复杂环境下的混凝土连续箱梁桥支架现浇施工技术

摘要：为解决复杂条件下混凝土连续箱梁桥的现浇工艺常出现的问题，在对工程项目构造特征和复杂的建筑环境进行介绍基础上，对桩基础施工、墩身施工、支架搭设以及连续箱梁混凝土浇筑等关键施工技术进行阐述，为提高施工效率、确保施工质量、减少施工风险，提出一套系统化施工方案。研究结果表明，该方法在复杂环境下具有显著的优势，为类似工程提供了有益的参考。

关键词：复杂环境；混凝土；连续箱梁桥；支架；现浇；施工

0" "引言

在众多桥梁结构中，混凝土连续箱梁桥因其结构稳定、承载能力强等优点而被广泛应用。然而在复杂环境下，如河流、道路、建筑物等，混凝土连续箱梁桥施工难度大，对技术要求高[1]。因此研究混凝土连续箱梁桥的施工技术具有重要的实际意义。

1" "工程概况

1.1" "工程结构特点

国内某拟建公路全长22.03km，沿线的基础设施完备，是该地区南北方向的主要交通干道，更是这片区域的中轴线。该公路的建成将极大地改善该地区的对外交通状况，加强区域内的交通转换效率，进一步推动整个道路交通体系的建立。该道路上混凝土连续箱梁桥基础设计为嵌岩桩基础，具有较高的稳定性。墩柱采用矩形实心墩和圆形墩柱两种形式，既满足了结构要求，又具有一定的美学效果。上部结构为现浇预应力箱梁结构，通过预应力技术提高了梁体的承载能力和稳定性[2]。桥梁第一、第六和第七联为连续箱梁结构，具有较好的抗震性能和抗扭刚度。第二、第三、第四和第五联以及匝道桥则采用连续刚构箱梁，能够适应较大的荷载和变形。

1.2" "施工环境

该拟建工程沿线地段基本未受到人为开发的影响，保持了原始地貌的特点。这一地区交通便利，有简易公路贯穿其中，为施工提供了良好的条件。本项目的施工条件相对优越，交通运输便利，施工所需的电力和用水可以直接接入。工程所需的原材料如钢材、水泥、砂石料等均可方便地购买到，且这些原材料的供应充足，完全满足本工程的建设需求。

施工区域内的相对湿度多年均在79%左右，绝对湿度大约为17.7hPa。在气温最高的月份，相对湿度可能会降至约70%；而在最冷的月份，相对湿度则会上升至约81%。该地区的主导风向是北风，频率约为13%。而在夏季，主导风向变为北西风，频率约为10%。该地区的年平均风速约为1.3m/s，但最大风速可达26.7m/s[3]。

综上所述，该地区的气候条件对于施工具有一定的影响，需要充分考虑风速、湿度等自然因素对施工的影响。整体上该地区具有丘陵圆润、坡度平缓、谷地宽阔的特点。此外，微地貌单元多样，包括浅丘、中丘和深丘等地貌形态。

2" "桩基础施工

该大桥的桩基础设计采用岩桩基础。需确保桩底深入到完整的中风化层中，且深度不小于桩径的3倍。主桥桩基采用直径1.5m和1.8m的圆形桩，而临时支墩基础则采用直径12m的圆柱桩。这些桩基均通过机械钻孔的方式进行施工[4]。

全桥共有307个桩基础，其中直径为1.8m的桩有212个，直径为1.5m的桩有95个。这些桩的总长度为5917延米，其中最深的桩长达46延米。在设计过程中，预计钢筋的总用量为1541t，混凝土的总用量为11415m3。根据工程地质资料和现场实际情况，计划采用旋挖钻进行钻孔施工，以确保施工效率和安全性。大桥12#～16#墩位于填土高度为6～35m，填料为土石混填路径回填区域上。

在桩基钻孔施工过程中，拟在已经回填的回填土上进行施工。为了确保施工质量，路基填料的选择、压实工艺等必须满足相关的技术规范要求。强夯施工要分层次进行，每层设置为8m厚[5]。强夯时，夯击能量不低于3000kN·m，完全夯击能量不低于500kN·m。通过以上措施，可以确保桩基施工和地基处理的质量，为大桥的建设打下坚实的基础。填方段桩基础施工信息记录如表1所示。

3" "墩身施工

3.1" "确定墩身施工方式

本工程中的墩身设计主要是矩形墩，其横向宽度为4m，纵向宽度则根据具体位置而有所不同，介于2～2.7m之间。其中，墩身的高度过高是本工程的重点和难点之一。根据同类工程的经验，对于较高的墩柱，计划采用翻模的方式进行施工[6]。第七联墩柱为圆形墩，但其高度不高，因此将采用两块合在一起的圆形模板进行施工。考虑到1～14轴墩柱的高度较高，为了方便施工时材料和设备的吊运，对每个墩配置塔机。墩身施工如图1所示。

3.2" "脚手架搭设

脚手架上的各个部件都采用3号管，其外径为48mm，壁厚为3.5mm。这些管件均需来自经过认证的厂家，并附带合格证明，不合格的钢管将不得用于搭建脚手架。为保证其使用寿命，需对其进行防锈处理。在搭设脚手架前，必须由施工主管对各专业班的组长做技术交底，并保证每一次的班前安全交底工作都要做好。同时，由安全、质检部门对施工图纸进行详细的交底，并进行存档。

