高速公路桥梁连续箱梁移动模架施工技术

牟松

（承德市交通运输局机械设备管理处，河北 承德 067000）

0 引言

在高速公路桥梁建设过程中，由于箱梁移动模架具有机械化水平高、适用范围广、操作简单等优点，在桥梁建设中应用较为广泛。由于其对施工梁段地基的要求较低，因此该技术在跨河、山谷、软土层地基等地形中都可以得到良好的应用。但由于该技术的施工难度相对较高，为了使施工水平进一步提高，需要对其施工和质量控制要点进行重点分析。

1 工程概况

某高速公路大桥是某地区“四横四纵四联”公路主骨架和南北跨长江公路通道的主要组成部分。该桥梁工程具体情况：基础为直径2.2m、深68.5～76m 的钻孔灌注桩，地基为软弱淤泥粉砂层，淤泥粉砂层厚达12m左右，墩身为薄壁矩形墩身，平均墩高20.12m，上部结构为双幅两联预应力钢筋混凝土箱形梁式结构，跨径为40m，共24跨，C50级高标号混凝土，平均每跨混凝土方量476m3。

2 移动模架施工的准备工作

2.1 施工机械设备准备

该桥梁工程完成基础验收与桥墩施工后，准备了移动模架及施工用机械，如表1所示。

表1 桥梁工程中移动模架施工机械设备

表1（续）

2.2 移动模架拼装

移动模架拼装是移动模架施工的难点，该桥梁工程北引桥采用的下行式移动模架总重达520t，将此刚构件安装成可开启、闭合、纵移功能的滑模体系难度较大。通过分析移动模架的设计思路，施工团队决定采用地上拼装，空中吊装的方案，即首先在3～6号墩之间安放混凝土垫块，将主梁支撑在混凝土垫块上并栓接成整体，然后通过墩顶安设的贝雷架将主梁吊起，起吊就位后临时锚固在贝雷架上，安放牛腿托架，对拉固定后，安放工作平台，下落放置主梁至托架上的工作平台上。经计算，采用4片贝雷架满足受力要求。在整个施工过程中，必须密切注意天气情况，避免大风、暴雨天气对起吊作业造成不利影响。起吊过程中必须保持千斤顶张拉的同步性，确保精轧螺纹钢均匀受力。

2.3 移动模架的试压

试压主要是为实测主梁的抗弯能力，取得实测的弹性变形值，验证设计方案的正确性，以消除主梁的非弹性变形。为节约工期，采取跨中等弯矩试压，即在跨中加载，使之与浇筑状态下混凝土重量产生的弯矩相等。通过逐级加载跟踪观测，并分析预压结果得出：在加载至90t 时，主梁跨中标高值下降96mm，与计算值偏差较大，其他吨位间实测挠度增加值同理论挠度增加值基本吻合。主要原因是主梁的非弹性变形以及砂筒沉降，因此主梁在加载至90t 左右时基本消除主梁的非弹性变形以及砂筒沉降的影响。在标准工况下，计算弹性形变值为8.8mm，扣除预应力张拉引起的反拱，预拱值设为6mm，砂筒沉降值设为15mm。实践证明，预拱值设为6mm，浇筑的箱梁线形更平顺，符合设计要求。

3 连续箱梁移动模架施工工艺

为进一步优化连续箱梁作业过程，本文以下行式移动模架造桥机为基础，对其施工技术进行介绍。其施工工艺流程如图1所示。

图1 连续箱梁移动模架施工工艺流程

3.1 造桥机拼装

在造桥机拼装过程中，技术人员应以设计要求为依据。为避免出现整体失衡的情况，技术人员应对垂直和水平偏差实施控制。与此同时，技术人员应使用扭矩扳手将高强螺栓拧紧，使其紧固性得到保障。除此之外，技术人员还应对其稳定性、刚度以及强度等进行检查。

3.2 预压施工

首先，在预压处理的过程中，技术人员应对各组件的安全性能进行检验，在此过程中，技术人员应选择多个工况，对其应变实测值和对应的应力进行分析。其次，对结构中的非弹性形变进行消除处理。再次，对施工结构的预拱度进行测量，使用水压法实施预压。其主要施工内容为：先对外侧模实施安装，并使用复合膜彩条布（双层）对其进行处理，使其能与模板内部紧密贴合，再使用水泵实施预压，使其荷载符合要求，最后进行卸载。在测量过程中，应边加载边观测，对其关键部位压力和变形进行控制。

3.3 第一孔梁施工

完成预压之后，技术人员应先保障预拱度，对外模进行调整，再进行绑扎钢筋和浇筑混凝土作业。混凝土浇筑作业的主要内容为：在施工之前，应先对混凝土泵送管进行安装，保障横梁结构；对模板高程进行测量时，以设计要求为基础，对其进行调整，合格后再对墩顶底模和支座进行铺设和安装；对腹板和底板的钢筋进行绑扎，待安装完内膜后，再对顶板的钢筋进行绑扎；按从前到后的顺序对箱梁的混凝土进行浇筑。完成浇筑混凝土后，应确保其满足张拉强度要求，随后拆除内模处的撑杆。拆除结束后，则需要对预应力束进行张拉处理，并对轨道进行铺设。外模架脱模后，再对主支腿进行调整，使其能够作用在轨道上。与此同时，为防止其出现横向移动，还应对外模系统进行开挖。

