大跨度連續剛構橋0號塊施工工藝與質量控制

李興全

（中鐵二十二局哈爾濱鐵路建設集團有限責任公司， 黑龍江 牡丹江 157021）

1 預應力連續剛構橋的發展概況

預應力砼連續剛構橋在體系上屬于連續梁橋。但由于施工方法限制，50年前的連續梁跨徑均在100 m以下，隨著懸澆、懸拼等施工方法的出現，產生了T型剛構,既保持了連續梁無伸縮縫、行車平順的特點，又有T型剛構橋不設支座、省料、梁體連續、梁墩固結，不轉換體系的優點，施工方便、養護費用低的優點。連續剛構不僅在公路上較廣泛地應用，而且在鐵路上也開始采用，國外鐵路連續剛構的最大跨徑已達到250米。

2 本文研究的主要內容

本文結合工程實例，重點對大跨連續剛構橋0號塊的施工過程中的問題進行了研究。

3 0號塊的施工

以廣珠鐵路西江特大橋為例廣珠鐵路西江特大橋主要為跨越西江而設，橋中心里程為DK72+713.11m,全長為6709.53m。主橋采用（110＋2×230＋110）m連續剛構拱跨越主航道。主墩墩號分別為141#～143#，邊墩墩號為140#、144#。142#墩為變截面空心墩，墩高為30.5m，141#和143#墩為變截面雙柱式矩形板式墩，墩高為30.5m。主梁采用單箱雙室截面，兩邊腹板為直腹板。吊桿索采用箱外牛腿錨固形式。箱梁中支點處梁高12.0m，端支點及中跨中處4.0m。主梁0號塊采用墩頂托架法現澆施工。0號塊設計長度為23m、墩頂處梁高為12m ，141#、143#砼量2652m3（含拱腳），142#砼量為2970 m3（含拱腳）。0號塊施工考慮水平分層三次澆注施工方案。0號塊完成兩次澆注后在其上安裝掛籃，然后利用掛籃逐塊懸臂澆注主梁。待掛籃施工至4號節段時，再完成0號塊第三次（即拱腳段第一期混凝土）混凝土的澆注。

3.1 0號塊施工難點

在懸臂施工過程中，由于0號塊的砼方量較大，且在高空施工，因此0號塊的施工工時是懸澆梁施工所面臨的首個難點。主要難點和易出現的問題是：①懸臂較薄且有波紋管，振搗捧插入困難，容易出現漏振現象。②托架和橋墩連接處，由于剛度不同，產生不均勻沉降，易出現裂縫現象。③腹板拐角較多，又有波紋管拐角處不易振搗密實，容易產生蜂窩和麻面現象。④因砼澆注體積較大，內外溫差大，砼容易產生收縮裂縫。⑤砼方量較大，分層澆注時保證外觀質量較難。針對以上施工難點及較易出現的問題，要認真搞好 0號塊施工的每一道工序。

3.2 0號塊施工工藝

（1）施工流程

安裝墩頂托架平臺及底模→安裝0#段外側模→安裝卸落木楔或千斤頂→調整0#段外側模就位→托架平臺預壓、卸載→調整模板位置及標高→綁扎底板鋼筋和腹板的伸入鋼筋→安裝底板上的預應力筋管道和預應力筋→監理工程師驗收→安裝腹板縱、橫、豎向預應力管道和預應力筋→安裝腹板和橫隔板模板→監理工程師驗收→安裝頂板底模→綁扎頂板底層鋼筋及管道定位筋→安裝頂板縱向預應力管道及橫向預應力管道和預應力筋→安裝頂板上層鋼筋網→監理工程師驗收→澆筑0#段混凝土→混凝土養護→拆除端模→兩端混凝土連接面鑿毛并用高壓水沖洗干凈→混凝土達到設計要求強度、彈性模量、齡期后張拉縱向、橫向及豎向預應力筋→預應力管道壓漿→拆除內模、側模和底模→拆除墩頂托架平臺。