3.3" "地基处理

对原场地若未受损伤或干扰，经压实试验，若压实率在93%以上，即可成为固结地基。对由于施工造成的损坏或干扰的场地，例如管道拆除、回填等，应在30cm以上开挖表层虚土，夯实基础，分层回填夯实（松铺厚度不得超过25cm）[7]。地基经压实，压实度达到93%以上即成为持力层。

对于承台顶离地面1.5m以下的地基，应进行回填。当基坑顶部离地1.5m以上时，将进行回填。在回填过程中，一定要分层夯实。对部分软弱的地区，应采取开挖、夯实、夯实的方法，并采用好土分层填筑，以保证压实度在93%以上。

在支撑架外50～100cm处设排水孔，其具体布置方式视工程条件而定。排水渠的功能是汇集支撑区域的雨水，并将其排放到场地的排水系统中。对于地基的处理，在设备无法完成区域，则可以用人工来完成。

采用以上措施后，为保证基础承载力，在其上部浇注20cm厚C20混凝土，并确保各跨框架宽度达到50cm。为防止因水浸湿陷而引起支架沉降和失稳，宜采用由中心线向两边开挖斜坡，坡度要控制在1%以内。

4" "支架结构体系设计与施工

4.1" "支架结构体系设计

根据施工方案，本桥梁采用全支架现浇的施工方法。现场地势起伏不定，墩柱最高达到60m以上，如果按照常规的满堂支架搭设方式稳定性难以保证。经过多种方法的对比分析，在保证质量与安全的前提下，对于本桥1～5联墩柱较高、地势起伏较大的区域，决定采用直径为609mm、壁厚为16mm的钢管立柱代替满堂支架[8]。在地势平坦、高度不高的区域，则采用搭设满堂支架的方式。钢管立柱接头法兰盘如图2所示。

4.2" "施工门架支架柱脚搭建

在第一至第五联的施工门架支架柱脚搭建中，除了将柱脚安放在承台之上，其余全部采用桩基础。对于安放在承台上的柱脚部分，首先在承台上预埋好相应的部件，然后通过植入直径为φ20的钢筋进行固定，以确保立柱与基础连接得既稳固又可靠。临时柱与桩基础连接如图3所示。

4.3" "地基处理

采用满堂式落地撑式地基，依据箱形梁结构的边缘尺寸，在地上进行土地测绘，划定土地边界。在每一跨地势较低的地方，沿横桥向修建一条排水沟，以利于排出场地范围的积水。

清除土地上的浮土，对场地进行平整，先用机械整平地基，然后用15t的振动压路机将桥面上的土壤进行碾压。在原有的地基上回填砂岩整平，然后浇筑20cm厚的混凝土使其硬化。

在施工中可结合下述公式，计算得出单支立杆轴向力：

N=[1.2x1+1.4（x3+x4）]LxLy+1.2x2V" " " "（1）

式中：N代表单肢立杆轴向力，x1代表支架自重标准值，x2代表新浇混凝土自重标准值，x3代表施工人员及设备荷载标准值，Lx代表单肢立杆横向间隔距离，Ly代表单肢立杆纵向间隔距离，V代表混凝土体积。

5" "连续箱梁混凝土浇筑与预压

5.1" "混凝土浇筑次序

梁体将采用搭架现浇的方式进行施工，主要采用满堂落地支架或跨越式门架。为了降低梁体施工中可能出现的裂缝，计划在第六联第二跨的跨中留出2m长合拢段，待其他梁段浇筑完成后，再进行合拢段的浇筑。在浇筑过程中，需要注意合拢段两端配重和劲性骨架的设置，以确保梁体的稳定性和质量。其余梁段将按照工序流程正常浇筑。

5.2" "箱梁预压

5.2.1" "预压的重要性

为了确保现浇箱梁结构的施工能够满足设计要求，并克服因荷载增加引起的支架非弹性变形问题，支架安装完毕后，按总设计荷载1.1倍对现浇箱梁进行预压。本项目拟在已有材料基础上，利用钢筋混凝土对支撑体进行有效承载。

5.2.2" "高程测量

在进行预压前，必须对各个测点进行高程测量，以掌握支撑的沉降状况。在顺桥向方向上，各设8个测点，间距5m。荷载等级分别为25%、50%、75%、100%、110%，每一次荷载结束后，对每个控制点位进行复测。当预压载荷达到110%、24 h后，还要对每个控制点进行复测。

5.2.3" "卸荷

若荷载达到110%时，其实测值与荷载24h后的实测值相差不大，说明基础和支护均已基本就位，可进行卸荷。否则必须保持荷载，在基础和支护发生沉降后再进行卸荷。在不考虑测量误差的情况下，支撑每天的沉降量不能大于2.0mm。

5.2.4" "支架高程调整

一般每一跨的预压时间都以2d为宜，卸荷后对各个控制点进行重新测量，利用卸压后高程减后实测高程，即可得到支护体与基础的弹性变形。在预压结束后，利用可调节式顶梁对支架的高程进行调整。在检查基础坐标时，应在纵向和横向两个方向上进行测量，取其最大值。基础坐标检查方法如图4所示。

6" "结束语

混凝土连续箱梁桥支架现浇施工技术是桥梁施工中的一项重要技术。通过合理的支架选择与布置、基础设计与施工、支架搭设与预压、混凝土浇筑与养护以及支架拆除与场地清理等方面的控制，可以有效提高施工效率，保证工程质量，降低工程成本。

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