連續(xù)箱梁橋梁施工技術(shù)要點(diǎn)與應(yīng)用
——以莆田市城港大道跨木蘭溪大橋?yàn)槔?/h1>
2012-09-06 07:29:42
中國建設(shè)信息化 2012年13期
連續(xù)箱梁橋梁的施工技術(shù)包括移動(dòng)模架法、頂推施工法、懸臂施工法以及支架現(xiàn)澆施工技術(shù)等多種。其中支架現(xiàn)澆施工技術(shù)就是指搭設(shè)支架于橋位之上，然后在支架上完成模板安裝、鋼筋骨架綁扎安裝、孔道預(yù)留、混凝土現(xiàn)澆以及預(yù)應(yīng)力的施加，等混凝土強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后再將支架與模板拆除的施工技術(shù)，這種施工技術(shù)特別適合于要求較短工期的一些市政交通基礎(chǔ)設(shè)施工程。
一、連續(xù)箱梁橋梁支架現(xiàn)澆施工技術(shù)要點(diǎn)
支架現(xiàn)澆的形式包括簡易的移動(dòng)式、不落地或是半落地支架以及全落地滿堂支架等。在選擇支架現(xiàn)澆的形式之前，應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際情況，即橋梁結(jié)構(gòu)荷載的大小、施工現(xiàn)場已有的設(shè)備材料、對(duì)原有交通的影響以及施工現(xiàn)場地質(zhì)、水文等各類條件進(jìn)行綜合比較后，方能選定最為適用的支架現(xiàn)澆施工形式。而支架現(xiàn)澆的施工技術(shù)要點(diǎn)則包括：
（一）支架
1、設(shè)計(jì)。在支架設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)車輛運(yùn)輸與操作人員荷載、施工設(shè)備材料以及箱梁自重等因素進(jìn)行綜合考慮而后通過對(duì)支架上部荷載的驗(yàn)算、支架設(shè)置間距與地基承載力計(jì)算來進(jìn)行支架設(shè)計(jì)圖的繪制與施工方案設(shè)計(jì)。
2、基底處理。基底處理是支架施工的基礎(chǔ)，應(yīng)根據(jù)工程所在地的不同情況進(jìn)行不同的基底處理，以滿足支架施工的承載力要求，保證工程質(zhì)量。對(duì)于在城市中建設(shè)的市政橋梁項(xiàng)目來說，經(jīng)簡單的觀察或試驗(yàn)便可直接對(duì)支架的壓力進(jìn)行承載，只需要對(duì)其進(jìn)行簡單的碾壓找平。
3、搭設(shè)。支架搭設(shè)的順序：墊木鋪放→拉線、放底線→豎桿架立→水平桿安裝→梯子安裝→照前部步驟依次向上安裝→剪力撐安裝→頂部欄桿安裝。
4、水平與垂直調(diào)整。對(duì)于支架承載力來說，其水平度與垂直度是至關(guān)重要的，因此要對(duì)首層支架的水平度與垂直度進(jìn)行嚴(yán)格控制，即在兩個(gè)方向的支架豎桿的垂直度偏差范圍應(yīng)控制2毫米以內(nèi)，而支架頂端水平的偏差范圍則應(yīng)控制在5毫米以內(nèi)。而后以大橫桿對(duì)支架底部與頂部進(jìn)行固定。在支架對(duì)接時(shí)，要對(duì)齊上下堅(jiān)桿，對(duì)中偏差應(yīng)小于3毫米。
（二）預(yù)壓
1、準(zhǔn)備工作。應(yīng)先檢查縱橫方木與支架后，方可實(shí)施預(yù)壓，必須注意錯(cuò)開縱向方木接頭與橫向方木的接頭，同時(shí)兩根相鄰的橫向方木接頭不能在同一個(gè)水平面上，而支架的預(yù)壓則一般利用加載大編織袋砂實(shí)現(xiàn)。
2、預(yù)壓控制。預(yù)壓的質(zhì)量直接影響連續(xù)箱梁橋梁的施工質(zhì)量，預(yù)壓重量的大小應(yīng)以工程實(shí)際情況來確定，不得比所澆箱梁結(jié)構(gòu)的自重少，也就是控制系數(shù)在1.0。只有這樣才能達(dá)到雙控的目的。