（2）施工要點說明

墩身施工完成后，在矩形墩墩壁之間底托采用在δ=20mm厚的鋼板，鋼板橫向間距1.0m，在鋼板上安裝橫擔工字鋼后，縱向鋪設工字鋼，縱向工字鋼上設橫Ⅰ22，間距0.5m，在工字鋼上安裝木排架，在木排架上鋪設0#段底模。矩形墩外側預埋萬能桿件節點板，拼裝萬能桿件托架、橫擔工字鋼后，安設木排架形成0#段底模支承面，0#段底模采用組合鋼模板。托架周圍安裝角鋼圍欄，掛防護網。

支架拼裝好以后，采用砂袋法或水箱加水進行預壓，預壓荷載按0#段混凝土重量及其它相關施工荷載總重量的1.25倍考慮。

0 號塊施工時，根據安裝掛籃需求，預留好各種預留孔道及預埋筋，以便掛籃拼裝時能準確就位。

0 號塊管道密集，混凝土澆筑后采用高壓水管沖洗管道。豎向預應力壓漿孔設在箱梁腹板內側面，在豎向波紋管上開孔設置注漿孔，并用密封膠帶密封。

0 #段鋼筋及管道密集，鋼束管道位置采用定位鋼筋網片固定，定位鋼筋網片牢固地焊在鋼筋骨架上，定位鋼筋網片間距為0.5m，并且定位鋼筋網片所焊的鋼筋骨架與水平鋼筋采用點焊，防止管道位置移動。當預應力管道位置與骨架鋼筋發生沖突時，保持管道位置不變，適當移動普通鋼筋位置。

0 #段腹板混凝土澆筑時，在內模處留設混凝土側窗及搗固孔，以減少混凝土自由傾落高度，防止混凝土離析和對管道的過度沖擊，并避免搗固棒與管道猛烈碰撞，澆筑至預留孔位置后，封閉并加固側窗，繼續向上施工。

（3）鋼筋及預應力管道安裝

鋼筋及預應力管道、預埋件在加工場集中制作。鋼筋制作成鋼筋網片和鋼筋骨架，汽車運至施工現場，塔吊提升，人工安裝。鋼筋及預應力管道、預埋件安裝完畢后，布置好澆筑混凝土用的漏斗和串筒。對鋼筋、預應力管道及有關預埋件位置等進行自檢，檢查無誤后報監理工程師檢查，確認合格后進行混凝土灌注。

混凝土灌注完后及時養護，當混凝土強度及相應的彈性模量達到設計要求后，按設計要求及對稱同步原則張拉預應力筋，并進行壓漿。用作掛籃后錨的豎向預應力筋暫不張拉，待掛籃前移后再張拉。

3.3 托架設計及安裝

由于梁為剛性連接的 T 型剛構，結構本身具有一定的抗彎能力，根據設計和施工要求，故采用在墩旁臨時托架的方法進行施工，托架經過預壓( 預壓的目的是為了消除非彈性變形) 。取得非彈性變形和彈性變形的經驗值，同時結合梁體預應力產生的拱度，指導模板線形和高程的設置，以保證梁體線形和標高符合設計要求 ，并驗證模板和支架的強度、剛度和穩定性。

（1）預壓方法及措施

在托架搭建，焊接和底模鋪設完成后，進行堆載預壓。預壓的荷載由尼龍袋裝中砂提供，尼龍袋要求采用同一型號，以便于準確計量。尼龍袋裝 2/3 體積的中砂，以便于堆碼。通過稱量取的每袋砂子的平均質量，每 10 袋砂子為 1 組，取 3 組稱量。取得每袋砂子的平均質量，作為每袋砂子的標準質量。根據預壓部位、單位面積的荷載標準，折算成砂子的堆碼袋數。砂袋的堆碼采用疊合堆碼的方式，以保證堆碼高度達到一定高度后砂袋子仍能夠保持穩定。在鋪設模板時，將模板的高程統一在設計值的基礎上增大 2 cm，以抵消非彈性變形，提供部分彈性變形量，即所謂的模板拋高。

（2）測量觀測及分析

在不同的預壓部位，選比較有特征的位置設置觀測點。觀測點位要有代表性，用鐵釘標識。預壓的時間為 3 天，觀測的時段按以下原則進行：砂袋前觀測初始值；預壓過程中，每天觀測 1 次盡量在同一時間觀測；拆除砂袋后觀測終值。根據觀測值，去除失，真值，分析數值的彈性和非彈性關系。經過數據處理后，預定出托架的沉降量，以指導梁體的施工。做到確保連續的線形，并防止梁體在砼澆筑過程中產生裂紋。預壓荷載在箱梁砼澆筑前逐漸消除，之后進一步校核底模標高，再進入 0 號梁段的施工。

