現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術(shù)應(yīng)用探討

梁 超

(河北省唐山市交通運(yùn)輸局公路工程處)

1 工程概況

某橋全長234.04m，其下部結(jié)構(gòu)主橋?yàn)楠?dú)柱式墩身，鉆孔灌注樁嵌巖基礎(chǔ)，引橋?yàn)門型墩，鉆孔灌注樁嵌基礎(chǔ)，U型橋臺，擴(kuò)大基礎(chǔ)，橋上部結(jié)構(gòu)主跨為現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，邊跨為預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板，橋面連續(xù)，箱梁在豎曲線頂點(diǎn)。

2 支架體系的設(shè)計(jì)

目前，現(xiàn)澆梁施工中經(jīng)常采用的支架(即腳手架)主要是滿堂碗扣鋼管腳手架和墩梁式支架兩種。由于本橋?yàn)榭缰骶€的分離立橋，無交通干擾，非水上橋梁，現(xiàn)澆梁板距地面不高，而且橋下地形平坦、開闊，綜合考慮這些因素，決定采用滿堂碗扣鋼管腳手架。

多跨連續(xù)箱梁施工對支架地基要求比較嚴(yán)格，如果現(xiàn)澆梁底支架地基強(qiáng)度不夠，在混凝土澆筑后的初期就會因支架不均勻下沉而導(dǎo)致箱梁產(chǎn)生不規(guī)則裂縫，這類裂縫在通車后，抗拉區(qū)將繼續(xù)發(fā)展，嚴(yán)重影響箱梁的工程質(zhì)量。因此地基處理極其重要。

該大橋橋址為土質(zhì)地基，必須進(jìn)行硬化處理，采用混凝土地板作為支架的承重基礎(chǔ)。由于混凝土箱梁施工荷載較大，為有效減小箱梁施工期間基底沉降量，消除支架體系的非彈性變形，保證箱梁施工的整體質(zhì)量，支架架設(shè)好后必須進(jìn)行預(yù)壓。并在檢測支架可靠性的同時(shí)，測出支架的彈性變形值，并與計(jì)算值對比，以確定最終采用的預(yù)壓拱度值。預(yù)壓采用砂袋法，砂袋的堆放位置和順序應(yīng)盡量和實(shí)際施工時(shí)的加載順序相同。

3 施工工藝及施工方法

3.1 施工工藝

施工工藝詳見圖1。

3.2 施工方法

3.2.1 地基處理及加固

施工前，先處理好地面及地表排水系統(tǒng)。用大粒巖碴填筑下層，壓路機(jī)壓實(shí)后，再按路基填筑要求填筑。然后澆筑20cm厚素混凝土，混凝土澆筑完成后及時(shí)養(yǎng)生，防止干裂。

3.2.2 支架的架設(shè)

根據(jù)檢算，確定采用Ф50鋼管，平面鋼管縱、橫向間距為0.7m，空間豎向間距為1.5m，支架搭設(shè)時(shí)必須保證每根豎向桿件都有斜撐。

安裝支架時(shí)，各構(gòu)件緊密連接，上緊所有扣件。支架施工完成后，及時(shí)檢查，預(yù)壓結(jié)束后，還要將所有扣件重新緊一遍，檢查合格后方可進(jìn)行下一步施工。

3.2.3 支架的預(yù)壓和卸載

(1)支架預(yù)壓。

為了減少調(diào)整模板帶來的麻煩，支架預(yù)壓在支架立好后、未安裝模板前預(yù)壓。預(yù)壓時(shí)先縱橫搭方木或工字鋼，采用沙袋作為預(yù)壓體，沙袋均布在支架上，預(yù)壓重量不得小于箱梁重的85%，加壓順序與澆筑混凝土順序一致。

