥梁工程是集合了建筑、施工、地质、管理等各个专业的一项综合性项目，现浇箱梁施工技术作为现阶段公路桥梁广泛应用的一种主体结构施工技术，无论是在结构、性能，还是外观方面都具有一定的优势。