3.4 砼澆筑方案

由于0號梁段砼方量大，且在高空作業，所以本橋采用了分層澆筑的方法，即底板一次澆筑完成，腹板分層澆筑。在施工階段應注意以下事項：

（1）砼的配制及拌和針對鋼筋密又有波紋管，空隙較小的特點，優化配合比設計， 選用小石子砼進行澆筑以滿足現澆梁施工工藝。

（2）外加劑的選用選擇緩凝型外加劑，延緩初凝時間，以利于分層澆筑。

（3）砼拌和質量。采用自動計量拌和機拌制，嚴格控制配合比。砼輸送采用輸送泵進行時，保證砼的和易性，嚴格控制其坍落度。

（4）振搗設備的選用。針對臂薄鋼筋密的特點，準備 φ40，φ20 的插入式振動棒并準備振搗扁鏟和平板振動器。

（5）嚴格振搗操作規范。砼分層澆筑厚度控制在30 cm 左右，特別是腹板下部一定要本著“ 少下料勤振搗”的原則，確保波紋管處振搗密實。澆筑上層砼時振動棒要插入下層砼中5 cm～6 cm，振動棒振搗時本著“ 快插慢拔”的原則，移動距離不超過作用半徑1.5倍。振搗時間以表面泛漿，砼不再下沉并無氣泡冒出為準。

（6）合理安排澆筑順序。砼從中間逐步向兩端推進的方法，對稱澆筑。砼采用分層澆筑，澆筑順序是底板→腹板下板肋→腹板→腹板上緣→頂板。根據砼初凝時間及速度，每層砼推進的距離為 3 m～4 m。方法是：①第 1層先澆底板，用插入式振動棒配合平板振動器振搗密實。第 1 層務必把腹板底口封住，防止澆筑腹板砼時水泥漿從腹板底口漏出，造成拐角處產生蜂窩、麻面。②第 2 層澆筑腹板下部。由于該處較深又有倒角和波紋管，最容易產生蜂窩、麻面，故是澆筑的重點和難點。為了保證該處砼澆筑質量，澆筑該處砼時，應嚴格控制砼澆筑厚度，堅持少下料、勤振搗的原則；在腹板底以上 30 cm 附近的模板上開工作孔，以利于下料、振搗和觀察；用小半徑振搗棒進行振搗，并配合人工用小扁鏟進行插振，部分地方下料不足時，從工作孔上人工下料。③澆筑腹板中棒直接振波紋管，以防漏漿進入波紋管。注意保護預應力管道，棒直接振波紋管，澆筑后應及時對管道清孔。

（7）防止產生裂縫的措施。防止產生裂縫的措施有：①延緩砼初凝時間，加快澆筑速度。②澆筑完畢，及時養護，保持砼處于濕潤狀態，并將通氣孔打開，以利于箱內砼水化熱的散發，保持內外溫差均衡，防止產生收縮、裂縫。

3.5 注意事項

在施工過程中應注意：①檢查鋼筋、管道、預埋件的位置；②檢查已澆砼表面的潤濕情況；③澆筑時隨時檢查錨墊板的固定情況；④檢查壓漿管是否通暢牢固；⑤嚴密監視模板與托架變化情況，發現問題及時處理；⑥檢查對稱澆筑進度。雖然0 號梁的施工控制相對于整個連續剛構只是一小部分，但是它的重要性是不可忽視的。

結語

本論文結合懸臂澆筑大跨連續剛構橋0號段施工的理論分析，對施工控制的內容、方法以及施工過程進行了研究，得出以下結論：

（1） 通過優化混凝土配合比及選擇合適的振搗方式進行振搗，避免了漏振產生空洞的現象的發生；

（2） 通過良好的焊接工藝及托架進行預壓，消除非彈性變形，保證梁體線形和標高符合設計要求，防止了梁體在砼澆筑過程中產生裂紋的現象的發生；

（3） 0號塊施工時要保證工序銜接緊密，盡量壓縮兩次澆筑混凝土的間隔時間防止出現施工溫度裂紋。

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