高速公路连续刚构桥现浇段施工工艺

赵晋鹏

(中铁北京工程局集团有限公司天津分公司，天津 300000)

1 工程概况

渝湘高速公路是我国交通道路网络中的关键性构成部分，该项目属于包头—茂名高速公路G65中的一个标段，道路沿线全场总计158 km。

渝湘复线高速公路4标段，道路沿线的起止桩号为K64+176～K71+210.0，路线设计全长达到了7.034 km，该项目沿线途径石墙镇、中桥乡两个地区，具体的施工内容主要包括：路基施工，总计有8段(左侧长度为2 402 m，右侧长度为1 836.9 m)；桥梁施工，总计有6座(左侧长度为2 618 m，右侧长度为3 192.5 m)；隧道施工，1座隧道；服务器1个；天桥1座。

本文主要探讨高速公路连续刚构桥现浇施工技术，以上述工程实例作为研究对象，结合该工程项目的实际情况以及施工特点合理地选择施工工艺，以保证项目顺利竣工。

2 施工方案

托架使用三角形托架，这种类型的托架体积非常小，受力结构非常明确，结构设计方法已经发展成熟，托架的原材料便于加工。单侧托架设计采用的是斜支撑形式的三脚架。

三脚架斜支撑、纵梁设计采用的是工字钢(规格为I40a型)，纵梁主要是承载现浇桥梁合龙段传输而来的竖向荷载；横梁设置在纵梁上侧，横梁设计使用工字钢(规格为I20a型)，横梁将自身受到的荷载传输至纵梁上。桥墩部位的混凝土内需要埋设牛腿，牛腿上设置工字钢(I10a型)，将其作为分配梁。

3 现浇段施工工艺

1)主梁部分的现浇使用万能杆件作为支架，其可以保证梁体浇筑完成以后的线型外观质量达标，还可以降低膺架出现变形的可能性，不会导致梁体出现裂纹，当施工人员在安装完成分配梁部分的模板以后，进行压重处理，然后根据膺架的形变状况，提前确定出梁体的标高。

2)梁体浇筑应该分3次完成浇筑，实际浇筑过程中分为三个部分：①第一次浇筑：浇筑梁体4.5 m长度的部分，保证对称浇筑，混凝土的浇筑方量为2×112 m3；②第二次浇筑：浇筑梁体5.3 m长度的部分，保证对称浇筑，混凝土的浇筑方量为167 m3；③第三次浇筑：浇筑梁体中间部分的6.8 m，保证对称浇筑，混凝土的浇筑方量为167.2 m3。混凝土浇筑完成以后应该保证混凝土表面接茬符合设计及规范要求。

3)为提高预应力孔道的部位足够精准，使用定位网及钢结构结构完成定位作用，在定位完成以后穿束预应力筋，尽可能一次穿束成功。

4)当混凝土浇筑完成以后，且混凝土的强度达到设计强度的70%以后，将预应力锚固端作锚固处理，开始进行张拉作业。

5)梁体线型根据梁架的线型现浇梁体，梁体的纵向位置结合梁架的线型进行布设，不需要分析主梁悬臂挂栏带来的影响。

现浇段施工工艺流程为：现浇支架施工(包括钢管桩及立柱架立和贝雷梁安装)→支架预压→安装底模及侧模→绑扎底板、腹板钢筋及布置预应力筋管道→安装部分内模及端模→底腹板劲性骨架预埋件埋设。

3.1 0#、1#块施工

墩身部位需要埋设贝雷棍架，将贝雷棍架作为支撑托架，然后使用人员手动安装门式钢架，以便于施工人员开展后续工作。箱梁0#、1#部位浇筑混凝土的方量为640 m3，混凝土浇筑分为三次进行，第一次浇筑至设计标高的3.0 m；第二次浇筑至设计标高的5.8 m；第三次浇筑至设计标高的1.7 m，使用QT80EA塔吊周转现场的原材料，混凝土使用拌和站完成拌制，当混凝土拌制完成以后使用泵机输送至浇筑部位。

