廈門杏林大橋跨海主橋現澆連續箱梁施工方法探討

李琦，劉春陽

(中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所，北京100081)

廈門杏林大橋跨海主橋現澆連續箱梁施工方法探討

李琦，劉春陽

(中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所，北京100081)

廈門杏林大橋B標段跨海主橋上部結構為預應力混凝土連續箱梁，針對不同地質條件將掛籃、滿堂支架、移動模架、鋼管型鋼支架、鋼管貝雷架支架等多種方法相結合進行施工。本文結合廈門杏林大橋B標段施工現場實際，總結連續箱梁施工方法和施工要點，闡述施工過程中遇到的箱梁下沉、移位等問題的原因及應對措施，可供同類工程借鑒。

連續箱梁 施工方法 比較

1 工程概況

廈門杏林大橋(圖1)B標段跨海主橋起迄里程為K680+000.000—K682+710.680。橋跨布置為5× (8×50.3)m+(7×50.3)m+(6×50.3+33.904)m，左右幅共14聯，108跨，全長2 710.680 m。

圖1 廈門杏林大橋平面走向示意

上部結構均為部分預應力混凝土連續箱梁，采用單箱單室截面，單幅橋面寬度15.50 m。跨海30#—40#墩箱梁采用掛籃施工，跨海40#—44#墩箱梁采用鋼管樁滿堂支架施工，跨海44#—70#墩箱梁采用移動模架施工，70#—77#墩箱梁采用掛籃施工，跨海78#—84#墩箱梁采用鋼管型鋼支架施工。

高崎互通橋上部結構為預應力混凝土連續箱梁，左主線共9聯，29跨，總長1 099.56 m。第1聯—第3聯采用滿堂支架施工，第4聯(27.95+2×50+27.95) m采用鋼管支架施工，第5聯—第9聯采用鋼管貝雷架支架施工。高崎互通右主線橋共14聯，48跨，總長1 514.95 m，第1聯—第9聯采用滿堂支架施工，第10聯(46+77.5+46)m跨鐵路采用掛籃施工，第11聯—第14聯采用鋼管貝雷架施工。A匝道橋共8聯，26跨，總長832.74 m，第1聯—第3聯采用滿堂支架施工，第4聯(37+2×53+37)m跨鐵路采用掛籃施工，第5聯～第8聯采用鋼管貝雷架施工;B匝道橋共9聯，29跨，總長943.711 m，第1聯—第5聯采用鋼管貝雷架施工，第6聯(32+48+40.5)m跨鐵路采用鋼管型鋼支架施工，第7聯—第9聯采用滿堂支架施工。

施工難點重點分析:①跨海主橋30#—55#墩，25 m以上的高墩38個，高空作業，交叉作業集中，且本部分未設置內棧橋，棧橋堵車嚴重。②高崎互通橋Z4聯、Y10聯、A4聯、B6聯須上跨電氣化鐵路施工，難度大。③針對不同地理條件，采取不同的施工特點。施工工藝多樣化，加大了施工管理難度。④跨海主橋多采用移動模架和掛籃施工，是控制的重點。

2 施工要點分析

2.1 移動模架施工

本工程移動模架施工難點是拼裝墩身較高，提升作業困難。移動模架沿線路縱坡向下行走較向上行走不容易控制，行走過程中過豎曲線最高點，不利于作業。44#墩(37.289 m)，45#墩(36.762 m)，46#墩(36.024 m)，47#墩(35.075 m)。模架重心從44#—45#轉移到45#—46#時，整體模架有前傾趨勢。行走時要加強對各受力點的觀測，尤其是對兩對牛腿處和推進吊架處應時刻觀察，若異常須立刻停止施工，待調整后再繼續作業。

2.2 掛籃施工

跨海主橋30#—40#墩采用掛籃施工，平均墩高在28m以上，高空作業、交叉作業，作業空間狹小使施工難度加大。采取了精細化施工管理，跨鐵路施工時須增加防護網防墜物。此外，把掛籃下方接觸網的承力索采用絕緣皮包裹起來。

