先简支后连续箱梁施工技术

雷 宏

(中国水利水电第七工程局有限公司 四川成都 610213)

1 概述

1.1 工程概况

新都中集大道延伸段工程北接新竹大道，南至金石园路，道路全长826m，道路红线宽30～40m，30m宽采用双向四车道布置，40m宽采用双向六车到布置，为城市次干路。上跨毗河处设置毗河大桥，全长110.92m，宽30m，下部结构采用桩柱式桥墩和肋板式桥台，桩基础为嵌岩桩孔深19～21m、入岩4.5～6m；孔跨采用3×35m布置，上部结构采用装配式预应力混凝土连续箱梁，小箱梁共30榀、采用C50混凝土，梁片横向之间采用湿接缝连接，跨与跨纵向之间设置中横梁，顶部负弯矩区设置二次张拉钢束。

1.2 工艺特点

高速度的行车要求桥梁具有良好的力学性能、平顺的桥面和较少的伸缩缝构造，以利于行车舒适性，因此，出现了“先简支后连续梁桥”。先简支后连续梁桥在使用中属于连续受力体系，所以，在受力性能和行车舒适性方面比普通的简支梁桥更优越。从施工方法而言，该类型桥梁具有施工简单方便、质量可靠及结构模式统一等特点，实现了桥梁施工的装配化、工厂化而被广泛应用。

(1)先简支后连续梁桥的箱梁采用集中预制、吊装就位，摆脱了等截面连续梁采用传统支架法和移动模架法的局限性，适用范围广，施工速度快。

(2)先简支后连续梁桥整体受力性能好，且减少了桥梁伸缩缝结构，桥面更加平顺，行车舒适性大大提高。

(3)箱梁由专业生产厂家集中预制，施工质量可靠，施工进度和成本可控。

(4)采用箱梁进行桥梁施工，实现了桥梁施工的装配化和工厂化，施工安全风险大大降低。

1.3 效益分析

等截面连续梁采用传统支架法和移动模架法的局限性大，无法实现装配化和工厂化，施工效率极为低下，施工质量难以保障，施工工期长，安全风险大，需要大量的周转材料和设备，且需集中修建大量临时辅助性生产设施，一次性投入大，经济性不高。同时需增设桥梁伸缩缝结构，施工投入较大。而先简支后连续梁桥的箱梁采用集中预制和架设，仅需极少的临时设施一次性投入，适用范围广，施工速度快。减少桥梁伸缩缝结构，桥面更加平顺，行车舒适性大大提高。施工质量更可靠，施工过程中的安全风险大大降低，施工进度及施工成本更可控。加快了工程施工进度，保证了施工安全，取得了较好的经济效果，推广应用价值较高，可为类似工程施工提供参考。

2 主要施工方案

2.1 总体施工程序

先在预制场进行箱梁的预制，后在盖梁顶部设置临时支座，并同时安装永久支座，架桥机逐跨架设主梁，箱梁架设在临时支座上形成简支结构，再通过梁端横梁接头混凝土浇筑及预应力二次张拉，形成连续箱梁，然后浇筑剩余部分桥面板湿接缝混凝土，最后解除临时支座，完成简支变连续体系的转换。

2.2 箱梁预制

采用定型钢模板进行箱梁的预制，模板安装与钢筋制安配合进行，具体流程为：清理底模→梁肋骨架绑扎及波纹管定位→侧模和端模安装→浇筑混凝土→养护→张拉→孔道压浆、封锚→浇筑梁端混凝土→移梁至存梁场。

(1)预制梁采用全钢结构台座作底模，侧模和端模采用节段拼装式定型钢模板。

(2)制梁台座旁设置钢筋台座，钢筋骨架采取人工预绑扎成型，采用两台15t龙门吊，抬吊就位安装。预应力波纹管及各种预埋件与钢筋绑扎同时进行，波纹管用固定钢筋将其固定在梁体钢筋骨架上，预埋件采用螺栓固定在钢模板上

(3)浇筑箱梁混凝土前严格检查伸缩缝、栏杆、泄水孔和支座等附属设施的预埋件是否齐全，位置是否准确，确认无误后方可浇筑混凝土。

(4)箱梁按照底板、腹板、顶板分层浇筑混凝土，一次连续灌注成型，由中间向两端推进，分层厚度不大于30cm。采用拌合楼集中拌制，搅拌运输车运输，用两台布料器入仓，附着式振动器配合插入式振捣器振捣密实。

(5)箱梁顶、底板和腹板较薄，施工前选用合适粒径的骨料，并做好配合比试验。梁端2m范围内及锚下混凝土局部应力大、钢筋密，早期强度要求高，施工过程中应充分振捣密实，以确保施工质量。

(6)拆模后进行预应力钢绞线穿索，安装锚具，使用穿心式千斤顶两端同时张拉，伸长值与压力表同时控制预应力正确。张拉作业左右对称进行，先里后外顺序张拉。张拉完成后可以在台座上进行孔道压浆，采用注浆机自一端向另一端注浆，孔道满浆后锁定排浆孔持压5min，排尽气、水后进行下一孔道注浆。

