公路桥满堂支架现浇连续箱梁施工技术

梁羽飞

(河南省水利第一工程局，河南 郑州 450004)

1 工程概况

盆窑南公路桥是 306 省道跨越南水北调总干渠的一座建筑物，位于卫辉市境内盆窑南村，桥与总干渠交叉点的桩号为Ⅳ126+165.40。大桥总体设计双向 2 幅、3跨，荷载能力为高等级公路—Ⅰ级，总长130 m。设计箱梁截面为单箱双室，单幅宽13.75 m；下部结构形态主要有柱型桥台、桥墩，钻孔灌注桩基础。主要工程量：混凝土2 882 m3，钢材制安688.97 t。

2 施工工艺流程

盆窑南公路桥满堂支架现浇连续箱梁施工工艺流程见图1。

图1 现浇连续箱梁施工工艺流程图

3 受力计算及支架预压

3.1 受力荷载计算

按施工图纸的最不利条件来计算荷载。箱梁断面示意图见图2。

图2 箱梁断面示意图

经计算：箱梁最不利荷载位置断面面积S=17.12 m2；混凝土重量(取钢筋混凝土的重量)R=2.60 t/m3，G =44.51 t；单位面积的重量q=4.57 t/m2；单位面积上模板及托架重取0.07 t/m2；单位面积施工活荷载取0.12 t/m2；单位面积上最不利垂直均布荷载Q= 4.76 t/m2。

3.2 满堂架步距设计

根据设计现浇连续箱梁施工情况分析，受力验算按单位面积上最不利垂直均布荷载4.76 t/m2处计算，施工组织设计应采用适宜的WDJ碗扣式多功能脚手架作为箱梁支撑架。

3.2.1 最不利处单杆承重

脚手架单元尺寸为0.90 m×1.20 m×1.50 m，步距1.20 m，顺桥向1.50 m，横桥向0.90 m，最不利处单杆承重4.76 t/m2÷(0.90 m×1.50 m)= 3.53 t。

3.2.2 支架步距设计

参照《公路施工手册》，当支架横杆步距为1.20 m 时，每根立杆荷载设计为30 kN，对应的安全系数为3/3.53=0.85，安全系数不能满足相应的施工要求；当支架横杆步距为0.60 m时，每根立杆荷载设计为40 kN，则对应的安全系数为4/3.53=1.13，可以满足施工要求。依据支架荷载分布的情况及为了便于施工操作，支架设计在梁肋间的步距应选取0.60 m，翼缘板位置步矩选取1.20 m。

3.3 支架预压

3.3.1 预压荷载

预压荷载取值：按施工材料、辅助材料设备及施工操作人员等荷载总重量的1.20 倍为计算基础。

3.3.2 预压方法

预压设计施工方式采用砂袋，即对全桥梁体单幅范围内的梁体分段(根据梁跨分)用一个重量等同于梁体施工材料、辅助材料设备及施工操作人员等荷载总重量1.20倍的砂袋，对该梁体分段的底模板及下部支架持续不间断预压7 d。预压全过程使用仪器对布设的沉降观测点全程监测，验证施工预拱度的实际设定值是否满足要求。

3.3.3 支架预压结论

支架预压按照预压规程布置沉降观测点。支架加载过程每跨中的1/4、1/2梁跨位置的变形沉降量均在设计变形范围内，预压结果符合设计及规程要求。

4 施工关键技术

4.1 模板制安

施工技术

4.1.1 底模板安装

支架的预压工作完成后，在箱梁支架顶部按照箱梁设计抛物线形。首先，纵向铺设一层钢管，然后再横向铺设一层方楞木(尺寸 8 cm×10 cm×250 cm)，间距为30 cm，实际操作过程注意楞木接头不得形成通缝。其次，在方楞木上铺设钢模板(尺寸90 cm×150 cm)，校核好模板线形后在方楞木上固定牢固，拼缝间必须进行密封处理，确保施工不漏浆。

4.1.2 箱梁侧模、翼板底模安装

支架预压完成后，对部分有损伤变动的底模板重新校正，然后对桥梁中心轴线、箱梁底边线、内腹模、箱梁侧模、翼板边线和钢筋布设位置进行放样，放样完毕不同的测量人员重新复核≥1次。特别注意箱梁侧模制作安装与翼板底模必须密接，以保证箱梁的外形美观。

4.1.3 内腹板安装

根据经济合理性分析及便于施工操作，内腹板材料采用合成竹胶板。为了保证内腹模侧面、底板和顶板刚度、强度满足施工使用要求，需要在垂直和水平方向设置支撑，竖向设置支撑间距为40 cm，横向支撑设置2道，上下间距根据箱梁截面高度按30～60 cm控制，并在箱梁腹板上设置 φ14 对拉筋。施工时横、竖支撑必须形成组合“#”型支架，以保证内模的稳固和刚度。

4.2 钢筋、钢绞线及预埋件安装

4.2.1 钢筋安装

箱梁钢筋按设计图纸在钢筋加工厂进行加工。钢筋安装基本工序为：绑扎底板钢筋→安装腹板外模→绑扎腹板钢筋→安装翼板底模→绑扎顶板及翼板钢筋。钢筋搭接位置和焊接工艺要满足规范要求。