2.3 鋼管型鋼支架施工

跨海主橋77#—80#墩須在水中施工鋼管樁，每跨8排，2排1組。鋼管樁在施打過程中采用振沉力和灌入度雙重指標控制。橫縱向型鋼之間采用焊接以增強整體穩定性。

2.4 滿堂支架施工

施工程序如下:基礎處理→場地硬化(10 cm厚)處理→澆筑C10混凝土墊層→鋪砂→墊方木→搭設支架→安裝模板。

高崎互通立交橋三工區大都屬于原淤泥回填地段，并且在樁基施工過程中留下很多泥漿池，對地基相對薄弱地段必須作開挖回填處理。處理后的地基進行重型觸探檢測，＜10 cm/5次，5m一個斷面，每個斷面5個測試點，選擇受力較大區域。在處理合格的路基上澆筑10 cm厚C10素混凝土，澆筑的過程中注意設置1%橫坡以利于排水。并嚴格控制澆筑厚度不小于10 cm。擺設方木前先鋪砂找平，支架安裝。

滿堂支架在施工過程中要特別注意幾個問題:①支架兩側排水溝不通暢，橫向未設置1%坡度;遇到雨天積水很難排走。②若先擺方木后鋪砂，則方木下面形成空隙，澆筑混凝土時會引起支架整體下沉。③方木定位不準確，方木不直，支架底托中心偏離方木中心。④同一聯箱梁支架搭設有兩個作業面，在兩個作業面之間形成一道非標準縫隙。該縫隙要用扣件將兩側相連，鋪設支架宜從中間向兩側鋪設。⑤部分主節點未扣緊，整個支架未形成整體受力。⑥頂托外露長度過長，整體穩定性較差。

2.5 模板安裝

模板檢查內容:軸線位置、模板高程、支座軸線位置與高程、模板幾何尺寸、重復利用的模板清潔度及完整性、模板平整度等。施工中注意事項:①被雨淋過的模板，在陽光下容易變形，重復使用的模板要注意清潔模板表面污垢，因此要注意模板的保護;②模板加工定位采取外撐內拉形式，尤其是梁體較高部位;③澆筑混凝土產生的側壓力可能導致脹模、跑模。

2.6 鋼筋、預應力筋制作與安裝

安裝順序依次為:端橫梁主筋，端橫梁箍筋，橫向預應力筋管道底板底層鋼筋，底板定位筋，腹板框架鋼筋，腹板鋼筋縱向主筋，縱向預應力筋管道，內模、頂板、翼板底層鋼筋，頂板、翼板定位筋，頂板、翼板頂層鋼筋。施工過程中檢查事項:鋼筋外觀、種類、直徑、數量、半成品尺寸、擺放位置、銹蝕情況、預應力筋管道位置等。

鋼筋安裝過程中容易出現的問題:①端橫梁、中橫梁主筋保護層不夠，須在墊塊上加φ12鋼筋。②底層鋼筋網下移，須在內模腳手架馬鐙兩側墊保護層墊塊。③端橫梁主筋骨架與縱向、橫向預應力錨盒位置沖突，適當調整骨架筋尺寸和位置，調整橫向預應力筋布置位置，保證總根數不變。④底板與腹板倒角處內、外保護層不夠。⑤底板、腹板、頂板定位筋數量不足。⑥伸縮縫尺寸過小，導致伸縮縫鋼筋無法安裝就位。⑦豎向預應力錨盒與縱向主筋沖突，只能移動主筋位置。⑧掛籃施工防撞墻鋼筋數量不足。⑨變化段箱梁底板中間縱向鋼筋定位不準確。⑩在斜交墩兩側要對稱加密布置橫向預應力，或者加密橫向鋼筋。

2.7 混凝土澆筑

澆筑順序:腹板與底板倒角、底板、腹板、頂板。

澆筑過程應注意:①端橫梁底部、底板與腹板倒角內側、張拉槽口下方容易產生蜂窩、麻面。要安排專人檢查是否有漏振、未振搗到位的情況。②混凝土澆筑不連續。產生原因可能是泵車加油、修理泵車或混凝土供應不及時。這會導致混凝土顏色不一致，造成施工縫。為避免這種情況，應在現場用兩臺泵車澆筑，并加強與混凝土公司聯系，保證連續供應。③掛藍施工各節段混凝土所用水泥采用同一批號。

2.8 張拉與注漿

張拉順序:從下到上，從內到外，先縱向后橫向，再橋面板，最后豎向。

張拉、注漿中應注意:①張拉時若出現斷束，要更換鋼絞線，抽一根帶兩根或者全部更換。②張拉伸長量與設計值不符時在小范圍內以張拉力為主要控制指標。③張拉時若槽口混凝土開裂，可能是由于混凝土振搗不密實。應先放張，清除松散、開裂混凝土，用環氧樹脂砂漿封堵，待強度達到要求后重新張拉。④注漿從下向上進行，出漿側錨墊板出漿口向上。⑤橋面橫向預應力壓漿不通，主要因出漿口被堵引起。可在出漿側鑿開預應力管道。