3.4 真空压浆

技术人员应对管道压浆时间进行严格的控制，在最后一次张拉的48h内完成压浆。在压浆时，采用真空辅助灌浆法进行施工，在对浆体进行拌制时，应该将适量的阻锈剂和减水剂掺入其中。

3.4.1 浆液要求

在选择压浆水泥时，应以梁体施工材料标准为参照，确保两者的一致性，拌制完成后的浆液水胶比应不超过0.34，且浆液应具备无收缩、流动性强等特点。在拌制完成后的5h 内，其泌水率应不超过0.1%，且拌制后24h内浆体应被完全吸收。浆液的性能与温度有很大的关系，在进行压浆和搅拌时，应确保温度不大于35℃。在温度较低的冬季进行施工时，技术人员应采取相应的保温措施，通常采取添加防冻剂的方式进行处理。为了使性能达到要求，浆液的初凝时间应不小于4h，终凝时间应不超过24h，密度应不小于2.0g/cm3，膨胀率应小于3%，28d时抗压强度应不小于50MPa。

3.4.2 压浆要求

使用真空辅助压浆工艺进行压浆施工。在施工前，施工人员应对孔道进行真空处理，使其达到-0.10～-0.06MPa 的要求。所生产水泥浆的均匀性应符合要求，在拌制时应遵循先掺水后掺水泥的顺序，并在压浆罐中倒入水泥浆，使用2.5cm×2.5cm 过滤网对其进行过滤。为了确保水泥浆的性能，应随拌随用。在孔道压浆过程中，应确保其连续性，通常将三通接头放置在出浆口，使其压力值达到要求。与此同时，施工人员还应将压浆压力控制在0.60MPa内。

3.4.3 拌浆

在搅拌之前，应将水加入搅拌机中，并进行空转，使机械内壁湿润度达到要求后，便可将积水排出。以配比要求为依据对水进行称量，并加入搅拌机中，边搅拌边加水泥，使其混合充分后再将外加剂加入其中，继续搅拌5～15min，得到施工所需混合料，并实施泵送。

3.4.4 灌浆

打开真空泵，使其负压达到0.08MPa 左右，将阀门打开，并启用灌浆泵进行灌浆。当浆液到达三通接头时，应关闭真空泵和负压容器的阀门，并将排浆阀门打开。为了控制灌浆质量，透明高压管应不小于10m。

4 移动模架施工质量控制措施

4.1 首跨悬臂端挠度控制

由于首跨浇筑的混凝土箱梁尚未构成连续梁结构，在自重及首次预应力施加后，悬臂端产生一个较大的变形，第二跨施工时必须考虑这一因素，在受力允许情况下，第一跨悬臂端集中力需全部施加上去（等于后支点支反力的总和），否则有可能影响桥面铺装层的厚度。在浇筑完两跨后，悬臂端的挠度将会明显变小，其值不到首跨的0.5倍。

4.2 悬臂端施工集中力控制

为保证悬臂端新旧混凝土接缝平顺，需使模架在箱梁混凝土悬臂端处的变形接近0。由于混凝土箱梁刚度较大，集中力引起的变形非常小，只有将后支点反力全部施加上才能保证该处变形最小，但全部施加对龄期较短的混凝土箱梁裂纹有一定影响，集中力一般不能全部施加，通常在移动模架底模板施加一个较小的力即可实现接缝平顺问题（底模板刚度比较小）。

4.3 混凝土箱梁顶板裂缝控制

由于温差较大、养护不及时等原因，箱梁混凝土顶面会产生裂缝，这属于表面水分蒸发及混凝土凝固过程中因收缩而产生的裂缝。防止裂缝产生的措施如下：高温季节注意采取缓凝措施，避免水分剧烈蒸发，及时洒水养护。在第一次收桨后采用高压喷雾养护，在表面接近初凝后再次进行二次收浆，然后覆盖纤维类布匹使其紧贴混凝土表面，这样使表层混凝土收缩时受到约束，同时又可起到保持水分的作用，覆盖后要经常保持混凝土湿润。选择合理的浇筑时间，尽量在晚上进行施工。热天浇筑混凝土时，应降低水温拌制，合理使用减水剂，延长缓凝时间，加强振捣以减少水化热。

4.4 施工工期控制

从施工总工期控制角度考虑，施工周期越短越好，但从混凝土弹性模量与施工周期关系考虑，施工周期控制在12d以上较为合理。施工周期越短，混凝土弹性模量就越小，预应力张拉引起的变形就越大，特别是首跨施工混凝土梁尚未构成连续梁，悬臂端张拉后变形更为明显。

5 结语

在对高速公路桥梁进行施工时，由于其难度较大，因此施工单位应对设备进行严格选择，并严格控制各个施工环节。采用移动模架进行施工，可以提高施工效率，为同类高速公路桥梁施工提供参考。