浅析济南高铁特大桥连续梁施工技术之要点

范 忠 明

(南京交通职业技术学院，江苏 南京 210000)

1 工程概况

新建济南至青岛高速铁路济南特大桥全长27.53 km，大桥主要工程有：跨东绕城高速(48+80+48) m连续梁、跨机场路(40+64+40) m连续梁、跨温梁路(62+112+62) m连续梁、跨刘公河(32+48+32) m连续梁、跨土河(32+48+32) m连续梁、跨杨家河(32+48+32) m连续梁。连续梁均采用悬臂浇筑挂篮法施工，梁体0号块及边跨现浇段采用搭设钢管立柱的方法进行施工；悬臂节段采用菱形挂篮施工；边跨合龙段采用挂篮作为模架进行施工；中跨合龙段采用单侧挂篮作为模架进行施工，悬臂施工时对桥下跨路部分采用全封闭挂篮的防护方式。

2 工艺要点

2.1 施工顺序

2.1.1浇筑0号块

各墩身施工完毕至墩顶时，在主墩附近搭设安装钢管柱及搭设顶面脚手架。在支架上立模浇筑0号块，张拉并锚固竖向预应力束，将0号块分别与主墩临时固结。

2.1.2安装挂篮

在0号块上安装悬臂挂篮，以桥墩0号块对称的向两侧分段浇筑各节梁段。

2.1.3浇筑悬臂段

挂篮悬挂在已经张拉锚固的箱梁梁段上，拖拉挂篮向前移动到下一梁段，浇筑各节段，然后用预应力钢束串连各节梁段并进行锚固。

2.1.4边跨合龙段

挂篮行至边跨现浇段位置，进行配重，安装边墩支座并进行临时锁定，张拉钢束，进行边跨合龙段的浇筑。

2.1.5中跨合龙段

拆除边跨刚性连接构造，安装中跨临时刚性连接构造，临时张拉预应力钢束，解除主墩支座锁定，用挂篮施工中跨合龙段。

2.2 0号块施工

2.2.1支座安装

浇筑支座垫石并安装临时支座，在地面组装好TJQZ型盆式橡胶支座，使用吊机整体吊装到墩顶上。

2.2.2临时固结

临时固结采用钢管混凝土立柱，钢管直径120 cm、壁厚1.5 cm，设置于墩中心两侧6.15 m，共设置4个混凝土临时支座，在每个临时支墩内预埋6根φ32精轧螺纹钢筋，伸入钢管混凝土立柱1.5 m，伸入梁底1.5 m。混凝土采用C55收缩补偿混凝土。

2.2.3支架预压

1)预压荷载计算。

计算预压的荷载为连续梁设计施工荷载的1.2倍，约为1 662.18 t。

2)进行加载预压。

预压材料选用0.5 cm～1 cm的碎砾石，按水平对称加载，预压袋密度按1.5 Tm3计算。加卸载顺序：0%→60%→100%→120%→100%→60%→0%。每阶段加载后静止1 h并对支架体系进行沉降观测，终级加载完成后，每6 h观测一次，当连续12 h平均沉降量不大于2 mm后进行卸载，卸载过程中每阶段静止1 h并进行沉降观测，空载后6 h进行观测。

2.2.4安装模板

1)模板设计。

侧模及翼缘板处模板采用定型钢模，底模、内模及端模采用2 cm厚竹胶板。

2)模板安装。

安装顺序：底模→吊装侧模→安装底板端模→安装内模→安装腹板及顶板端模。

根据立模标高安装或调整底模完成后，利用汽车吊吊装侧模，模板间连接采用螺栓连接。

2.2.5绑扎钢筋

绑扎钢筋的施工顺序应先绑扎底板钢筋，然后绑扎腹板和顶板。因该连续梁位于曲线上，为保证梁体保护层的厚度，采用在曲线外侧增加保护层垫块的数量的形式来增加保护层的精度。保护层垫块要按梅花状布置，每平方米4个。

