公路桥梁现浇梁施工技术分析

李红

摘要 为了进一步提高桥梁现浇梁施工质量，优化施工工艺，文章以山西省某公路桥梁工程为案例，通过公式验算支架大楞及模板支设的合理性，对地基处理、支架施工、模板施工、钢筋施工、混凝土浇筑以及预应力施工技术要点做综合论述。经质量检验，悬臂梁段高程、表面平整度、梁段轴线偏差、梁全长等技术指标均符合质量标准。在桥梁工程中，现浇梁施工具有良好的技术优势，可保证桥梁施工质量。

关键词 桥梁工程；现浇梁施工；支架搭设；预应力

中图分类号 U445.57文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）10-0063-03

0 引言

现浇梁施工是桥梁工程关键新技术之一，但受到建筑物密集度高、周围环境因素等影响，现浇梁施工空间受到一定限制，加大了施工难度。现浇梁施工技术具有成本低、效率高、性能优异等优点。因此，基于桥梁工程案例，对现浇梁施工工序做深入剖析与优化，提高技术可行性，促进现浇梁施工质量的提高具有重要意义。

1 工程概况

山西省某公路桥梁工程结构形式为双层现浇箱梁，站台梁混凝土高度为2.5 m。圖1为公路桥梁横断面结构示意图。其中1号梁宽32.5 m，2号梁宽17.5 m，3号梁宽11.3 m，4号梁宽6.8 m，整体结构均为钢筋混凝土预应力结构。其中1号梁和地面桥现浇箱梁的净空为10.0 m，箱梁投影边线和红线之间的距离在3.8 m以内，施工空间相对狭小，对现浇梁施工提出了更高的要求。

2 山西省某公路桥梁现浇梁施工方案验证

2.1 验算支架大楞合理性

因施工现场场地面积受限且箱梁的布设密度较高，该工程采取一次性整体浇筑施工。进一步分析发现，工字钢、木方等结构均具有较大的自重，各部件之间连接繁琐，施工操作复杂。因此，决定采取抱箍贝雷支架法。在桥梁的墩柱上安装抱箍，将2个抱箍之间高强螺栓的紧固力转变为抱箍和墩柱之间的压力，以提高承重所需的摩擦力。为了保证抱箍贝雷支架合理，在支设前，计算分析箱梁的结构受力情况，确保支架主楞满足梁体结构的荷载需求。墙梁端支架大楞的荷载由下列公式计算[1]。

式中，q0——支架大楞作用荷载（kN/m）；l——支架立杆纵向间距，取值1.2 m；G——作用于支架的现浇箱梁重力，顶板位置取值10.95 kN/m2，腹板位置取值65.00 kN/m2，底板位置取值26.50 kN/m2，翼缘板取值11.00 kN/m2；G0——支架结构自重（含有防护附加构件，kN/m2）；l0——竹胶板宽度，取值1.4 m；G1——施工人料机荷载（kN/m2）；G2——混凝土振捣荷载（kN/m2）；G3——混凝土浇筑冲击荷载（kN/m2）；Gm——支架大楞自重（kN/m2）。经计算，支架大楞弯曲应力的最大值比支架抗弯强度设计值小，最大剪切应力比支架抗剪强度设计值小，可满足施工要求。

图2为主楞支架示意图，抱箍之间通过支撑杆形成一个受力的整体，上抱箍承受全部荷载，下抱箍为荷载安全储备，安装拆卸更加便捷，进一步减少了高空作业量。

2.2 验算模板支设合理性

考虑到施工中简支混凝土和站台梁具有一致的高度，支撑架间距无差异，因此选择较大的荷载。确定混凝土模板厚度为15 mm，模板材质为胶合板，具体参数如表1所示。

3 山西省某公路桥梁现浇梁施工技术路线

3.1 基层处理施工

通过地基处理能够为后续施工提供支撑，保证施工安全。该桥梁工程地基处理工艺为旋挖灌注桩配合换填法，换填材料为厚度0.5 m的砂石，同时配合使用压路机碾压，确保地基强度符合施工要求。地基处理完毕后，于上方浇筑厚度为15 cm的C20混凝土，稳定地基承载力。