3.2 斜拉式挂篮的设计和施工

结合设计图纸具体要求来看，为保证挂篮的自重荷载以及施工人员产生荷载控制在1 200 kN，通过对多种不同的施工方案进行对比分析以后，施工单位决定选择使用斜拉式挂篮，见图1。

图1 斜拉式挂篮示意图

3.3 箱梁总臂现浇施工

主桥的最大悬臂场地设计为89 m，总计划分为20个块件，需要注意的是，0#、1#块混凝土需要在安装挂篮之前完成浇筑，进一步来看，因2#～8#体积比较大，所以需要分两次完成浇筑，然后9#块件应该一次性完成混凝土浇筑作业，为确保桥梁结构的整体稳定性、安全性符合设计及规范要求，应该采用挂篮平衡浇筑法进行作业，挂篮受到的最大荷载控制在800 kN以内，两侧腹板部位的混凝土浇筑高度差异控制在2 m以内。

3.4 预应力施工

预应力施工质量会对桥梁结构、桥梁安全、施工工期、施工安全造成显著的影响，在实际施工过程中，竖向预应力锚板部位出现漏浆的可能性非常大，在锚板部位安装的波纹管需要做开口处理，利用外力将开口部分的波纹管与钢筋紧密连接，使用胶布对封口部位做密封处理，确保封口部位不会出现漏浆现象，严禁纵向管道出现变形现象。在浇筑混凝土之前，需要将软塑胶管作为衬管，当混凝土浇筑作业完成以后抽出软塑胶管，并使用清水冲洗，确保管道内部畅通，按照30 m的间隔在管道表面设置排气管，以保证浆液足够密实。结合实际情况，纵向管道的长度比较长，施工人员穿束的难度比较大，可以使用卷扬机完成穿束作业。预应力张拉完成以后，开始进行封锚压浆作业，浆液的水灰比控制为0.4∶ 1，需要在浆液内掺加减水剂、膨胀剂，浆液密实以后至少持续10 min，确保桥梁预应力施工满足设计及规范要求。

3.5 现浇段和合龙段施工

主桥两侧均设计有9.85 m的现浇梁段，单幅桥梁的自重荷载为3 300 kN，中跨合龙段的长度为2.5 m，边跨长度设计为1.25 m，外加组合钢模作模板，浇筑混凝土前按设计加焊钢性骨架，水池内蓄水保证荷载平衡，混凝土浇筑时持续向水池内蓄水，当混凝土浇筑完成以后，将水池内的水全部排出。

边跨部位的现浇段使用吊架进行施工，在19#块吊住横梁与桥墩，提前预埋牛腿，将其作为吊架的支撑点。吊架设计为双层梁，每一个吊架需要设置9排，每排设置8片标准三脚架，提高吊机的稳定性与安全性。横梁设置横联，将横联连接为一个整体结构，梁体上侧铺设工字钢以后，安装模板。现浇段及合龙段具体施工程序为：①中跨20#块张拉完毕后，中跨挂篮不动，利用两挂篮施工中跨合龙段，此时边跨挂篮不动；②中跨合龙段张拉4束后，边跨挂篮拆卸；③边跨浇筑混凝土前应完成中跨预应力张拉施工；④边跨现浇梁段的长度为9.85 m；⑤边跨梁段的长度为1.25 m；⑥中跨部位的挂篮拆除以后，开始张拉预应力作业；⑦拆除边跨部位的吊架。