2.2.6布置预应力筋

预应力管道位置决定着预应力筋的位置，将影响桥梁的受力计算，所在布置安装管道时，要认真控制管道的位置尺寸不能发生变化，确保预应力管道的设置质量。

1)管道直线部分定位筋间距按0.5 m设置，曲线部分按0.3 m设置，预应力管道接长时，用略大一号的金属波纹管进行套接且尽量保证接头在套管的中间部位，后用胶带胶结密闭，有效防止混凝土堵塞预应力管道，混凝土初凝后活动并抽出内衬管。

2)竖向预应力筋安装时除应控制好其位置外还应着重控制其垂直度；竖向预应力筋的定位筋按下、中、上三个部位来进行设置，定位筋与腹板内外侧钢筋连成整体。

2.2.7混凝土浇筑

混凝土浇筑要先浇筑底板混凝土，然后浇筑腹板，最后浇筑顶板混凝土，水平分层(每层按40 cm控制)、斜向分段、两端及两侧。

混凝土振捣采用加长插入式φ50 mm及φ30 mm振捣棒，梁顶面标高采用焊接钢筋头拉线控制，在混凝土浇筑完毕后进行抹面，抹面分二次进行，第一次抹面主要在于找平及摸出人字排水坡面；第二次抹面在混凝土近初凝前进行，主要在于防止混凝土表面因早期无水引起干裂。

当混凝土强度达到2.5 MPa时，拆除端模进行人工凿毛处理并用水冲洗干净，以加强相邻节段的连接。凿毛处理以露出新鲜石子面为准。

2.2.8预应力制作、穿束及张拉

1)预应力筋的制作。

预应力钢绞线必须采用砂轮锯切割下料，长度按孔道长度加千斤顶的工作长度176 cm。

2)纵向预应力筋穿束。

纵向钢束采用卷扬机整束牵引的方法进行穿束。穿束前，先用人工将一根钢绞线穿过孔道，后将整理成束的钢绞线与此根钢绞线焊接牢固，然后利用卷扬机牵引已穿过管道的单根预应力筋牵引整束钢绞线穿过管道。

3)张拉设备选定。

根据设计图纸：纵向预应力最大锚下控制应力为1 350 MPa，预应力束为19-7φ5，经计算纵向预应力筋最大张拉力为359.1 t，因此选用450 t穿心千斤顶；竖向预应力锚下控制应力740 MPa，预应力钢筋为Φ25 mm，经计算竖向最大张拉力为36.3 t，因此采用45 t的穿心千斤顶；横向预应力最大锚下控制应力1 302 MPa,预应力束为5-7φ5，张拉时采用单根张拉，经计算横向预应力筋最大张拉力为18.2 t，因此选用25 t穿心千斤顶。

4)预应力张拉。

预应力钢束张拉时采用千斤顶油压读数控制钢束的张拉力，量取千斤顶油缸的伸长值控制钢束的伸长值。测量初始伸长值L0、伸长值L1和最终伸长值LK。

伸长量计算：伸长量L=LK-L1+L1-L0。

5)封锚及压浆。

管道压浆应在钢束张拉完成48 h内完成，同一孔道压浆应连续并一次完成；从浆体搅拌结束至压入管道的时间不应超过40 min。采用高性能无收缩防腐灌浆剂为压浆材料。水泥浆强度等级不低于M50。

管道压浆应从低向高处进行压浆，灌浆至管道压力达到0.5 MPa～0.6 MPa并稳压3 min。

2.3 悬臂段施工

2.3.1挂篮的组成

挂篮主要由模板、底支承、钢桁架、吊杆钢筋、锚固等部分组成。全部自重和施工荷载约为700 kN；挂篮按最长浇筑段(4 m)、最高浇筑段(7.193 m)及最大浇筑段(167 t)进行设计。