3.2 支架搭设施工

考虑到该桥梁中抱箍贝雷支架的焊接缝位置有较大的荷载，在初期支架制作时，对板件间T型接头通过双面坡口对称焊接处置，对角接头采取偏向侧板的单面坡口焊接法处置。处理完毕后，在圆筒结构外侧桁架部位和上弦杆部位位置分别设置钢筋混凝土柱（300 mm×500 mm）和钢筋混凝土梁（300 mm×800 mm）。有效避免因钢结构支撑架无法锚固所导致的尺寸偏差。在钢结构支撑桁架锚固基础上，于原定位置设置2榀桁架，做等荷载堆载试验[3]。经试验，自由端上边缘、下弦杆位置、上弦杆位置以及拉杆位置的最大变形值分别是1.456 mm，0.246 mm，1.577 mm，1.458 mm，变形较小，低于设计标准，说明支架搭设合理。

3.3 支架预压施工

由于桥梁下净空高度受限，对高度调整要求高，若采取传统履带吊装，在周围高压线和荷载的影响下，易延误施工进度。因此，基于桩基静载小沙袋预先压载经验，使用每袋40 kg的沙袋对支架做预压，配合使用布条包裹，保证预压重量与设计重量相同。在预压的第二天，计算沉降效率，分别统计支架预压前、60%荷载、80%荷载以及100%荷载时支架结构的沉降情况。沉降观测时，沿桥梁布设控制点，以5 m作为两控制点间距，逐一进行观测，连续3 d沉降量在1.5 mm以内则卸载支架荷载。

3.4 模板施工

该桥梁工程现浇梁的截面尺寸存在差异，具有较大的施工难度，对模板施工高度重视。施工所用的模板为厚度15 mm的胶合板，在底模安装时，纵向截面铺设12 cm×12 cm枋木，横向截面铺设10 cm×10 cm的枋木。侧模安装时，依据箱梁翼缘尺寸对型钢桁架进行设计，保证箱梁的翼缘板符合尺寸要求，在桁架上以低于40 cm的距离设置枋木，将15 mm厚胶合板铺设在枋木上。在内箱模板安装时，以规格为10 cm×10 cm的枋木作为支撑架，于外侧钉18 mm厚度木板。设置φ48钢管作为水平和竖向的支撑结构，利用扣件将横纵的支撑固定。安装端头模板时，以10 cm×10 cm的枋木作为背杆，背杆的横向距离和纵向距离分别是40 cm和50 cm，采用φ16钢筋予以对拉固定。

因为该工程中梁体的外腹板角度大，侧模板承受一定荷载，因此在混凝土达到100%设计强度时方予以拆模，避免安全事故发生。

3.5 钢筋施工

施工所用钢筋由加工厂根据既定规格统一加工成型，对不同规格钢筋予以明确标识。钢筋采取整体绑扎，为提高钢筋骨架的稳定性，该工程对个别腹板钢筋和骨架钢筋之间进行点焊处理。在安装时，要充分考虑钢筋的穿插顺序，避免钢筋安装混乱而影响结构性能。对于φ22以上的钢筋采取机械连接方式，对于φ16钢筋采取焊接连接。对于钢筋弯折部位予以加焊处理，在钢筋骨架之间合理增加短焊缝，长度以2.5 d为宜。

3.6 混凝土浇筑施工

公路桥梁现浇梁施工，常规采取多次操作将加大作业难度，现场需要的施工机械做大规模布置。为规避这一问题，该工程采取一次性整体浇筑，对施工工序予以优化。公路桥梁箱梁分两次进行浇筑，以腹板和翼板折角位置为分界，先对底板和腹板进行浇筑，待上述部位达到设计要求后，对表面做凿毛处理，进行桥梁顶板浇筑实现一次浇筑，即对底板、腹板和顶板的浇筑实现一次性完成，不仅减少了凿毛和车辆进场环节，一次性整体浇筑无施工缝，可获得更好的外观质量[4]。浇筑完成表面初凝后，對混凝土构件表面均匀覆盖土工布，由施工人员定期对表面进行洒水养护，确保养护期内混凝土表面始终为湿润状态，养护周期为14 d。

3.7 预应力施工

3.7.1 钢绞线的下料及编束

钢绞线具有易锈蚀、易损坏的特点，在钢绞线施工前，要对材料性能质量进行检验，确保弹性模量、伸长量等指标均符合设计要求，最大限度地减少钢绞线的尺寸误差。以下列公式对钢绞线长度进行计算，并使用砂轮机进行切割加工[5]。

式中，l——钢绞线加工长度（m）；l0——预留预应力孔道的长度（m）；l1—钢绞线的工作长度（m，取值0.6 m）。

完成加工后，以7根作为一束进行绑扎，如图3所示，每束钢绞线均顺直且无缠绕。预应力孔道施工后即进行钢绞线穿束工作。该工程在穿束工作前，先安装预先备好的张拉锚具、锚垫板以及螺旋筋等装置。对孔道进行彻底清理，确保无杂物和积水后，利用机械牵引完成穿束（如图3所示）。

