受限空间超宽变截面现浇箱梁施工技术

陈龙，史卫

（中交二航局第二工程有限公司，重庆401120）

1 工程概况

孟加拉国达卡市南部Dhaka-Mawa-Bhanga 段原N8 公路改扩建项目Teghoria 立交接线高架桥上部结构采用混凝土箱梁结构，共有21 联78 跨，其中有4 联为多箱室超宽变截面箱梁，均采用盘扣式满堂支架现浇法施工。

高架桥两侧因既有建筑物无法拆除，导致原施工红线范围宽度由44m 减少为32～35m，且沿线布置有大量高压电线，现场施工条件存在极大的局限性和高危安全隐患，更有部分箱梁在电线未迁移情况下根本不具备施工条件。

2 总体施工方案

超宽变截面现浇箱梁根据其结构尺寸及预应力布置，采取逐联整体施工，水平分层2 次浇筑。

施工工艺流程如下：施工准备→基础处理→支架搭设→底模及外侧模安装→支架预压→底板、腹板钢筋绑扎及预应力安装→内侧模安装→第一次混凝土浇筑→混凝土养护→内顶模安装→顶板钢筋及预应力安装→第二次混凝土浇筑→混凝土养护→预应力张拉、压浆及封锚→底模、支架拆除。

3 受限空间超宽变截面现浇箱梁施工关键技术

3.1 支架地基处理

承台施工完成后，基坑填筑普通路基砂，采用挖掘机分层回填整平，并洒水压实。箱梁投影线外侧2m 范围内的生活及建筑垃圾等不适合土壤清除换填，积水排净晾干。根据箱梁底板标高及盘扣支架立杆模数，计算地基处理标高，顶层30cm采用砖渣和路基砂按3∶1 掺配拌匀铺筑压实。

雨季施工期间，为了避免雨水冲刷影响基础稳定，处理后的基础表面铺一层塑料膜，再在薄膜上满铺、平铺一层一级砖，砖之间的缝隙采用细沙填满，水冲密实。同时，为避免场地内集水，在箱梁投影外侧开挖畅通的排水沟。

3.2 支架及底模系统设计

现浇箱梁普遍采用少支架或脚手管满堂支架施工，对于受限空间变截面箱梁两侧高压线及桥下净空高度限制，无法普遍使用起重设备进行少支架安拆[1]。另外，桥下净空7～8m 变化高度，采用普通脚手管支架，单根立杆长度不足，需采用大量扣件对接不同长度，结构受力不利且作业工效极低。鉴于此，选用满堂式承插盘扣支架，既可减少吊装作业，又能适应不同高度和变截面宽度调整，安拆方便迅速。

经计算，满堂式承插盘扣支架立杆顺桥向标准间距90cm，靠近墩位的位置加密为60cm，横桥向布置间距为120cm。模板系统依次为：15mm 竹胶板；10cm×10cm 方木，箱室下方间距为35cm，腹板下方布置间距为20cm；横向分配梁为Ⅰ10 型钢。

3.2.1 Ⅰ10 型钢计算

方木下面采用Ⅰ10 型钢，间距90cm，跨度120cm。Ⅰ10型钢受力最不利荷载布置如图1 所示。当腹板位于Ⅰ10 型钢跨中时，Ⅰ10 型钢受力最不利。

图1 荷载分布图

根据荷载布置形式，Ⅰ10 型钢弯矩M=8.68kN·m，剪力V=22.5kN，则有：

1）最大应力：σ=176.9MPa＜fm=215MPa，满足要求。

2）最大剪应力：τ=57.1MPa＜fv=125MPa，满足要求。

3）挠度：s=2.7mm＜[s]=3mm，满足要求。

3.2.2 盘扣支架计算

脚手架按60cm×90cm、90cm×90cm 和120cm×90cm 布置，步距120cm，顶托悬臂高度按≤30cm 计算。根据JGJ 231—2010《建筑施工承插型盘扣式钢管支架安全技术规程》[2]，立杆段的轴向力设计值应按式（1）进行计算：

式中，ΣNGK为模板及支架自重、新浇筑混凝土自重和钢筋自重标准值产生的轴向力总和，kN；ΣNQK为施工人员及施工设备荷载标准值和风荷载标准值产生的轴向力总和，kN。

1）单杆轴向力验算

单根立杆刚好位于腹板下方时，立杆受力为不利，根据设计图纸计算如下：

2）杆长细比验算

立杆的计算长度按式（2）和式（3）计算，并在二者中取较大值：

式中，l0为支架立杆计算长度，m；h′为支架立杆顶层水平杆步距，m，宜比最大步距减少一个盘扣的距离；k为悬臂端计算长度折减系数，此处取1；a为支架可调托座支撑点至顶层水平杆中心线的距离，m，此处取0.25m；η 为支架立杆计算长度修正系数，水平杆步距为1.5m 时，可取1.2；h为支架立杆顶层水平杆步距，m。