4.2.2 波纹管埋设

箱梁预应力管道埋设方式采用波纹管成孔法，利用坐标法控制，严格根据设计曲线布设，纵向每间隔 50 cm长度采用定位网片定位，波纹管制作安装完毕，校核其位置准确性。混凝土浇筑前仔细地检查波纹管的密封性及各接头是否牢固，防止波纹管道堵塞。

4.2.3 钢绞线下料及安装

严格按设计图纸下料，保证下料精确度。下料场地必须平坦，并采取相应的防护措施，确保预应力筋表面干净、不受损伤。下料时应采用砂轮锯切割，不得采用乙炔气割，以保证切口平齐。下料转运至施工现场后再进行编束，保证钢绞线顺直，不得有扭转或交叉。穿束时校核编号、长度，双控指标无误后方可穿入，确保钢丝束在孔道两端伸出长度满足工作要求。

4.3 箱梁混凝土浇筑施工

4.3.1 机械设备选择

施工现场采用臂长为50 m的泵车进行混凝土浇筑，泵车的水平布料作业半径按 45 m计算。

4.3.2 支架复检

混凝土浇筑工序实施前，施工单位配合监理工程师对整个箱梁支架体系再次全面复检，保证每根支架在试压和钢筋安装阶段没有受到任何的碰撞或损伤，复检结果报总监理工程师签批后，方可进入下一道工序施工。

4.3.3 混凝土拌制及运输

混凝土采用强制式搅拌机拌制，混凝土施工时间受 3 批次平行作业限制，相对作业时间较长，拌和混凝土应根据施工实际情况掺入适量的缓凝剂。混凝土水平运输采用立式液压罐车，垂直运输采用卧式液压泵车。

4.3.4 箱梁浇筑

由于工程箱梁混凝土浇筑工程量较大、施工时间较长、强度较高，因此箱梁浇筑采用从两端向中间同时平行作业方式进行。浇筑工序为：底板→腹板→顶板、翼板。施工组织安排混凝土箱梁浇筑分3批按照施工工序平行进行，从两端同时推进，每一批次错开的作业面相对长度为2 m，期间第一批和第二批之间穿插安装箱梁内模。浇筑振捣要密实，切勿漏振，混凝土分层浇筑厚度按约30 cm控制，并确保混凝土浇筑时各层间结合良好。为防止内模两侧受力不均而产生偏移，两侧必须对称均衡施工。

4.3.5 人孔浇筑

每跨的1/4处，留出50 cm×80 cm的人孔浇筑，在箱梁内模拆除并补齐人孔处的钢筋后，用铁丝吊住人孔底模板，周边密封完好后浇筑混凝土。

4.3.6 混凝土养护

浇筑混凝土初凝后应及时覆盖，按设计要求做好洒水养护等后续工作，确保混凝土质量。

4.3.7 拆模

混凝土强度必须达到25 MPa时方可拆模，拆模按施工支模的逆顺序进行。拆模原则：横向对称、纵向均衡。

4.4 预应力张拉及孔道注浆

4.4.1 张拉前准备工作

根据预应力钢绞线设计，选用与张拉荷载要求和规格相符合的张拉设备；预先将油泵、压力表及千斤顶等设备进行维护和校核，检查合格后方能实施张拉；张拉使用的机具必须配套使用；箱梁混凝土强度不低于设计强度的90%方可进行；检查锚垫板的安装部位及波纹形孔道是否完好。

4.4.2 预应力钢绞线张拉

钢绞线张拉必须同时采用双控指标(张拉应力与伸长量)来控制，并满足钢绞线的实际伸长量与计算理论伸长量之间误差≤±6%。张拉操作完成且双控指标合格后，切除锚具外多余的端头部分，并余留≥30 mm长度。

4.4.3 孔道注浆

管道压浆前，必须清理干净波纹管路内积水和其他杂质。压浆工作应由最低点的压浆孔压入，并持续不断地进行，直至从最高点排气孔排出空气且有浓浆溢出为止。当注浆压力达到0.60 MPa时，封闭出浆口；出浆口封闭后，应保持≥0.40 MPa的压力再持续压浆2 min以上，确保注浆质量。

4.5 封锚

封锚前，必须将凿毛的混凝土面及锚具周边冲洗干净，然后铺设钢筋网片浇筑混凝土，封锚后注意养护。

4.6 满堂支架的拆卸

当箱梁钢绞线张拉及压浆结束，经监理工程师复查施工质量满足合同要求后，才能拆除支架。拆架顺序从墩、台向跨中逐步过渡进行，拆除时预留相应的间歇时间。

5 结语

现浇连续箱梁是一项高标准施工作业，工艺流程紧凑、强度高、难度大、安全风险隐患多。各方面必须考虑细致周到，工程施工前要有周密的推演组织计划，切实可行的施工技术及安全保证措施，选择精干高效的施工队伍。生产混凝土的原材料和运输设备必须提前备足，至少要满足30%的富余量。现场操作的施工班组及技术人员对一些关键工序的施工操作要提前做好配合演练，施工过程必须分工明确、统一指挥、相互配合、各负其责，确保混凝土持续稳定浇筑。盆窑南公路桥现浇连续箱梁施工，科学组织、精心管理，关键工序质量安全控制措施到位，圆满完成预期施工效果。