桥梁工程中大跨径连续桥梁施工技术研究

陈挺松

（江西省公路桥梁工程有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

目前，桥梁在公路工程沿线中的占比不断增大，尤其是大跨径桥梁。在大跨径桥梁建设过程中，连续箱梁凭借施工简单和质量容易控制等优势得到广泛应用，而要想保证大跨径连续梁施工质量，有必要结合工程实际对其施工技术进行深入分析探讨。

1 工程概况

某桥梁工程起讫桩号为K42+907.4—K46+720.6，中心处桩号为K44+814，总长约3813.2m，其上部结构包括装配式预应力混凝土箱梁、悬臂浇筑连续箱梁和支架现浇连续箱梁，跨径组成为：（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）装配式预应力混凝土箱梁+（50m+90m+50m）+（68m+120m+68m）悬臂浇筑连续箱梁+（40m+40m）支架现浇连续箱梁+（35m+60m+35m）悬 臂浇 筑 连续 箱 梁+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）+（4×30m）装配式预应力混凝土箱梁+（5×30m）装配式预应力混凝土箱梁。

下部结构为：0#桥台为肋板式桥台，116#桥台为桩柱式桥台。1#桥墩至16#桥墩与27#桥墩至115#桥墩的基础均为桩基础，墩身采用双圆柱式墩；19#桥墩、22#桥墩、23#桥墩与24#桥墩的基础也采用桩基础，墩身采用双方柱式墩；25#桥墩与26#桥墩的基础同样采用桩基础，墩身采用方形墩；17#桥墩、18#桥墩、20#桥墩与21#桥墩的基础同样采用桩基础，墩身采用空心墩。0#桥台与16#桥墩至26#桥墩的顶部分别设置承台；1#桥墩至6#桥墩、41#桥墩至44#桥墩、46#桥墩至48#桥墩、53#桥墩、54#桥墩、58#桥墩至60#桥墩、74#桥墩、84#桥墩、94#桥墩、113#桥墩至115#桥墩以及116#桥台的顶部均不设置地系梁，而其他桥墩的顶部均设置地系梁。该桥梁桩基础均采用摩擦桩，桩径分别φ1.5m、φ1.8m 和φ2.0m三种，其中，桩径为φ1.5m 的桩基共12 根，总长约396m；桩径为φ1.8m 的桩基共512 根，总长约28600m；桩径为φ2.0m 的桩基共8 根，总长约440m。

2 施工工艺

2.1 钢管支架施工

该桥梁22#桥墩高度为14.5m、23#桥墩高度为16.5m、24# 桥墩高度为15.5m，承台埋置深度为1.1m，回填土厚度为2～3m，据此计算支架高度约10m，符合高度不超过17.5m 的要求。支架立柱采用φ630×12mm 钢管，共布置10 排50 根，横梁为双拼50a 工字钢，纵梁为321 贝雷片，在此基础上按60cm 的间隔距离设置20a 工字钢作为横向分配梁[1]。

2.2 模板安装

该桥梁支架现浇连续箱梁每联只有2 片梁，外模只使用2 次，而内模则只使用1 次，使用定型模板，较为浪费。基于此，外模由平模组拼而成，内模为木模，内、外模与对穿拉杆构成稳定的支撑体系，其中，外模在拆除后可重复使用，而内模则予以破拆。模板安装施工需严格按照以下工艺流程进行：底模支设—侧模支设—支架预压—端模支设—底、腹板钢筋绑扎（包括倒角钢筋与横隔板钢筋）—主梁纵向预应力孔道布置—内模支设—面、腹板钢筋绑扎—孔洞及天窗等部位模板支设。

2.3 预压加载

为保证梁体的质量，支架搭设完毕铺设底模板后必须进行预压处理，以消除支架、支撑方木和模板的非弹性变形和地基的压缩沉降影响，同时取得支架弹性变形的实际数值，作为梁体立模的抛高预拱值数据设置的参考。预压采用袋装土进行加载预压[2]。预压前先用水准仪测量支架顶面标高。逐级加载，观察支架变形情况及稳固情况。若发现支架本身问题，则停止预压，采取加固改善措施。待预压荷载达到梁体自重的120%时，测量支架顶面标高，并确保每天测量一次。观测点布置为纵向5m 一个断面，每个断面3～5 个点，各测点标记醒目。预压5d 后，分级逐层卸载，卸载后记录测量值。在预压过程中，当72h 内累计沉降值小于3mm 时，可认为支架沉降结束，记录此时的测量值。依据支架预压测量数据，进行分析计算，得到地基和支架产生的非弹性变形值和弹性变形值。根据支架的弹性变形值考虑施工图要求设置的预拱度要求等因素，最终定出预留高度并确定出底模顶面标高[3]。