因此，计算长度l0=1.35+0.25×2×1=1.85m，l0=1.2×1.5=1.8m，取1.85m。

长细比计算公式见式（4）：

式中，i为扣件架杆件回转半径，cm，此处取1.587cm。根据规范，容许长细比[λ]=250，则有：

3）支撑架整体稳定性验算

稳定验验算按式（5）计算：

式中，φ 为稳定系数，根据长细比查表取0.369；A为杆件截面积，为450.4mm2。

因此，扣件支撑架轴心受压时的整体稳定性满足要求。

3.3 支架预压

原方案拟采用履带吊吊装成捆钢筋和吨袋砂的方式逐跨预压，以完全模拟支架受力布置预压荷载。受两侧高压线影响，无法持续停电满足长时间吊装作业。

鉴于孟加拉国人工费较低、人口密度大、拆除高压线影响面广等实际情况，并结合当地桩基静载小砂袋预压的施工经验，将方案优化为采用40kg/袋的小砂袋人工搬运方式预压。经对比分析，当地人工转运成本更低，且预压工效与履带吊吊装转移相差不大，甚至更为节约时间，并且更能节约设备投入及油耗费用[3]。

当地雨季期间降雨量大、持续时间长，为避免雨水淋湿袋装砂增加质量造成预压荷载超重，预压期间配置彩条布，雨前或当日施工结束时，及时包裹覆盖预压砂袋。

3.4 模板施工

3.4.1 外侧模安装

外侧模采用定制钢模板，背部支撑系统间距与支架顶Ⅰ10 型钢分配梁间距匹配，支腿底部设置顶升丝杆，用于外侧模标高及线形调整。

预压砂袋卸载后，在竹胶板底模上测量放样出箱梁底板边线。单跨单侧仅需临时停电2h 左右，采用汽车吊将外侧模逐块吊至支架顶部初步就位，后续由人工采用手拉葫芦精准调位，并顶升底部丝杆调整模板标高。因变截面箱梁逐渐加宽，外侧位于曲线段上，变化较大的区域设置小块楔形调节模板，变化较小的区域预留缝隙，采用薄钢板搭接铺设。

3.4.2 内模安拆

箱梁内模板采用竹胶板面板和方木背带组合形式，在桥台端部或已浇梁段桥面按设计图纸配料加工成块，再由人工搬运并安装就位，采用蝴蝶扣或拉杆进行固定。

3.4.3 外侧模拆除

箱梁混凝土强度达到设计强度的80%后，方可进行外侧模拆除施工。拆除时，先旋转降低模板底部丝杆使外侧模与混凝土脱离，再采用手拉葫芦将外侧模沿分配梁向外拖移，最后在临时停电的情况下采用汽车吊将模板下放至等待的平板车上并及时转运，最终完成外侧模拆除施工。

若两侧高压线无法安排临时停电，可将钢丝绳通过预留泄水孔下放并固定外侧模，然后拆除外侧模底部的支架系统，由卷扬机垂直下放模板至地面。

3.5 钢筋施工

箱梁钢筋在加工场配料加工成半成品，申请临时停电后集中转运至现场吊至箱梁顶，人工搬运进行定位和绑扎。箱梁钢筋绑扎顺序为：墩顶横梁→底板→腹板→顶板（含翼板）。

超宽变截面箱梁墩顶钢筋骨架长度长，且单片骨架较为柔性，采用钢管加工专用吊具设置多点起吊安装就位。待横梁绑扎完成后，采用专用型钢三角框式支架，设置2 个10t 的手拉葫芦代替履带吊将横梁下放就位。

3.6 混凝土浇筑施工

根据浇筑速度及运输距离综合考虑，混凝土浇筑配置2台泵车和8 台罐车对称进行，以双箱室箱梁为例，将截面划分若干分区，浇筑布料方式如下：

第一次底腹板混凝土浇筑，按照腹板下倒角→底板→腹板的顺序布料，自跨中向两端对称推进浇筑，每层布料长度以10m 为宜，避免混凝土结合面形成施工冷缝。布料采取多点分层布料，每层厚度为30～40cm。

第二次顶板混凝土浇筑，顺桥向从中间向两端对称浇筑，横桥向从两侧翼缘板向中间布料，从而避免悬臂端模板下挠产生裂纹。

4 结语

孟加拉N8 公路改扩建项目高架桥共23 联箱梁，其中4联为超宽变截面现浇箱梁，超宽变截面箱梁区域两侧更为临近高压线。在安全作业空间受限的情况下，结合当地和现场实际情况，采取多种有效措施，大大减少了临近高压线起重吊装作业，有序推进了项目施工进展，为业主减少了大量停电协调工作，避免了附近居民长期无电生活的困难。