河道內(nèi)中小跨徑連續(xù)寬箱梁施工方法分析

吳彥斌 謝志勇 馬宏偉

（襄陽市交通規(guī)劃設(shè)計院 襄陽 441000）

目前對于中小跨徑連續(xù)箱梁常用的施工方法有滿堂支架就地澆筑施工法、支架逐孔現(xiàn)澆施工法和頂推施工法［1］。滿堂支架就地澆筑施工橋梁線形易于控制，后期使用效果好，但需要大量的支架，位于河道中的支架還要考慮洪水、漂浮物和風載的影響；支架逐孔現(xiàn)澆施工支架量較滿堂支架施工少，但施工速度較滿堂支架慢；頂推施工法不受河道洪水、漂浮物影響，但在施工過程中結(jié)構(gòu)體系不停變化，每個截面正負彎矩交替出現(xiàn)，其施工彎矩包絡(luò)圖與使用狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖相差較大，梁截面配筋較多，不經(jīng)濟。目前在河道內(nèi)中小跨徑連續(xù)箱梁施工多采用前2種方法［2］。

本文以某市政橋梁工程為背景，結(jié)合滿堂支架施工法和支架逐孔現(xiàn)澆施工法，提出采用三段式澆筑施工法，實現(xiàn)了加快施工進度，同時減小季節(jié)性洪水的影響。

1 工程背景

某市政工程橋梁跨越季節(jié)性河流，主跨為24 m＋32 m＋24 m等截面連續(xù)箱梁，橋面全寬50 m，左右分幅，單幅橋梁寬20 m，2幅橋中央分隔帶10 m，箱梁截面采用單箱三室結(jié)構(gòu)（見圖1），最大墩高11 m，河流每年6～9月為汛期，主跨箱梁現(xiàn)澆計劃6個月完成。

圖1 箱梁截面圖（單位：c m）

2 施工方法介紹

該橋主跨一聯(lián)80 m，單幅橋面寬度為20 m，若采用滿堂支架一次澆筑完成，需要大量的支架，在施工中對混凝土供應(yīng)能力提出很高要求。如采用逐孔現(xiàn)澆施工，施工周期較長，施工主跨的時間與河流汛期重合，支架安全隱患較大。

結(jié)合上述2種施工方法，本項目縱向采用三段式澆筑施工法，即先施工中間跨，形成雙懸臂靜定體系，分段處位于恒載彎矩為0處，即在邊跨內(nèi)距離中間墩4 m處，一次澆筑長度為40 m；然后再澆筑兩端各20 m，形成連續(xù)體系（施工步驟見圖2）。這樣可提高施工效率，減少施工支架數(shù)量的投入，減小混凝土供應(yīng)壓力，同時可有效避開河流汛期。

圖2 縱向施工順序圖

橫斷面采用2次澆筑，分界面在橫斷面中性軸，安裝綁扎分2次進行，一次為底板、縱梁、橫梁及腹板，第二次為頂板及翼板［3］。

3 施工方法比較

3.1 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算

3種施工方法施工完成后，成橋使用階段活載受力圖式完全一致，僅在施工過程中受恒載作用結(jié)構(gòu)內(nèi)力不同。本文所指結(jié)構(gòu)內(nèi)力是指施工階段由于施工順序不一樣導(dǎo)致恒載內(nèi)力圖式不一致。2種施工方法恒載內(nèi)力圖見圖3、圖4。

圖3 支架逐孔現(xiàn)澆施工恒載內(nèi)力圖

圖4 三段式澆筑施工恒載內(nèi)力圖

由圖3、圖4可見，三段式澆筑施工法跨中負彎矩明顯比支架逐孔現(xiàn)澆施工大，經(jīng)計算，三段式澆筑施工法跨中A點最大負彎矩為－4.45×103MPa，支架逐孔現(xiàn)澆施工跨中A點最大負彎矩為－2.75×103MPa，在頂板配筋時三段式澆筑施工法應(yīng)加強頂板配筋，避免出現(xiàn)負彎矩裂縫，鋼筋增加量詳見表1。