3.7.2 预应力张拉

预应力张拉采取智能张拉设备，施工前对千斤顶、油表等进行检查校核，待混凝土达到既定强度后开始智能张拉施工。智能张拉系统参数如下：

位移测量精度为0.1 mm；测力系统精度为1%F.S；双顶同步延伸误差≤5 mm；环境温度要求为?10～60 ℃；无线传输距离为150 m；管道偏差系数为0.001；管道摩阻系数为0.16；钢束松弛率＜3%。准备就绪后，分级控制张拉力，即“0—20%σ—60%σ—100%σ（维持5 min荷载）－锚固”。在张拉过程中严格控制钢绞线伸长量和张拉力符合要求。同时对钢绞线进行检查，严格控制同一断面断丝率＜1%。

张拉施工时，技术人员于桥梁侧面操作，一方面能够时刻关注梁体两端的变化，另一方面可避免突发事故威胁人员安全。根据既往施工经验，预应力施工时常见的问题主要为断丝和滑丝。出现这一问题的原因主要与钢绞线直径大于设计值、夹具、锚具规格不符、焊接工艺不规范等因素有关。该工程对于滑丝问题采取千斤顶对单根钢绞线进行张拉，两端同时替换夹片予以张拉锚固。对于断丝问题采取以下几个方案进行处理：补偿其他钢绞线的张拉力；更换钢绞线束重新进行张拉施工；准备备用钢丝束，及时处理断丝问题。

3.7.3 压浆施工

完成预应力张拉后，检查钢绞线束锚具无异常，在张拉结束24 h内进行孔道压浆施工，采取真空辅助压浆。清理孔道并初步润湿处理，检查连接件的畅通性。准备就绪，开启压浆泵并将压力值设定为0.7～1.2 MPa，检查排出液体的黏稠度，其状态将出现“空气—水—稀浆—浓浆”变化。为了保证压浆施工质量，该工程在检查发现流出水泥砂浆稠度与灌入时的稠度相同时，持续予以20 s的跑浆，调整压力值为0.80 MPa，继续予以2 min压浆，关闭阀门后完成压浆。完成所有孔道压浆施工，对被泥浆污染的设备做全面清洗，以备后续施工使用。

3.7.4 封锚施工

预应力孔道压浆完成后，冲洗桥梁中所埋设的锚具，设置钢筋网，为封锚施工做好准备。封锚施工时对暴露在外的锚具做防腐蚀处理，封锚所用的混凝土强度与梁体一致。切割止水端混凝土表面，全面清理表面灰尘。使用切割机将预应力筋张拉端的钢绞线切断，预留30 mm浇筑混凝土，完成端部封闭处理。

4 山西省某公路桥梁现浇梁施工质量检验结果

山西省某公路桥梁现浇梁施工检验指标参数如表2所示，经施工质量检验，各项指标均符合质量检查标准，说明现浇梁施工取得了良好的进展。

5 结论

山西省某公路桥梁工程中运用现浇梁施工技术，经质量检验，各项指标均符合施工设计要求。通过对案例进行分析获得如下几点结论：①在施工环境等因素影响下，现浇梁施工往往面临施工空间狭小的问题，需对施工工序予以进一步优化，以免延误施工进度。②在施工前需对支架、模板结构的合理性，充分结合现场情况进行科学验算，保证现浇梁施工的质量安全。③在混凝土施工环节采取一次性整体浇筑，能够减少结构施工缝并减少1次凿毛施工，更利于保证外观质量且提高施工效率。④预应力施工应对钢绞线长度和预应力伸长量进行验算，对常见的断丝、滑丝等问题做及时处理，以保证桥梁施工质量。

参考文献

[1]陈武. 支架整体下放工艺在公轨共建桥双层现浇梁施工中的应用[J]. 福建交通科技， 2022（10）： 74-77+96.

[2]白桂南. 某大桥引桥现浇梁施工关键技术研究[J]. 工程机械与维修， 2022（5）： 155-157.

[3]何俊杰. 支架法现浇梁施工技术在京秦高速公路桥梁工程中的应用[J]. 中国高新科技， 2022（1）： 106-107.

[4]袁文广. 桥梁现浇梁施工工艺技术分析[J]. 黑龙江交通科技， 2021（7）： 266-267.

[5]赖钦狮. 桥梁工程中预制梁与现浇梁比选及前景分析[J]. 建筑技术开发， 2021（12）： 135-136.