2.3.2挂篮安装

1)测量放线确定每片桁架前后支点及菱形主纵梁的平面位置；

2)吊装前后支点及主纵梁，并将前后支点及主纵梁与梁面锚固；

3)吊装菱形桁架中间立杆及两侧斜拉杆并栓接；

4)安装前后上横梁及吊杆；

5)安装侧模及内膜纵梁；

6)底篮在地面拼装后利用梁面设置的4台卷扬机通过翼缘板预留孔道将底篮及封闭底篮整体提至梁底与吊杆相连；

7)预压完成后，将侧模从0号块端部滑移就位并安装内模及三面围挡。

2.3.3挂篮预压

挂篮拼装完成后，会存在一定的弹性和非弹性变形，同时还要考虑梁体的预拱度，因此要对挂篮进行预先加载压实，采用吊装堆放砂袋方法进行。预压堆放的砂袋重量为悬臂最重梁段重量的1.2倍。堆放的砂袋加载进行4 h，并进行沉陷观测。

2.3.4节段梁施工

施工工艺：按照立模标高调整模板→将侧模、底模后端锚固到已浇筑梁段上→绑扎底板及腹板钢筋、安装预应力→安装内膜并将后端锚固到已浇筑梁段上→钢筋绑扎、预应力安装管道→端模安装→混凝土浇筑→养护、等强、张拉、压浆→挂篮走行、进入下一循环。

控制重点：

1)浇筑混凝土前检查挂篮后锚是否锚固牢固。

2)浇筑混凝土前检查所有吊杆是否均受力，螺栓是否拧紧，所有吊杆上下端均采用双螺帽锚固。

2.4 合龙段施工

2.4.1临时锁定

临时锁定是合龙的关键，合龙锁定遵循又拉又撑的原则，现场采用支撑刚性骨架的形式进行，即：在合龙段及节块预埋2 cm厚的钢板，在当天气温最低时将双拼Ⅰ32a工字钢与两侧钢板焊接进行锁定，双拼工字钢顶部加焊1 cm厚钢板进行加固。

2.4.2合龙及体系转换

挂篮到位后在中跨合龙段两侧悬臂段分别用合龙段重量的水箱进行配重。钢筋绑扎、预应力安装、模板组立、临时锁定完成后，解除主墩支座临时连接进行混凝土浇筑。浇筑混凝土时，随着混凝土的灌入同步卸去两侧等同混凝土重量的水，时时保证两悬臂端荷载等同。

2.4.3合龙段浇筑混凝土

浇筑合龙段时，要考虑梁体因受温度变化的影响而造成的梁体的变形，故选择一天中温度最低时进行合龙段的混凝土施工比较合适。合龙段箱梁混凝土的施工方法为一次整体浇筑成型。待混凝土的强度及弹性模量达到设计要求的100%且有5 d龄期后张拉，封锚压浆。待混凝土达到设计强度后，拆除吊篮和卸除桥上所有荷载。在跨中合龙段施工完成后，箱梁受力体系由原先的单悬臂简支梁变成连续梁。

3 高铁特大桥连续梁施工经验

0号块预压过程中，宜采用楔形预制混凝土块，防止侧滑。线型控制要根据预压情况设置梁底标高，预留好弹性变形和压缩量。浇筑过程斜向分层，先浇筑端横隔板，然后斜向推进。浇筑前复核墩顶标高。浇筑完成后梁面收光找平，确保美观。

4 结语

混凝土连续箱梁施工经验，是一个不断积累不断总结不断提高的过程，通过分析济南特大桥跨绕城高速(48+80+48) m连续梁、跨机场路(40+64+40) m连续梁、跨温梁路(62+112+62)m连续梁等几座现浇梁施工，对于连续梁施工的各项要求，规范操作，施工工艺、工法，生产要素的合理配备，采取的管控措施及四新技术应用，安全、质量、进度、经济、环境等方面取得的成果和经验，提高连续梁施工在新工艺、新技术方面的发掘应用，在连续梁施工过程管控和成本效益等方面需进一步探讨。