（三）標(biāo)高調(diào)整
所謂調(diào)整標(biāo)高，主要是指在對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓后所發(fā)生的沉降情況而言的。在通常情況下，變形可分為彈性與非彈性兩種。其中由于非彈性變形在完成支架預(yù)壓后便基本消除，所以標(biāo)高的調(diào)整值就是彈性的變形值。即卸載后與預(yù)壓后底模標(biāo)高之差。
（四）模板及鋼筋
在安裝模板時(shí)，應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)模板安裝于箱梁橋梁的外露部位，比如腹板外側(cè)、箱梁底板，從而對(duì)外觀質(zhì)量有所保證。同時(shí)，應(yīng)謹(jǐn)慎處理模板間的拼裝縫，否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、漏漿等問題。而對(duì)于鋼筋來說，應(yīng)盡量在彎矩最小位置安排鋼筋焊接接頭，且接頭數(shù)量在同一斷面上必須滿足相關(guān)規(guī)范。如出現(xiàn)鋼筋位置沖突的問題，則必須首先確保受力鋼筋的位置。
二、連續(xù)箱梁橋梁支架現(xiàn)澆施工技術(shù)實(shí)例
（一）工程概況
位于福建省莆田市的城港大道跨木溪大橋是市政關(guān)鍵工程，由于城港大道屬于城市骨干路網(wǎng)規(guī)劃三縱最西側(cè)的一條城市快速路，連接主城區(qū)的西外環(huán)和東吳港區(qū)，全長約36公里。城港大道跨木溪大橋工程全長850米。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為城市快速路，設(shè)計(jì)荷載為城-A級(jí)，橋面寬度除滿足雙向8車道機(jī)動(dòng)車要求外，還設(shè)有非機(jī)動(dòng)車道及人行道，橋面總寬47.5米。
（二）施工設(shè)計(jì)
本工程大橋施工內(nèi)容包括主橋，引橋連續(xù)箱梁，引橋空心板梁和人行梯坡道橋，其中主橋?yàn)閮煽缈鐝?2米的簡支異形鋼箱系桿拱橋；北側(cè)引橋從北至南跨徑設(shè)計(jì)為：20.52+10×21.04+20.52米，即12跨空心板梁+30+40+30米，即預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁；而南側(cè)的引橋自南向北分別設(shè)計(jì)為：20.52+5×21.04+17.8+15.37+15.43+17.8+2×21.04+20.52，即13跨空心板梁+30+40+30米，即預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。
主橋設(shè)計(jì)為兩跨異型的系桿拱橋，跨徑為72米+72米，兩跨簡支體系為其結(jié)構(gòu)體系，設(shè)置伸縮縫于中墩處，橋面斷開。水平拉索則設(shè)于系梁中，從而對(duì)拱腳水平推力進(jìn)行平衡。主橋?yàn)樾睒颍苯唤?0度，利用兩片無風(fēng)撐拱肋。拱肋跨度計(jì)算為68.4米，其失跨比為1:3.8。拱肋結(jié)構(gòu)為鋼箱形式，其寬為1.8米，高為1.8米至4.3米。豎直面與吊桿的夾角呈20度。
主橋橋面的形式為混凝土橋面板與鋼主梁結(jié)合共同受力。由小縱梁、橫梁與系梁組成梁格體系。其中系梁為箱形截面，其截面尺寸為寬1.824米（寬）×高1.668米，而標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的長度則為12.0米，同時(shí)每2.0米進(jìn)行一道橫向加勁的設(shè)置。橫梁間距為4米，與系梁呈斜交20度角。而在兩根系梁外側(cè)，設(shè)置“工”字形挑梁布置非機(jī)動(dòng)車道和人行道，挑梁與吊點(diǎn)橫梁位置相對(duì)應(yīng)。橫梁之間設(shè)置三道小縱梁。
