公路橋單聯(lián)多跨現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)

□辛賀艷（南水北調(diào)中線工程建設(shè)管理局河南直管局）

1.工程概況

文昌大道公路橋是南水北調(diào)總干渠與焦作市文昌大道的路渠交叉建筑物，屬于城市－A級，位于深挖方渠段。該道路為焦作市主要交通干道，車流量大，分設(shè)快、慢車道。此橋全長201m，為現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，全橋單聯(lián)5跨（5×40m)。橋面寬28m，橋面橫坡單向1.5%，箱梁底寬17.5m，梁高2.71m。

2.現(xiàn)澆混凝土預(yù)應(yīng)力箱梁施工總體程序

根據(jù)設(shè)計圖紙要求，現(xiàn)澆箱梁全橋單聯(lián)，從中間跨向兩端施工，共分3個施工階段，5次施工。第一施工階段施工中間跨（第3跨）長56m，施工縫設(shè)在3#墩前和4#墩后均為8m；第二個施工階段施工（第2跨與第4跨）各長40m，施工縫設(shè)在2#墩前和5#墩后均為8m；第三施工階段施工兩端跨（第1跨與第5跨）各長32m，具體見圖1：

圖1 施工總體程序圖

3.施工方法

3.1 施工工藝流程

平整場地→支架基礎(chǔ)處理→搭設(shè)支架→支架預(yù)壓→底模制安→綁扎鋼筋骨架→綁扎箍筋、安裝波紋管、穿鋼膠線→安裝內(nèi)模、外模及頂板鋼筋→澆筑箱梁→混凝土養(yǎng)護(hù)、拆模→預(yù)應(yīng)力張拉、錨固→預(yù)應(yīng)力孔道壓漿→封錨→拆除支架。

3.2 支座安裝

文昌大道公路橋共設(shè)置18個支座，分別為固定支座、順橋向支座、橫橋向支座、雙向支座。

在墊石上劃出支座縱橫中心線，同時在支座頂、底板上標(biāo)出中心線。將地腳螺栓穿入底板(頂板)地腳螺栓孔并旋入底柱內(nèi)，在錨固螺栓孔位置以外的支承墊石頂面涂滿環(huán)氧砂漿調(diào)平層，調(diào)平層高程略高于支座設(shè)計高程，當(dāng)支座調(diào)至設(shè)計高程時，用墊塊將支座墊起，再用環(huán)氧砂漿注螺栓周圍空隙及支座底板四周未填滿環(huán)氧砂漿的部位。待砂漿硬化后，拆去支座墊塊，并用環(huán)氧砂漿將墊塊部位填滿。支座安裝完畢檢查合格后，拆除支座出廠時頂、底板間的連接構(gòu)件，并安裝支座防塵圍板。

3.3 箱梁底模支撐系統(tǒng)

該橋單跨自重近2500t,箱梁底模支撐系統(tǒng)分為兩大部分,第一部分是地胎膜支撐系統(tǒng)，第二部分為腳手架支撐系統(tǒng)。

3.3.1 地胎膜支撐系統(tǒng)

公路橋下部結(jié)構(gòu)樁、柱、墩施工時，開挖采用鋼筋混凝土護(hù)壁方案進(jìn)行垂直開挖，基坑平面開口為9.0m×17.5m，頂部做混凝土地圈梁鎖口，開挖過程中基坑側(cè)壁采用20cm厚的C20鋼筋混凝土護(hù)壁，邊開挖邊護(hù)壁。

底部地胎模的結(jié)構(gòu)：5cm的碎石墊層，20cm厚的C20混凝土。澆筑混凝土墊層前，在碎石墊層上鋪設(shè)槽鋼，形成5m×18m方格,澆筑C20混凝土墊層時，以槽鋼頂為墊層頂面控制。為保證連續(xù)梁體的美觀和梁體與胎模的隔離，在C20混凝土表面滿鋪一層膠合板。

3.3.2 腳手架支撐系統(tǒng)