(7)采用用两台龙门起重机抬梁，运梁至存梁场存梁台座上，存梁期不得超过90d。

2.3 支座安装

(1)箱梁安装前，检查支座垫石必须达到养护龄期。

(2)复核桥台和墩柱盖梁轴线、高程及支座面平整度，清理干净垫石顶面。

(3)在箱梁两端临时安装支座并居中，再验收临时支座。

(4)临时支座顶面标高与永久支座顶面标高相齐平，永久支座钢板直接与接头混凝土底部浇在一起。

(5)临时支座采用集中加工的沙桶，为圆柱状，分为大砂桶和小沙桶两部分，内筒为φ150mm×180mm沙桶、外筒为φ160mm×180mm，壁厚为5mm，底厚为5mm。

2.4 箱梁架设(架桥机)

(1)采用架桥机逐跨逐孔架设箱梁，置于临时支座上，成为简支状态。

(2)待负弯矩钢绞线张拉后，再将临时支座拆除，将梁体重量由永久支座承受。

(3)箱梁架设前需编制专项施工方案，并组织专家论证报监理审批后执行。

(4)架设过程中派专职安全员全程监督，并确保施工安全。

2.5 连接接头钢筋绑扎中横梁钢筋

钢筋由加工厂事先加工好，运输至工作面人工焊接桥面板钢筋及绑扎端中横梁钢筋。

2.6 接头预留波纹管连接及穿束

加工接头段顶板束波纹管并使用人工穿束。

2.7 连接接头、中横梁及两侧与顶板负弯矩束同长度范围内桥面板混凝土浇筑

底模加固完成后，选取当日气温最低的时间浇筑连续接头、中横梁及其两侧与顶板负弯矩束同长度范围内桥面板混凝土并及时养护。

2.8 二次张拉(顶板负弯矩区预应力张拉)及压浆

(1)待新浇筑混凝土达到设计强度的85 %且混凝土养护龄期不小于7d时，张拉顶板负弯矩预应力钢束，并压注水泥浆。

(2)张拉采用两端张拉，张拉顺序为T4、T3、T2、T1号钢束，逐根对称单根张拉，锚下控制应力为0.75fpk；钢束张拉采用双控，当预应力钢束张拉达到设计张拉力时，实际伸长值与理论伸长值的误差控制在6 %以内。

2.9 剩余部分桥面板湿接缝钢筋制安及混凝土浇筑

接头及二次张拉施工完成后，浇筑剩余部分桥面湿接缝混凝土，浇筑由跨中向支点进行。

2.10 处理预留槽口及桥面现浇层混凝土施工

连接顶板钢束张拉预留槽口处的钢筋，然后进行现浇桥面铺装层混凝土。

2.11 拆除临时支座完成简支变连续体系转换

待桥面铺装层混凝土浇筑完成且达到设计强度后拆除临时支座，完成体系转换。拆除临时支座时特别注意严防高温影响橡胶支座质量。

3 质量控制要点

(1)钢绞线的弯折处采用圆曲线过渡，管道必须圆顺，预制箱梁定位钢筋在曲线部分以间隔为500mm、直线段间隔为1 000mm设置一组，顶板负弯矩钢束的定位钢筋每间隔1 000mm设置一组。

(2)箱梁顶板负弯矩钢束的钢波纹扁管，应在预制箱梁时预埋，并采取有效的措施来防止浇筑主梁混凝土时，扁波纹管发生变形而影响后期的顶板束张拉，在箱梁安装好后，浇筑连续接头段前将对应的扁波纹管相接。

(3)预制箱梁时严禁切断负弯矩张拉槽口处箱梁顶板下层纵、横向钢筋，张拉负弯矩钢束时也不宜随便截断该钢筋。

(4)临时支座进场前应进行验收，安装顶面标高应与永久支座顶面标高相齐平。

(5)施工时应确保锚垫板与预应力束垂直，垫板中心应对准管道中心，在管道密集部位及锚固区，应严格控制混凝土的振捣及养护，确保混凝土的质量。

(6)箱梁施工中钢筋的连接方式，如设计图纸中未说明，则钢筋直径不小于φ12mm时，钢筋连接应采用焊接，钢筋直径小于φ12mm时，钢筋连接可采用绑扎。绑扎及焊接长度应按照相关规范的有关规定严格执行。

(7)所有新、老混凝土结合面均应严格凿毛处理。

(8)浇筑桥面现浇层混凝土前应将梁顶浮浆、油污淸除干净，以保证新、老混凝土良好结合。

(9)支座安装时需测量箱梁轴线和墩中心线，精确定出支座中心线，要求支座底和垫石密贴吻合，支座顶面四周高差不得大于2mm，并结合安装温度设置适当的预偏心。

(10)桥面施工未完成时，禁止通行施工车辆。

4 结束语

(1)先简支后连续桥梁摆脱了等截面连续梁采用传统支架法和移动模架法的局限性，在不需要架设大跨度桥梁的情况下对提高桥梁结构合理性和整体受力性能方面有较强的优势。

(2)先简支后连续箱梁施工工艺比一般简支梁施工增加中横梁混凝土湿连接和负弯矩区二次张拉工艺及梁体系转换工作，但在受力性能和行车舒适性方面比普通简支梁桥更优越。施工中需加强临时支座加工及安装的质量和精准度控制，体系转换过程中需严格按照设计要求实施。