布置￠22×200剪力釘于系梁，橫梁，小縱梁頂板位置，從而對(duì)鋼主梁與混凝土橋面間的連接有所保證。橋面采用鋼筋混凝土面板，通過剪力釘與鋼梁連接。橋面板橫橋向?qū)?7.5米，標(biāo)準(zhǔn)板厚0.25米，近縱橫梁處加厚至0.4米。
系梁內(nèi)采用水平拉索，根據(jù)施工階段逐步施加水平拉力從而對(duì)拱的推力進(jìn)行平衡。吊桿順橋向布置為斜吊桿，間距4米。每組吊桿采用順橋向雙吊桿，吊桿采用與水平拉索材料相同的鋼絲索，設(shè)計(jì)安全系數(shù)K≥2.5。主橋墩基礎(chǔ)采用樁柱式結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁，樁尖嵌入16層微風(fēng)化花崗巖層。樁頂設(shè)鋼護(hù)筒。
（三）施工方案
本工程主橋的施工方案為支架施工方法，先梁后拱。
引橋連續(xù)箱梁部將上部結(jié)構(gòu)劃為三跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，即P12至P15為西幅、P17至P20為東幅的橋跨布置于箱梁中心線位置，長度為34.413+40+30米。
單幅橋主梁頂?shù)膶挒?3.25米，底部寬為14.25米。主梁屬于等高度箱梁，梁高為2.0米。主梁的兩側(cè)各自懸臂長為4.50米，懸臂端部的厚度為2.0厘米，懸臂根部的厚度為55厘米。頂板全聯(lián)等厚，厚度為26厘米；底板厚度為25厘米，根部則加厚至40厘米。腹板為直腹板，厚度為40厘米，根部則變厚至75厘米。橫隔梁中支點(diǎn)厚度為2.0米，邊支點(diǎn)厚度1.3米。
引橋箱梁采用縱、橫雙向預(yù)應(yīng)力體系，縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用￠S15.2-15、￠S15.2-12的兩類鋼絞線，錨下張拉控制應(yīng)力為1395Mpa。預(yù)應(yīng)力鋼絞線均采用高密度聚乙烯塑料波紋管成孔。引橋連續(xù)梁墩基礎(chǔ)采用樁柱式結(jié)構(gòu)，采用鉆孔灌注樁，樁尖嵌入16層微風(fēng)化花崗巖層。
引橋簡支空心板梁單幅橋斷面劃分為0.5米，即防撞欄桿+16米，即機(jī)動(dòng)車道+0.5米，即防撞欄桿，兩幅橋的防撞欄桿外緣之間的間距為1米。空心板梁部分橋面連續(xù)，每3跨、4跨或7跨一聯(lián)，每聯(lián)之間的伸縮縫則采用SQ－80型鋼伸縮縫。在設(shè)伸縮縫處的墩臺(tái)上布置四氟板式橡膠支座，其余橋墩布置板式橡膠支座。引橋的空心板梁多數(shù)采用20米的標(biāo)準(zhǔn)板，先張預(yù)應(yīng)力體系。在橋?qū)捵兓帲捎卯愋邪辶盒问剑淞焊邽?.9米。而下部結(jié)構(gòu)則采用帶有倒T蓋梁的樁柱式橋墩，樁基為鉆孔灌注樁。人行梯坡道緊接引橋連續(xù)梁，南側(cè)和北側(cè)都有東西兩幅對(duì)稱布置，由于橋下道路的原因以及現(xiàn)狀地面標(biāo)高的不一致，南北兩側(cè)的梯坡道結(jié)構(gòu)略有不同。南側(cè)梯坡道跨徑布置為6×9米+8.2米；共七跨。北側(cè)梯坡道跨徑布置為9.5米+5×9.8米+8.2米，共七跨。
雙主梁斷面為梯坡道斷面形式，梁高為0.7米，板厚度為0.12米，斷面寬度為4.4米。采用C40級(jí)混凝土澆筑梯坡道結(jié)構(gòu)。人行梯坡道橋沿著橋梁兩側(cè)分別設(shè)置，人行梯坡道橋基礎(chǔ)除臥梁外均采用樁基礎(chǔ)。