2.4 混凝土浇筑

该桥梁支架现浇连续箱梁的混凝土浇筑方量约为939.1m3，需连续施工约15h，对此在开工前必须做好准备工作，保证人员充足与分工明确。具体的分层分段方法为：通过试验确定混凝土搅拌站实际生产能力，然后以施工过程中的模板温度为依据确定混凝土的初凝时间，再结合浇筑方量计算确定具体的分层和分段长度，以确保上层混凝土可以在下层浇筑完成的混凝土达到初凝之前摊铺到位。该桥梁支架现浇连续箱梁底板共分成1 层、5～6 段，腹板共分成2～3层、7～8 段，面板共分成1 层，3～4 段。底板的混凝土浇筑从腹板进行，施工人员进入箱梁内部完成操作。在腹板混凝土浇筑过程中需安排专人值守，随时观察腹板表面翻浆情况[4]。

2.5 梁体张拉

该桥梁支架现浇连续箱梁只沿纵向布置预应力钢绞线，在混凝土实际强度不低于设计值的90%后开始预应力张拉。在张拉开始前应拆除支座周围的底部模板，注意其他部位不可松动；使对穿拉杆松动，且模板与梁体之间脱离，但不可拆除。梁体预应力张拉可带模进行，但施工中要注意尽可能减小模板对梁体正常收缩造成的限制与影响[5]。

2.6 支架拆除

支架拆除需在落架之后进行，落架借助碗扣式支架，在每孔跨中按照均衡、对称与均匀的原则向支座方向持续落架，并设置多个工作面。外模与碗扣式及钢管支架的拆除均借助吊车进行，由于操作空间相对较小，所以施工中应注意作业人员及设备的安全。

3 施工质量通病与防治

3.1 支架现浇梁模板缺陷

3.1.1 表现

支架发生变形、梁底部凹凸不平或下挠、梁体侧模发生走动、模板之间的拼缝发生漏浆、接缝错位、梁体线形未能保持顺直、混凝土表面过于粗糙、封头板未能保持垂直、箱梁中的倒角进入现浇混凝土当中或箱梁腹板和翼缘板之间的接缝未能保持整齐。

3.1.2 原因

支架所处地基未能保持稳定；除了因支架发生不均匀沉降现象以外，梁底模板的铺设未能达到平整和密实，与方木之间不密贴，或抛高值的设置不合理；梁侧模表面的横向与纵向围檩刚度不足，或没有根据模板自身受力状况设好对拉螺栓；模板配置欠合理，如接缝没有达到严密或缝隙虽然进行嵌缝处理，但处理不当等[6]。

3.1.3 防治

支架所在位置的地基应有足够强度，且表面保持平整，支架搭设所用材料要有良好的刚度与强度，立杆下部需设置好槽钢或钢板，确保立杆和地基之间的良好接触。支架要以具体的荷载状况为依据进行设计和布置，防止混凝土浇筑完成后出现下沉现象；在支架搭设过程中充分考虑荷载情况，结合相关技术规程保证布置的合理性；在支架表面铺设的梁底模应和梁体或方木达到密贴，将底模和方木垫好，并在铺设底模的过程中充分考虑抛高值，具体数值采用荷载试验的方法进行确定；在梁侧模表面根据混凝土浇筑时施加的侧压力布置横纵向围檩，同时结合结构状况将对拉螺栓设置到位[7]。

3.2 锚头下锚板处混凝土变形开裂

3.2.1 表现

在预应力张拉完成后，处在锚板下方的混凝土产生变形与裂缝。

3.2.2 原因

通常情况下锚板周围的钢筋布置都很密集，若在混凝土浇筑过程中振捣不够密实，就会导致混凝土松散或只有砂浆存在，降低此处强度；锚垫板下方钢筋布置不足、受压区面积不足、锚板及锚垫板厚度不足，都会导致在受力之后产生明显的变形。

3.2.3 防治

锚板和锚垫板的厚度必须足够，以保证刚度合格；在锚垫板的下方应布置充足的钢筋，以确保钢筋混凝土可以承受由于张拉产生的应力，包括压应力与主拉应力；在混凝土浇筑施工中应高度重视锚头区，这是因为这一部位钢筋分布较为密集，粗骨料很难进入，往往只有砂浆，对混凝土强度的形成造成很大影响。修补时，先将锚具取下，再将锚下已经损坏的部分凿除，然后用强度相对较高的混凝土进行修补，适当增加锚下垫板的面积与厚度，确保承压面有效增大。

