(40+60+40) m连续梁0#块冬期施工技术研究

邓 军

(中铁十八局集团国际公司，天津 300222 )

现浇连续梁是铁路桥梁建设中常用的桥梁形式，随着国家不断对铁路桥梁等基础设施建设加大投入力度，现浇连续梁也得到了快速发展。对于现浇连续梁施工而言，0#块施工是最为关键的一环，有时会因为工期要求而需要进行冬期施工。冬期施工由于气温偏低，易对施工质量产生不利影响，所以必须根据0#块施工要求，制定合适的冬期施工方案，选择合适的施工技术，才能确保现浇连续梁0#块的冬期施工质量。由此可见，针对现浇连续梁0#块冬期施工技术展开研究具有非常重要的意义。

1 工程概况

某铁路桥梁工程全长0.98 km，桥梁采用(40+60+40) m现浇连续梁结构，且跨越既有铁路线，立交中心桩号为DK153+001.21，墩号为256#～259#。其中，257#墩及258#墩的上部结构斜向跨域既有铁路线，交角为14°。0#块的结构比较复杂，预埋件、锚具、预应力束及孔道等分布密集且纵横交错，梁高度为9.6 m，0#块体积为496.7 m3，自重达1 293.76 t，为确保0#块质量，采取整体立模一次浇筑成型的施工方法。0#块断面示意图见图1。

(a)顺桥向 (b) 横桥向

2 0#块施工难点

1)主梁结构自重比较大，且桥梁所处区域地质条件较差，对承重架的设计及搭设要求高，施工中的安全风险比较大。

2)桥梁施工现场的场地比较狭窄，且气候条件较为恶劣，组织开展施工的难度比较大。

3)主梁0#块底板尺寸为长12.00 m、宽10.25 m、高1.10 m，属于大体积砼施工，再加上冬期施工温控难度比较大，因此，0#块质量控制难度大。

3 0#块施工

3.1 托架施工

3.1.1 托架方案比选

连续梁0#块施工过程中，常会用到支架法和托架法，支架法可分为满堂支架法和钢管柱支架法，托架法包括焊接牛腿、预埋贝雷、对穿工钢及锚固三角架等方法，不论哪种施工方法均有其优缺点和适用范围，具体见表1。

表1 各支架法及托架法的优缺点及适用范围对比表

由于该桥梁工程地处山区地带，主桥墩均属于高墩，再加上主梁0#块体积大，自重大，所以在尽可能不破坏墩身的基础上，通过对比及分析，最终选用临时墩身预埋三角支撑托架加设钢管桩支架的施工方法，具体措施如下：

3.1.2 桥墩两侧支架设置

1)在桥墩两侧对称布置了钢管桩及临时支墩。临时支墩上面布置牛腿，牛腿使用双拼45b工字钢制成，并焊接在临时支墩中预埋的钢板上。钢管柱选用的是外径Φ82 cm、壁厚1.0 cm的钢管，并在其顶部焊上钢板。钢管柱分2排进行布置，每排布置3根，钢管柱中心和桥墩中心的间距为4.60 m。Φ820 mm×10 mm钢管立柱安装的过程中，为避免钢管立柱根部发生滑移失稳，在其根部布置了长度50 cm、Φ840 mm×10 mm的钢管，并在Φ840 mm×10 mm钢管周围焊接了6块120 mm×120 mm×10 mm楔形钢板，再将Φ820 mm×10 mm钢管立柱插入其中，这样既能防止立柱根部发生滑移失稳，又便于立柱拆卸。预埋件位置见图2。

单位：cm图2 主墩承台顶面预埋件布置平面图

2)上部支架。往钢管立柱及临时支墩的牛腿上焊接2排长12.2 m的双拼56b工字钢，作为横梁；同时，在横梁上设置36b工字钢作为纵梁，横梁和纵梁之间用钢楔块进行焊接，使得纵梁坡度与0#块底板坡度保持一致。模板纵肋选用的是10 cm×15 cm的方木，且方木间距是30 cm；横肋选用14#槽钢，槽钢间距是30 cm。

3)墩身支架。0#块梁底直线段支架为方木+型钢形式，即工字钢支撑在桥墩上，方木在工字钢上方直接对0#块底模进行支撑。

4)托架杆件之间均采取满焊焊接方式进行连接。

3.2 模板施工

0#块底模为木模板，板面为厚度1.8 cm的竹胶板，用10 cm×12 cm方木及14#槽钢作为肋；外模为钢模板；内模为木模板，板面为厚度1.5 cm的竹胶板，并用10 cm×12 cm方木及10#槽钢作为肋。