結(jié)語：
綜上所述，作為目前在連續(xù)箱梁橋梁中應(yīng)用較為普遍的支架現(xiàn)澆施工技術(shù)而言，要保證橋梁的質(zhì)量與安全，就必須從支架、預(yù)壓、混凝土澆筑等各方面入手，嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行施工。
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一、連續(xù)箱梁橋梁支架現(xiàn)澆施工技術(shù)要點(diǎn)
支架現(xiàn)澆的形式包括簡易的移動(dòng)式、不落地或是半落地支架以及全落地滿堂支架等。在選擇支架現(xiàn)澆的形式之前，應(yīng)結(jié)合工程的實(shí)際情況，即橋梁結(jié)構(gòu)荷載的大小、施工現(xiàn)場已有的設(shè)備材料、對(duì)原有交通的影響以及施工現(xiàn)場地質(zhì)、水文等各類條件進(jìn)行綜合比較后，方能選定最為適用的支架現(xiàn)澆施工形式。而支架現(xiàn)澆的施工技術(shù)要點(diǎn)則包括：
（一）支架
1、設(shè)計(jì)。在支架設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)車輛運(yùn)輸與操作人員荷載、施工設(shè)備材料以及箱梁自重等因素進(jìn)行綜合考慮而后通過對(duì)支架上部荷載的驗(yàn)算、支架設(shè)置間距與地基承載力計(jì)算來進(jìn)行支架設(shè)計(jì)圖的繪制與施工方案設(shè)計(jì)。
2、基底處理。基底處理是支架施工的基礎(chǔ)，應(yīng)根據(jù)工程所在地的不同情況進(jìn)行不同的基底處理，以滿足支架施工的承載力要求，保證工程質(zhì)量。對(duì)于在城市中建設(shè)的市政橋梁項(xiàng)目來說，經(jīng)簡單的觀察或試驗(yàn)便可直接對(duì)支架的壓力進(jìn)行承載，只需要對(duì)其進(jìn)行簡單的碾壓找平。
3、搭設(shè)。支架搭設(shè)的順序：墊木鋪放→拉線、放底線→豎桿架立→水平桿安裝→梯子安裝→照前部步驟依次向上安裝→剪力撐安裝→頂部欄桿安裝。
4、水平與垂直調(diào)整。對(duì)于支架承載力來說，其水平度與垂直度是至關(guān)重要的，因此要對(duì)首層支架的水平度與垂直度進(jìn)行嚴(yán)格控制，即在兩個(gè)方向的支架豎桿的垂直度偏差范圍應(yīng)控制2毫米以內(nèi)，而支架頂端水平的偏差范圍則應(yīng)控制在5毫米以內(nèi)。而后以大橫桿對(duì)支架底部與頂部進(jìn)行固定。在支架對(duì)接時(shí)，要對(duì)齊上下堅(jiān)桿，對(duì)中偏差應(yīng)小于3毫米。
（二）預(yù)壓
1、準(zhǔn)備工作。應(yīng)先檢查縱橫方木與支架后，方可實(shí)施預(yù)壓，必須注意錯(cuò)開縱向方木接頭與橫向方木的接頭，同時(shí)兩根相鄰的橫向方木接頭不能在同一個(gè)水平面上，而支架的預(yù)壓則一般利用加載大編織袋砂實(shí)現(xiàn)。
2、預(yù)壓控制。預(yù)壓的質(zhì)量直接影響連續(xù)箱梁橋梁的施工質(zhì)量，預(yù)壓重量的大小應(yīng)以工程實(shí)際情況來確定，不得比所澆箱梁結(jié)構(gòu)的自重少，也就是控制系數(shù)在1.0。只有這樣才能達(dá)到雙控的目的。
（三）標(biāo)高調(diào)整
所謂調(diào)整標(biāo)高，主要是指在對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓后所發(fā)生的沉降情況而言的。在通常情況下，變形可分為彈性與非彈性兩種。其中由于非彈性變形在完成支架預(yù)壓后便基本消除，所以標(biāo)高的調(diào)整值就是彈性的變形值。即卸載后與預(yù)壓后底模標(biāo)高之差。