3.3 滑丝与断丝

3.3.1 表现

预应力张拉完成后，锚夹具无法将钢丝或钢绞线完全夹住，导致钢丝或钢绞线发生滑动，无法达到设计要求的张拉值。

另外，对钢丝或钢绞线进行张拉时，夹片将钢丝或钢绞线直接夹断，齿痕深度较大，在夹片部位产生断丝。

3.3.2 原因

锚夹片材料硬度指标未能达到要求，无法将钢丝或钢绞线完全夹住；锚夹片材料硬度过高导致钢丝或钢绞线受损；锚夹片齿形或夹角不合理也有可能造成滑丝或断丝；钢丝或钢绞线材料质量较差，尤其是在硬度指标上有明显起伏，无法和锚夹片的规格进行良好匹配[8]。

3.3.3 防治

对于锚夹片的硬度，不仅要检查确定是否具有齐全的出厂合格证，还要在施工现场做好复检，在条件允许的情况下还需要逐片复检；将钢丝或钢绞线的硬度、直径偏差和椭圆度都纳入检查项目中，若发现偏差超限或质量不稳定，则应考虑更换钢丝或钢绞线；如果滑丝与断丝没有超过规范提出的允许数量，则可不进行处理，而如果整束发生滑丝与断丝，或滑丝与断丝数量过大，则要先将锚夹片取下，然后更换钢束后重新进行张拉。

3.4 波纹管漏浆堵管

3.4.1 表现

穿束受阻，若在浇筑前穿束，则浇筑完成后可能无法拉动预应力束。

3.4.2 原因

预应力索管或波纹管之间的接头部位由于脱开而产生漏浆，浆液进入孔道当中；预应力索管或波纹管发生破损导致漏浆或施工中被人员踩踏或挤压变形而破损。

3.4.3 防治

当使用波纹管时，其管材应有良好的承压强度与刚度，管材发生破损后不可使用。波纹管的连接需要以其号数为依据选择适宜的配套管材。连接过程中两端波纹管应拧到相碰，然后立即用胶布或防水布进行密封。在混凝土浇筑过程中注意对预应力管道进行保护，防止踩踏、碰伤与挤压。如果发现破损，必须立即修补。浇筑施工开始后，需在混凝土达到初凝前借助通孔器进行检查，并随时拉动疏通。混凝土浇筑完成后做好通孔检查，一旦发现堵孔，必须立即疏通；若堵孔较为严重已经无法疏通，则要采取有效措施确定堵孔具体位置，然后将该部位凿开，将孔道疏通；若无法凿开，则需将其废弃。

3.5 预应力孔道压浆不密实

3.5.1 表现

水泥浆通过入口进入孔道中以后，前方的通气孔或观察孔没有浆水流过，或有溢浆，但过于稀薄。此外，通过钻孔检查可发现孔道内存在空隙，甚至无水泥浆存在。

3.5.2 原因

灌浆开始前没有用高压水对孔道进行冲洗，导致灰浆进入管道内以后，水分被吸走，使灰浆无法正常流动；孔道内存在部分堵塞或障碍物，使灰浆传输时被堵；管道上的排气孔被堵，在灌浆过程中空气不能彻底排出；浆液从终端溢出后未能持续加压，或加压持续时间不足；灰浆制备不当，比如泌水率较高或水灰比较大，进而导致灰浆发生离析。

3.5.3 防治

灌浆前用高压水对孔道进行冲洗，以去除杂物，并疏通和润湿孔道；保证浆液配制质量，浆液要有良好流动性，且不容易发生离析，可添加适量减水剂与微膨胀剂，但要注意所用外加剂不能对钢束造成腐蚀，具体的配方与掺量需通过试验的方法确定；管道和排气口都应保持通畅；在压浆过程中需要从低处压到高处，待高位孔眼溢浆后，将排气口堵住并持荷加压一段时间，在泌水彻底流干后封堵孔口；若管道长度较大或第一次压浆未能达到要求，则可实施二次压浆。

4 结语

综上所述，大跨径连续箱梁是当前桥梁工程常用的上部结构类型，结合桥梁工程实际情况，对其支架现浇连续箱梁施工进行初步分析与总结，提出具体施工工艺方法和施工中经常产生的质量病害及相应的防治措施，旨在为其他类似桥梁施工提供可靠技术参考。