开始安装前，对板面及模板接口进行细致地检查，确保其光洁、无杂质、无残留。检查模板连接部位及焊缝处有无变形、开裂等情况，如果有要及时进行补焊及修整。待检查均合格后，开始底模安装。利用经纬仪测定支架位置，并通过其上部的钢楔块对底模高度进行调整，对于超出钢楔块调节范围的部分选用垫型钢或方木将底模调整至设计标高。

安装完底模后，在底模上弹出侧模边线，使用50 t吊机将侧模吊至底模板相对位置对准进行拼装，再利用顶压杆将侧模调垂直，并和端模安装连接好。安装完内外侧模之后，使用Φ20 mm的螺杆进行对拉，拉杆间距按水平0.75 m、竖向1.00 m标准进行设置。

3.3 0#块预应力管道安装

因为0#块的钢筋及预应力管道布置得比较密集，所以钢筋施工均为一次安装成型，同时，将钢筋保护层垫块与模板的接触面制成波浪形，这样可以避免保护垫块裸露在混凝土表面，确保混凝土外观质量。

桥梁纵向T型结构的静定束和底板束均选用的是19ΦS15.2 mm 钢绞线、内径Φ100 mm波纹管成孔；T型结构的腹板束和中、边跨顶板合拢束选用的是15ΦS15.2 mm钢绞线、内径Φ90 mm波纹管成孔。锚具均为夹片式圆形M15A张拉端锚具。桥梁横向顶板的钢束选用的是 4ΦS15.2 mm 的钢绞线、内径 70 mm×19 mm 塑料扁波纹管成孔，并配有BM15-4型 及BM15P-4 型扁锚，顺桥梁方向按间距50 cm进行钢束布置，采用单端张拉。

0#块设置有三向预应力筋，钢筋、管道纵横交错且布置密集，施工难度比较大。为此，实际施工中采取以下措施确保预应力管道安装施工的质量。

1)根据钢绞线的穿束方向进行波纹管安装，以防出现压茬。

2)当预应力束和普通钢筋出现干扰的时候，可适当地将普通钢筋挪动一下。若预应力筋相互发生干扰，则需告知设计人员及监理人员现场解决。

3)因为主梁采用分段悬臂浇筑，管道接头比较多，所以纵向管道均是采用先接套管的方法，这样即便接头管道出现损坏，也可以直接更换掉，有利于优化施工效率及质量。

4)为了避免用于预埋精轧螺纹钢筋的竖向管道因处理不当而发生堵塞，对管道下口焊接了薄壁钢管三通，作为压浆管，又在压浆管口安装硬质塑料管并引出模板固定好，也用胶带对管道连接部位进行了包扎，可有效避免焊接处漏浆。

5)为避免浇筑时管道发生变形或断裂，在混凝土浇筑之前，在所有管道中都填充了硬塑管，以此来增强管道强度。

3.4 0#段混凝土施工

3.4.1 混凝土的热工理论计算

此0#块冬季混凝土施工选用的是C50混凝土，对其做热工计算，每m3用料：水泥360 kg，砂682 kg，碎石1 114 kg，减水剂4.80 kg，引气剂2.4 kg，粉煤灰65 kg，矿粉55 kg，水144 kg。

1)混凝土搅拌温度计算：

(1)

式中：T0为混凝土搅拌物温度，℃；Mw、Mce、Msa、Mg分别为水、水泥、砂、石的用量，kg；Tw、Tce、Tsa、Tg分别为水、水泥、砂、石的温度值，℃；Wsa、Wg分别为砂、石的含水率，%；C1为水的比热容，kJ/(kg·℃)；C2为冰的溶解热，kJ/kg。

当骨料温度>0 ℃时，C1=4.2 kJ/(kg·℃)，C2=0 kJ/kg；

当骨料温度≤0 ℃时，C1=2.1 kJ/(kg·℃)，C2=335 kJ/kg。

利用环保锅炉蒸汽对水进行加热，以供混凝土搅拌使用，搅拌所用水的温度按80 ℃计算，水泥、砂、石等胶凝材料温度通常不能小于2 ℃，所以水泥、砂、碎石等材料的温度均按2 ℃计算，且砂含水率按3%计算，碎石含水率按1%计算，最终混凝土拌合物温度为：T0=16.7 ℃。

2)混凝土出机温度计算：

T1=T0-0.16(T0-Ti)。

(2)