3.2 工程數(shù)量

中小跨徑箱梁由于梁高較小，鋼絞線錨固端一般設(shè)置在梁端頭。滿堂支架現(xiàn)澆施工法整聯(lián)澆筑混凝土，鋼絞線型號、根數(shù)整聯(lián)相同，整聯(lián)張拉、封錨。但由于邊跨彎矩比中跨小，鋼絞線在邊跨未充分發(fā)揮作用。分段澆筑法施工由于中跨和邊跨分開澆筑、張拉，中跨和兩邊跨鋼絞線根據(jù)各自彎矩大小配置鋼絞線，鋼絞線數(shù)量比滿堂支架現(xiàn)澆施工法少。如本項目滿堂支架法鋼絞線通長設(shè)置了3排腹板束，而分段澆筑法施工中跨設(shè)置3排腹板束，邊跨設(shè)置2排腹板束。

另外，分段澆筑法在距離兩中墩4 m處錨固，考慮到錨固要求，腹板比滿堂支架現(xiàn)澆施工法箱梁腹板厚，混凝土和普通鋼筋數(shù)量相應(yīng)增加，具體比較數(shù)量見表1。

表1 工程量比較

3.3 主要施工材料及設(shè)備

滿堂支架法施工支架和模板為全聯(lián)搭設(shè)，一次性投入大；支架逐孔現(xiàn)澆施工法支架和模板只需中跨32 m施工的用量，邊跨施工可重復(fù)利用中跨支架和模板；三段式澆筑施工法支架和模板需第一次施工40 m用量，兩邊跨施工可重復(fù)利用第一次施工支架和模板。

滿堂支架法施工混凝土拌和能力和施工人員投入較大，三段式澆筑施工法次之，支架逐孔現(xiàn)澆施工法投入最少。具體比較數(shù)量見表2。

表2 施工主要材料及設(shè)備比較

3.4 工期和施工難易程度

施工工期與施工工序有很大關(guān)系，滿堂支架施工1次搭設(shè)支架，1次澆筑混凝土，然后張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，工期約135 d；支架逐孔現(xiàn)澆施工法分3次搭設(shè)支架，分段澆筑混凝土和張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，工期約160 d；三段式澆筑施工法先施工中間跨40 m，再同時施工兩邊跨20 m，工期約120 d。

本項目施工主要難點是支架的穩(wěn)定性和混凝土澆筑過程中的現(xiàn)場管理。由于橋梁的澆筑、張拉整個過程都在支架上完成，支架搭設(shè)周期長，受洪水影響、漂浮物影響較大，如何縮短支架搭設(shè)時間，降低施工過程風險是施工單位首要考慮的安全問題［4］。本項目采用滿堂支架現(xiàn)澆施工法在主跨河床上搭設(shè)支架時間大約100 d；支架逐孔現(xiàn)澆施工法在主跨河床上搭設(shè)支架時間大約130 d；三段式澆筑施工法在主跨河床上搭設(shè)支架時間大約90 d。3種施工方法綜合比較見表3。

表3 施工方案綜合比較

4 結(jié)語

按照上述推薦施工方法施工，本橋有效避開了河流汛期，工期最短，施工安全可靠，施工費用最省。該方法主要適用于：①中小跨徑的連續(xù)箱梁現(xiàn)澆施工；②位于河道內(nèi)或者上跨道路，橋下需過車或者河道不能全阻擋；③施工中混凝土方量需求大，采用分段施工可減小單位時間內(nèi)混凝土供應(yīng)量。該方法還可根據(jù)橋下通航或者車流情況，采取先施工兩邊孔，再施工中間孔的順序，比傳統(tǒng)施工方法具有較大的優(yōu)勢。

［1］ 徐 岳，王亞君，萬振江.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計［M］.北京：人民交通出版社，2000.

［2］ 田克平.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范實施手冊［M］.北京：人民交通出版社，2011.

［3］ 任志剛.淺談橋梁施工中箱梁施工技術(shù)［J］.河南科技，2013（5）：148-149.

［4］ 郭麥豐，徐元虎.淺析大寬度連續(xù)梁施工［J］.交通科技，2013（S）：19-20.