根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)特點，將支架系統(tǒng)受力分為兩個區(qū)域，槽內(nèi)采用Φ48mm×3.5mm鋼管碗口連接搭設(shè)滿堂架作為箱梁施工的支架系統(tǒng)，單根桿件長度為3m、0.9m、0.6m3種。首先,箱梁底部區(qū)域為結(jié)構(gòu)受力最大部位，施工過程中分別由橋墩、支架及系梁聯(lián)合受力支撐，該部位支架排距、步距均為0.6m；其次,上下游翼板部位，施工過程中全部由支架受力，該部位支架排距0.9 m、步距3m。縱向剪刀撐分別為5.4m（長）×5.4m（寬）、5.6m（長）×5.4m（寬）由底層至頂層間距4.5m一層布置；橫橋向剪刀撐5.4m（寬）×8m（高）均勻布置3層。

模板支架系統(tǒng)的安全性是此橋施工的關(guān)鍵，首先根據(jù)《路橋施工計算手冊》校核模板剛度、撓度，再驗算支架系統(tǒng)的受力。

在底層模板安裝完成后，還要對支架系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)壓，驗證支架系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。預(yù)壓荷載采用砂袋，加載過程為分級均勻加載，即60%、100%、110%進(jìn)行加載。預(yù)壓檢測，在預(yù)壓范圍的四個角點和橫橋向兩邊中間各布置1個觀測點，先對支架系統(tǒng)原始高程測量，然后每級加載完成后，每隔12h觀測1次，連續(xù)觀測3次再進(jìn)行下一級加載，最后卸載完成6h后再觀測1次即可。根據(jù)記錄分析支架系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.4 箱梁模板系統(tǒng)

箱梁兩側(cè)及翼板模板支撐采用碗扣架支撐，模板采用鋼模板。箱梁內(nèi)模支撐，一次澆筑兩側(cè)內(nèi)模采用組合鋼模板，支撐采用鋼管腳手架，間距0.75m×1.0m，水平加設(shè)兩道橫拉桿，鋼管支撐在鋼筋上，支撐鋼管的鋼筋部位與下底模之間用架立筋直接撐至混凝土胎模上。底模上以1m間距梅花形布置混凝土墊塊支撐內(nèi)側(cè)模板。鋼管頂部鋪設(shè)6×10方木，方木上鋪鋼模板。

3.5 鋼筋施工

鋼筋及預(yù)應(yīng)力孔道安裝順序：支座預(yù)埋鋼板→橫梁鋼筋骨架安裝→底板底層橫筋勻鋪→箍筋架立→肋板縱向主筋穿入并與箍筋綁扎→底板底層鋼筋→底板頂層鋼筋（含架立筋及通氣孔預(yù)埋件）→波紋管固位筋→孔道安裝→穿束→錨墊板及螺旋加強筋安裝固定→錨下鋼筋網(wǎng)片→下八字筋→箱室內(nèi)模及側(cè)模安裝→頂板底層鋼筋→頂板頂層鋼筋→上八字筋→箱梁防撞墻預(yù)埋鋼筋→邊跨梁端伸縮縫預(yù)埋鋼筋及模板安裝。

3.6 波紋管施工

箱梁預(yù)應(yīng)力管道埋設(shè)采用波紋管成孔的方法，波紋管接長采用30cm波紋管套接，管道制作嚴(yán)格按設(shè)計曲線布設(shè)，采用坐標(biāo)法控制，并在鋼筋骨架上沿箱梁縱向每50cm間距設(shè)1道定位網(wǎng)片，定位筋采用φ12鋼筋制作，成“井”或“U”字形，波紋管從中間通過，保證預(yù)應(yīng)力管道的位置準(zhǔn)確。

3.7 預(yù)應(yīng)力鋼絞線施工

鋼絞線編束先將單根鋼絞線在加工場用砂輪切割機下料，以保證切口平整、線頭不散，再轉(zhuǎn)運至現(xiàn)場進(jìn)行編束，編束時鋼絞線順直，不得交叉扭轉(zhuǎn)，采用先安裝波紋管后穿束，穿束時核對長度，對號穿入孔道。鋼絲束應(yīng)從一端穿入孔道，并從另一端處抽出至少680mm，以保證該端在張拉時有足夠的工作長度。采用整束穿，將鋼絞線編束扎緊嚴(yán)格控制鋼絞線下料尺寸，兩端對齊，同時每隔1.0～1.5m用鐵絲綁扎1道，前端套上φ8的長鋼絲作為引線牽引，全束穿好后應(yīng)保證端頭與設(shè)計位置平齊，以利于下一步張拉。