式中：T1为混凝土出机温度，℃；Ti为拌机楼内温度，℃。

设搅拌楼内温度为14 ℃进行计算，得出混凝土出机温度T1=16.3 ℃>10 ℃，符合规范要求。

3.4.2 混凝土浇筑

该0#块混凝土浇筑施工采用2台泵车自梁体两端往中间进行浇筑，且水平分层、纵向分段。且应注意控制每段浇筑斜度≤5°，水平分层厚度≤30 cm，混凝土下落距离≤2 m，浇筑前模板温度需控制在5～35 ℃，浇筑时两边要对称。

第1层浇筑厚度以下梗肋模板部位翻浆流淌1 m左右为准，并可适当加大两端加厚段的厚度，使其混凝土流至梁体的中轴线部位。根据天气及气温状况确定混凝土塌落度为16 cm，且控制浇筑坡度在1∶10以下，以防水泥浆流失。

第2层浇筑厚度以下梗肋部位模板填满混凝土并浇筑至下梗肋以上300 mm为准。为防止下梗肋周围混凝土出现坍塌及孔洞，在下梗肋部位混凝土密实后，不可对下梗肋部位淌出的混凝土再进行振捣，同时，也需注意避免翻浆过多，当翻浆过多的情况出现，需在下梗肋部位增设压板或暂停浇筑，以此减缓混凝土的流动度。

第3层混凝土浇筑施工以腹板浇筑高度不超出30 cm为准。混凝土浇筑前，应在内模上每间隔2.5～3.0 m设置1个浇筑孔，且未浇筑顶板前不可封闭浇筑孔，以便作为观察孔对箱内及顶板进行观察。浇筑完第3层混凝土之后，先将底板混凝土摊平，并对混凝土不足的地方及时补足。

浇筑完底板混凝土后，开始第4层混凝土及图3中第5步浇筑施工，由于第4层混凝土需浇筑到腹板顶部，浇筑厚度比较大，所以需一边浇筑一边振捣，以保证混凝土密实度。

第5层顶板混凝土浇筑，做完上述工作后，便开始从中间向两端对顶板进行对称浇筑。

图3 箱梁浇筑顺序图

3.4.3 混凝土振捣

0#块混凝土振捣采取分区分段振捣方式进行，并设专人负责。具体来说是根据桥梁平面尺寸，将底板、腹板和横隔墙分为20个区(如图4所示)，顶板分为8个区，共计28个区，每个区域均安排1人负责，等底板浇筑完之后便安排振捣施工人员进行振捣作业。由于0#块腹板顶部及顶板部位的预应力管道密集、空隙小，所以选用直径较小的插入式振捣器进行振捣，且振捣过程中不能在钢筋上平拖，不能跟预应力管道、模板及定位架等发生碰撞。

图4 底板、腹板、中隔墙浇注分区

3.5 温控措施

该0#块墩梁接触部位的底板厚度为1.30 m，桥墩间和悬臂部分的底板厚度为1.10 m、宽度为10.25 m、长度为11.50 m，均属于大体积混凝土结构。通过混凝土热工计算确定，该0#块冬季施工的混凝土出机温度为16.3 ℃，待混凝土浇筑工作完成之后，用厚度2 cm的棉被对0#块混凝土构件进行覆盖保温养护，确保不同龄期的混凝土构件内部与表面之间的温差、表面与保温层下大气温度之间的温差都在20 ℃以内，自约束裂缝控制计算和外约束裂缝控制计算都达到了规范要求。

为了使得混凝土质量得到进一步优化，在桥梁0#块底板布设42.0 mm×2.5 mm无缝钢管作为冷却水管，通过水循环来实现温控，冷水管横向布设间距为1.0 m，竖向上布置在底板中心线上(如图5所示)，通水过程中，对进出水温度及内外温差进行严格控制，确保混凝土构件能冷却到5 ℃以下，同时混凝土与环境之间的温差控制在15 ℃以内。

单位：cm图5 底板冷却水管布置

4 结语

1)该(40+60+40) m现浇连续梁的主梁为单箱双室结构，且0#块长度为12 m、高度为13 m，采用整体立模一次浇筑成型，并通过2台泵车分5层进行浇筑及温控措施等工艺，有效解决了该桥梁0#块体积大施工质量安全控制难及冬期混凝土施工冷缝、内外温差裂缝等难题，确保0#块冬期施工达到了预期的质量目标。

2)0#块冬期施工中，除了要选择合适的施工技术外，也需要做好施工前的技术交底，并针对0#块冬期施工全过程进行严格有效的质量控制，确保0#块高效优质地完成施工，为整个连续梁建设奠定基础。