(2)支架沉降觀測。

沉降觀測包括地基沉降觀測和桿件壓縮沉降觀測。測設(shè)時(shí)分別在地基、桿件頂端沿梁縱向范圍內(nèi)每隔3.0m設(shè)置一測點(diǎn)，橫向設(shè)三排測點(diǎn)，在預(yù)壓前先將測點(diǎn)標(biāo)出，并記錄好標(biāo)高，作為沉降觀測的基準(zhǔn)。

具體觀測方法為：①用水準(zhǔn)儀每隔2 h測一次地面各測點(diǎn)標(biāo)高，并算出地面沉降量，此沉降量為不可恢復(fù)沉降，在計(jì)算支架的彈性變形時(shí)應(yīng)減除。②同樣用水準(zhǔn)儀每隔2 h觀測一次支架各檢測點(diǎn)標(biāo)高，計(jì)算出支架沉降量并用此沉降量減去地面沉降量，作為支架的彈性變形量，在立模時(shí)應(yīng)將支架的彈性變形量計(jì)入模板頂標(biāo)高內(nèi)。預(yù)壓過程中根據(jù)加載重量和壓載時(shí)間進(jìn)行觀測記錄并分析。分析出地基沉降量與桿件彈性壓縮量，做為立模板的有效數(shù)據(jù)。

圖1 現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工工藝框圖

(3)支架的卸載。

地基及支架沉降穩(wěn)定后，連續(xù)7 d不再有沉降，然后開始卸載。支架卸載時(shí)按加載的相反順序進(jìn)行，分級卸載，分次觀測。

3.2.4 設(shè)置預(yù)拱度

由于箱梁在澆筑施工和卸架后，會發(fā)生一定的下沉和產(chǎn)生一定變形，因此，為使箱梁在卸架后能獲得滿意的設(shè)計(jì)變形，須在模板安裝的時(shí)候，設(shè)置一定數(shù)值的預(yù)拱度。預(yù)拱度設(shè)在箱梁每跨跨徑的中點(diǎn)，以中點(diǎn)預(yù)拱度為最大值，以每跨梁的兩端為零(即各墩支承點(diǎn)為零)。

預(yù)拱計(jì)算公式為

其中：f1為地基彈性變形;f2為支架彈性變形;f3為梁體撓度。經(jīng)檢算，該箱梁預(yù)拱度最大值為2.0cm。

3.2.5 模板制作安裝與鋼筋加工安裝

(1)模板的制作與安裝。

箱梁模板分底模板、側(cè)模及內(nèi)模三類。底模利用大模板拼裝;側(cè)模拐角采用3mm木板外包白鐵皮加工，其余部分的側(cè)模用大模板拼裝;頂部內(nèi)模采用3 cm厚鋼筋混凝土預(yù)制板以代替頂板內(nèi)緣3 cm厚保護(hù)層，其余內(nèi)模采用3 cm厚木模板。

(2)鋼筋的加工與安裝。

箱梁鋼筋分為底板鋼筋、腹板骨架筋、頂板鋼筋及橫隔板鋼筋。鋼筋可在地面下料，在墩頂模板上安裝。鋼筋接頭盡量避免在同一截面上，為提高箱梁骨架剛度，必要時(shí)加設(shè)焊接骨架。

3.2.6 混凝土的澆筑

(1)施工準(zhǔn)備。

現(xiàn)澆箱梁一次澆筑的混凝土工作量較大，且需連續(xù)作業(yè)，因此準(zhǔn)備工作相當(dāng)重要。在澆筑之前，應(yīng)對支架和模板及鋼筋進(jìn)行全面、嚴(yán)格的檢查，符合設(shè)計(jì)圖紙要求的尺寸、位置。檢查支架的接頭位置是否準(zhǔn)確、牢靠，檢查模板的尺寸是否正確，拼接是否緊密，螺栓、拉桿、支撐等是否連接固定好，檢查模板是否已涂脫模劑，檢查混凝土供料、拌制、運(yùn)輸系統(tǒng)是否正常以及備料是否足夠。還要對預(yù)留孔道、預(yù)埋件等進(jìn)行檢查，合格后方可進(jìn)行混凝土澆筑。