3.8 箱梁混凝土施工

3.8.1 泵車的布置

根據(jù)現(xiàn)場現(xiàn)有設(shè)備情況，采用臂長為46m的泵車進(jìn)行混凝土澆筑。第一施工段現(xiàn)場情況每端可布置兩臺，混凝土泵車的水平布料工作半徑按41m考慮；第二、三施工段現(xiàn)場情況一端可布置兩臺，46m混凝土泵車的水平布料工作半徑按41m考慮。

3.8.2 澆筑順序及分層

根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)，第一施工段先從2#槽中隔墩下料，然后分層呈梯狀向前澆筑，每層澆筑長度約4m、層厚約40cm，每層臺階預(yù)留2m左右，縱向混凝土澆筑從左岸向右岸呈梯狀分層連續(xù)澆筑，長度方向每層澆筑4m左右向前推進(jìn)，下層混凝土初凝前完成上層混凝土澆筑。

第二、三施工段分別從1#、4#、0#、5#中隔墩下料，澆筑方法同第一施工段。

混凝土振搗根據(jù)泵車布料進(jìn)行配置，下部人員在前，上部人員縱向隨后，振動器根據(jù)施工長度均勻擺放，確保人動機不動。

箱梁頂面覆蓋棉被，要保證箱梁頂面完全覆蓋，并灑水養(yǎng)護(hù)。上結(jié)結(jié)構(gòu)混凝土未達(dá)到2.5MPa前，不得使其承受行人、運輸工具、模板、支架及腳手架等荷載。

3.8.3 拆模

混凝土強度達(dá)到25MPa時方可拆除側(cè)模，混凝土強度達(dá)到30MPa時方可拆除頂模板。梁模板拆除時，先拆除內(nèi)模及翼緣板部位，再拆除腹板。底板模板在卸架后再拆除，拆除時橫向應(yīng)同時、縱向應(yīng)對稱均衡拆除，從跨中向支座方向依次循環(huán)拆除。

3.9 預(yù)應(yīng)力張拉

預(yù)應(yīng)力張拉分為3個階段。第一施工段采用兩端同時張拉；第二、第三施工段均采用單端張拉。在施工縫設(shè)置處，全部預(yù)應(yīng)力鋼束采用連接器連接。

現(xiàn)場采用4臺450t千斤頂進(jìn)行同步張拉。箱梁澆注完畢后在混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的85%以上后張拉鋼束，實際伸長值與理論伸長值的誤差控制在±6%范圍內(nèi)，否則暫定張拉，分析原因，采取相應(yīng)措施后方可繼續(xù)張拉。預(yù)應(yīng)力筋張拉錨固后，在48h內(nèi)完成孔道壓漿，以免造成鋼絞線銹蝕。

3.10 支架系統(tǒng)拆除

現(xiàn)澆箱梁支架拆除必須待預(yù)應(yīng)力束全部張拉完畢，且管道壓漿的強度均達(dá)到設(shè)計強度的80%以上時方可進(jìn)行。每跨沿軸線方向中間開始開挖，每個地胎膜澆筑塊為一個開挖單元，每用挖掘機把地胎膜底部挖空1m左右，直至整個地胎膜澆筑塊拆除，然后向兩邊推進(jìn)。落架應(yīng)遵循對稱、緩慢、均勻的原則，按照橫向全斷面同時、縱向?qū)ΨQ均衡卸落的方式。橫向部位應(yīng)從懸臂處按順序卸落。

4.結(jié)論

文昌大道公路橋單聯(lián)多跨連續(xù)現(xiàn)澆混凝土箱梁施工，其特點有：每跨單聯(lián)，橋面寬體積大；施工難點：支架系統(tǒng)安全設(shè)置，連續(xù)混凝土澆筑組織措施，預(yù)應(yīng)力張拉控制。