（四）模板及鋼筋
在安裝模板時(shí)，應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)模板安裝于箱梁橋梁的外露部位，比如腹板外側(cè)、箱梁底板，從而對(duì)外觀質(zhì)量有所保證。同時(shí)，應(yīng)謹(jǐn)慎處理模板間的拼裝縫，否則會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、漏漿等問題。而對(duì)于鋼筋來說，應(yīng)盡量在彎矩最小位置安排鋼筋焊接接頭，且接頭數(shù)量在同一斷面上必須滿足相關(guān)規(guī)范。如出現(xiàn)鋼筋位置沖突的問題，則必須首先確保受力鋼筋的位置。
二、連續(xù)箱梁橋梁支架現(xiàn)澆施工技術(shù)實(shí)例
（一）工程概況
位于福建省莆田市的城港大道跨木溪大橋是市政關(guān)鍵工程，由于城港大道屬于城市骨干路網(wǎng)規(guī)劃三縱最西側(cè)的一條城市快速路，連接主城區(qū)的西外環(huán)和東吳港區(qū)，全長約36公里。城港大道跨木溪大橋工程全長850米。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為城市快速路，設(shè)計(jì)荷載為城-A級(jí)，橋面寬度除滿足雙向8車道機(jī)動(dòng)車要求外，還設(shè)有非機(jī)動(dòng)車道及人行道，橋面總寬47.5米。
（二）施工設(shè)計(jì)
本工程大橋施工內(nèi)容包括主橋，引橋連續(xù)箱梁，引橋空心板梁和人行梯坡道橋，其中主橋?yàn)閮煽缈鐝?2米的簡支異形鋼箱系桿拱橋；北側(cè)引橋從北至南跨徑設(shè)計(jì)為：20.52+10×21.04+20.52米，即12跨空心板梁+30+40+30米，即預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁；而南側(cè)的引橋自南向北分別設(shè)計(jì)為：20.52+5×21.04+17.8+15.37+15.43+17.8+2×21.04+20.52，即13跨空心板梁+30+40+30米，即預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。
主橋設(shè)計(jì)為兩跨異型的系桿拱橋，跨徑為72米+72米，兩跨簡支體系為其結(jié)構(gòu)體系，設(shè)置伸縮縫于中墩處，橋面斷開。水平拉索則設(shè)于系梁中，從而對(duì)拱腳水平推力進(jìn)行平衡。主橋?yàn)樾睒颍苯唤?0度，利用兩片無風(fēng)撐拱肋。拱肋跨度計(jì)算為68.4米，其失跨比為1:3.8。拱肋結(jié)構(gòu)為鋼箱形式，其寬為1.8米，高為1.8米至4.3米。豎直面與吊桿的夾角呈20度。
主橋橋面的形式為混凝土橋面板與鋼主梁結(jié)合共同受力。由小縱梁、橫梁與系梁組成梁格體系。其中系梁為箱形截面，其截面尺寸為寬1.824米（寬）×高1.668米，而標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的長度則為12.0米，同時(shí)每2.0米進(jìn)行一道橫向加勁的設(shè)置。橫梁間距為4米，與系梁呈斜交20度角。而在兩根系梁外側(cè)，設(shè)置“工”字形挑梁布置非機(jī)動(dòng)車道和人行道，挑梁與吊點(diǎn)橫梁位置相對(duì)應(yīng)。橫梁之間設(shè)置三道小縱梁。
布置￠22×200剪力釘于系梁，橫梁，小縱梁頂板位置，從而對(duì)鋼主梁與混凝土橋面間的連接有所保證。橋面采用鋼筋混凝土面板，通過剪力釘與鋼梁連接。橋面板橫橋向?qū)?7.5米，標(biāo)準(zhǔn)板厚0.25米，近縱橫梁處加厚至0.4米。