4 混凝土工程施工

混凝土工程施工流程：浇筑底板及腹板混凝土→箱梁养生及交接面凿毛→绑扎顶板钢筋及布置预应力管道→浇筑顶板混凝土→箱梁混凝土养生。

4.1 原材料质量控制

1)水泥：水泥的稠度尽量偏低，强度不必过高(42.5 MPa即可)，例如普通硅酸盐水泥或是硅酸盐水泥。

2)粗骨料：使用碎石或卵石，粗骨料的粒径为控制在10～25 mm，粗骨料的强度高，级配良好、粗骨料的含泥量不得超过1.5%。

3)原材料级配良好、足够洁净，原材料的粒径控制在5 mm以内，原材料的含泥量控制在1.5%以内。

4)配合比：含砂率低、水灰比低、水泥用量低。

5)所有的原材料进场必须附带出厂合格证及第三方具备资质单位的检测报告。

6)搅拌水中不得含有有毒物质、糖类等物质。污水的pH值控制在5以内，水的质量控制为0.27 mg/cm3。

7)水泥与矿物质掺量：粉煤灰的掺加量控制在30%以内，矿物掺加量控制在480 kg/m3，硅粉掺加量控制在8～10%，聚丙烯腈纤维的掺量为1.2 kg/m3。

4.2 浇筑底板及腹板混凝土

在浇筑箱梁位置的混凝土过程中，应该按照先底板后腹板的浇筑顺序进行施工。实际浇筑的过程中，结合支架的受力情况，按照中间向两侧的顺序进行施工。混凝土浇筑的过程中全程观测，并分析支架的沉降状态。混凝土振捣选择使用振捣棒，避免振捣棒触及钢筋或预埋件，保证钢筋与预埋件的位置不会发生偏移[3]。

混凝土振捣使用的是插入式振捣器，在实际振捣作业过程中，避免振捣器触及到钢筋、预埋件、波纹管，以保证其位置不会发生偏移。混凝土振捣应该是以混凝土密实为合格。混凝土密实的标志为混凝土不再下沉，不会冒出气泡、表面平坦。施工人员应该严格把控混凝土的坍落度，将混凝土的坍落度控制在180～220 mm，混凝土浇筑过程中，施工人员应该加强对支架的沉降及变形状况的观测力度，一旦发现异样情况需要立即上报。

4.3 箱梁养生及交接面凿毛

当箱梁部位的混凝土全部浇筑完成以后，施工人员在混凝土的强度达到初凝强度以后开始对混凝土进行养护，养护前7 d应该保证混凝土表面足够湿润。

交接面凿毛：①凿毛的目的是保证混凝土面与其他附加层能够更好地结合；②凿毛的深度控制在混凝土表面1～2 mm即可；③通过肉眼观察、使用手进行触摸的方式，凿毛至混凝土露出内部的集料即可。

4.4 绑扎顶板钢筋及布置预应力管道

1)横纵向预应力管道相互交错设置，在交错节点预留合适的缝隙空间，以保证横向预应力压降过程中不会出现穿孔现象。

2)在铺设预应力管道的过程中，使用海绵将锚垫板上方的压降口做封堵处理。

3)压降口、排气孔部位使用胶带进行粘结加固，以保证后续的压浆作业顺利展开。

4)混凝土浇筑之前检查所有预应力管道，假若发现预应力管道破损应立即进行修复处理。

5)纵向预应力管道铺设完成以后，将钢绞线穿过波纹管或在PE管内进行撑管，保证压浆作业不会损坏钢绞线。

6)在浇筑混凝土的过程中，检查压浆口与排气孔是否被混凝土堵塞，假若出现堵塞现象则进行清孔处理，保证管道内的气体可以畅通排出预应力管道。

4.5 浇筑顶板混凝土

1)沿着纵向方向在钢筋设置标高控制点，控制点的间距设计为1.5 m/个；横向则按照3 m/个的间隔设置标高控制点。

2)浇筑顶板混凝土的过程中，使用振捣棒对混凝土进行振捣，振动棒不得与预埋件、钢筋接触，确保混凝土成形质量满足规范要求。

3)当混凝土的强度达到设计强度75%时，施工人员可以开始拆除模板，并对混凝土表面做凿毛处理。

5 结束语

现浇箱梁是现阶段道路建设工程中使用较为频繁的一种施工工艺，这种施工工艺在建筑工程领域具备独特的现实意义。加强对现浇箱梁施工技术的研究力度可以在一定程度上促进我国的交通网络体系进一步完善。

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