(2)混凝土的澆筑。

箱梁混凝土施工采用連續(xù)澆筑，循環(huán)往復(fù)分層進(jìn)行頂板在跨中兩側(cè)預(yù)留1m寬的拆模孔，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求，通過拆模孔拆除內(nèi)模。混凝土坍落度控制在18～22 cm，兩臺混凝土輸送泵同時(shí)澆筑。

因?yàn)闃蚨諡閯傂灾c(diǎn)，橋跨下支架為彈性支撐，在澆筑混凝土?xí)r，支架會產(chǎn)生不均勻的下沉，因此在澆筑混凝土?xí)r應(yīng)先從變形較小的墩頂開始，向中間進(jìn)行，在同一跨中先從兩邊向中間澆筑。第一層混凝土應(yīng)盡可能澆筑至肋底抹角以上位置，以保證抹角處混凝土充實(shí);第二層澆至肋板頂部;第三層澆筑至翼板下部;第四層完成頂板澆筑。混凝土灌注過程中，應(yīng)控制混凝土縱向接茬長在10cm左右，每層混凝土澆筑前均在前層混凝土初凝前進(jìn)行，在進(jìn)行第一層混凝土澆筑后，于箱內(nèi)同時(shí)進(jìn)行混凝土成活抹平，并檢查肋下抹角混凝土密實(shí)性。

為防止混凝土本身的收縮，同時(shí)由于每層混凝土施工時(shí)間較長，混凝土中摻入緩凝劑。澆筑過程中底板和肋板采用插入式振搗器振搗，頂板采用平板振搗器振搗。箱梁澆筑時(shí)還要做好為拆模提供依據(jù)的同期養(yǎng)生試件。

(3)混凝土養(yǎng)生。

箱梁混凝土澆筑完成后，應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)生。在養(yǎng)生期間，保持濕潤，防止雨淋、日曬和受凍，因此對混凝土外露面，在表面收漿、凝固后即用草簾等物覆蓋，并經(jīng)常在模板和草簾上灑水，混凝土養(yǎng)生期間或未達(dá)到一定強(qiáng)度之前，嚴(yán)禁受力擾動，并設(shè)置明顯的禁止標(biāo)志牌。

3.2.7 拆模和卸架

現(xiàn)澆連續(xù)箱梁拆除工序不容忽視，支架拆除不當(dāng)時(shí)，箱梁便會產(chǎn)生較大的瞬間動載，而導(dǎo)致箱梁產(chǎn)生較大裂縫。所以拆模和卸架應(yīng)遵循一定的程序。因箱梁外模為承重模板，故外模須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%時(shí)方可拆除，因內(nèi)模為非承重模板，故在混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa時(shí)即可拆除，支架卸落也要從承重較小的兩端開始，在同一跨也應(yīng)從承重較小的開始。卸落支架也應(yīng)分兩個(gè)階段，先從跨兩端向跨中松一次架，再從兩側(cè)向中點(diǎn)逐步拆除。拆除時(shí)要對稱、均勻的進(jìn)行。拆除支架時(shí)應(yīng)由技術(shù)人員隨時(shí)用儀器觀測梁體的變化。

4 結(jié)束語

在該工程現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工過程中，嚴(yán)格按照質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)控制施工質(zhì)量，建立健全質(zhì)量保證體系，對工程質(zhì)量進(jìn)行全員、全過程和全方位的有效控制，確保了質(zhì)量目標(biāo)的全面實(shí)現(xiàn)，高效地完成了橋梁工程的施工。

［1］ 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD62-2004)［S］.

［2］ 閻濤，彭剛.預(yù)應(yīng)力橋梁現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工工藝探討［J］.黑龍江科技信息，2009，(9).