系梁內(nèi)采用水平拉索，根據(jù)施工階段逐步施加水平拉力從而對(duì)拱的推力進(jìn)行平衡。吊桿順橋向布置為斜吊桿，間距4米。每組吊桿采用順橋向雙吊桿，吊桿采用與水平拉索材料相同的鋼絲索，設(shè)計(jì)安全系數(shù)K≥2.5。主橋墩基礎(chǔ)采用樁柱式結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁，樁尖嵌入16層微風(fēng)化花崗巖層。樁頂設(shè)鋼護(hù)筒。
（三）施工方案
本工程主橋的施工方案為支架施工方法，先梁后拱。
引橋連續(xù)箱梁部將上部結(jié)構(gòu)劃為三跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，即P12至P15為西幅、P17至P20為東幅的橋跨布置于箱梁中心線位置，長度為34.413+40+30米。
單幅橋主梁頂?shù)膶挒?3.25米，底部寬為14.25米。主梁屬于等高度箱梁，梁高為2.0米。主梁的兩側(cè)各自懸臂長為4.50米，懸臂端部的厚度為2.0厘米，懸臂根部的厚度為55厘米。頂板全聯(lián)等厚，厚度為26厘米；底板厚度為25厘米，根部則加厚至40厘米。腹板為直腹板，厚度為40厘米，根部則變厚至75厘米。橫隔梁中支點(diǎn)厚度為2.0米，邊支點(diǎn)厚度1.3米。
引橋箱梁采用縱、橫雙向預(yù)應(yīng)力體系，縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用￠S15.2-15、￠S15.2-12的兩類鋼絞線，錨下張拉控制應(yīng)力為1395Mpa。預(yù)應(yīng)力鋼絞線均采用高密度聚乙烯塑料波紋管成孔。引橋連續(xù)梁墩基礎(chǔ)采用樁柱式結(jié)構(gòu)，采用鉆孔灌注樁，樁尖嵌入16層微風(fēng)化花崗巖層。
引橋簡支空心板梁單幅橋斷面劃分為0.5米，即防撞欄桿+16米，即機(jī)動(dòng)車道+0.5米，即防撞欄桿，兩幅橋的防撞欄桿外緣之間的間距為1米。空心板梁部分橋面連續(xù)，每3跨、4跨或7跨一聯(lián)，每聯(lián)之間的伸縮縫則采用SQ－80型鋼伸縮縫。在設(shè)伸縮縫處的墩臺(tái)上布置四氟板式橡膠支座，其余橋墩布置板式橡膠支座。引橋的空心板梁多數(shù)采用20米的標(biāo)準(zhǔn)板，先張預(yù)應(yīng)力體系。在橋?qū)捵兓帲捎卯愋邪辶盒问剑淞焊邽?.9米。而下部結(jié)構(gòu)則采用帶有倒T蓋梁的樁柱式橋墩，樁基為鉆孔灌注樁。人行梯坡道緊接引橋連續(xù)梁，南側(cè)和北側(cè)都有東西兩幅對(duì)稱布置，由于橋下道路的原因以及現(xiàn)狀地面標(biāo)高的不一致，南北兩側(cè)的梯坡道結(jié)構(gòu)略有不同。南側(cè)梯坡道跨徑布置為6×9米+8.2米；共七跨。北側(cè)梯坡道跨徑布置為9.5米+5×9.8米+8.2米，共七跨。
雙主梁斷面為梯坡道斷面形式，梁高為0.7米，板厚度為0.12米，斷面寬度為4.4米。采用C40級(jí)混凝土澆筑梯坡道結(jié)構(gòu)。人行梯坡道橋沿著橋梁兩側(cè)分別設(shè)置，人行梯坡道橋基礎(chǔ)除臥梁外均采用樁基礎(chǔ)。
結(jié)語：
綜上所述，作為目前在連續(xù)箱梁橋梁中應(yīng)用較為普遍的支架現(xiàn)澆施工技術(shù)而言，要保證橋梁的質(zhì)量與安全，就必須從支架、預(yù)壓、混凝土澆筑等各方面入手，嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行施工。
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