3 施工過程中遇到的問題及對策

3.1 78#—79#墩箱梁下沉

78#—79#墩箱梁在澆筑底板混凝土的過程中箱梁支架下沉，最大沉降達4 cm。現場立即停止澆筑混凝土，待沉降穩定后繼續澆筑，同時進行沉降觀測。澆筑完成后最大沉降量已達12 cm。養護7 d后，張拉作業時發現，在該部位已經產生橫向裂縫。一個月后沉降達31 cm，裂縫有發展趨勢。

產生上述問題的原因是，鋼管樁在50 kN的振沉力下施打，每根樁的受力不足30 kN，在鋼管樁施打過程中遇到巖石斜面，導致樁底鋼管卷起，荷載的逐漸增加導致管樁下移。處理措施為將因下沉而導致橋面下陷部位的混凝土用鋼纖維混凝土回填找平，采取措施后設計驗算和加載試驗結果表明該跨箱梁能夠滿足受力要求。

由上述分析可知，在發現下沉時須立刻停止澆筑混凝土，待混凝土達到一定強度后設置施工縫，再進行第2次澆筑;或者澆筑到腹板后停止，初張至設計的20%，再澆筑剩余混凝土。同時加強鋼管樁數量，增加受力驗算的保證系數。由原來的單排樁改為雙排樁，并且加強管樁之間的平聯、斜撐以增強管樁的整體性。更改方案后后續施工的6聯同條件箱梁未出現下沉問題。可見，在地質條件不確定的情況下，支架驗算安全系數至少提高至2.0以上，并采取逐跨預壓。

3.2 70#—71#墩箱梁拆模時移位

70#—71#墩箱梁邊跨在拆內模時，用倒鏈拉動內模，由于用力過猛，導致整體箱梁側傾，使右側底板下工字鋼扭曲變形。這是由于縱向與橫向工字鋼之間未焊接，整體穩定性較差，受到振動后失穩。此外，操作上也有不妥之處，如果吊點選擇在箱梁上就不會出現這種情況。由于振動、移位可能導致箱梁混凝土存在隱患，支座已經發生移位，故本片箱梁作報廢處理。

3.3 箱梁底板裂縫

高崎互通立交橋左主線第4聯箱梁在澆筑后3處管樁下沉，并導致地面混凝土開裂，沉降量達4 cm。拆模后發現在箱梁外側、內側出現多條橫向裂紋，沿腹板到底板再到另一側腹板形成貫通裂縫，最寬處達0.2 mm。把表皮混凝土敲掉以后未看見裂紋向縱深發展。產生此問題的原因是，本聯箱梁屬于跨鐵路箱梁，原過鐵路的臨時便道在施工后沒有使用過，地基未經驗算。此外，北站一場與北站二場之間聯絡線的線路兩側路基表層無法處理，導致這兩個地方的管樁下沉。同時在澆筑完混凝土后到混凝土終凝之前受鐵路行車的影響，箱梁受到振動。由此可見，在以后的跨鐵路施工中，為了減少地基不確定性的影響，混凝土采用兩次澆筑法，第1次澆筑到腹板，待強度達到60%設計強度后進行第2次澆筑，澆筑完成后中間按施工縫設置。此外，在混凝土未終凝前這段時間應減少火車通過頻次并降低通過速度。該種箱梁裂縫屬于施工過程裂縫，通車前的加載試驗結果表明，其使用階段質量可靠，如以后裂縫不再發展，則箱梁能滿足使用要求。

3.4 掛籃施工主梁塌腰

右主線第10聯箱梁33#墩掛籃施工，在大里程側5#塊澆筑混凝土時，右側翼板傾斜。這是因為掛籃主梁下面墊塊剛度不足而產生變形，導致整個翼緣板呈楔形斜面下垂，在最外側達45 cm，已到達穩定狀態。主梁下面的墊塊由于海邊環境導致銹蝕嚴重，影響剛度，從而導致內部結構失穩。采取措施是在頂部重新補一層混凝土至設計標高，并對外側滴水進行修補。

4 結語

連續箱梁施工要統一協調，統一管理。應針對不同地質條件采用相適應的施工方法，同時還應盡量使用同一施工方法。這樣既有利于作業人員熟悉施工方法，也有利于積累施工經驗，還有利于材料間的互相調配、節約施工成本。若更換施工方法，要采取預壓方式并保證預壓安全系數。地基處理中有不可預見性因素或者采用管樁等集中荷載作為地基承載方式時，必須采取逐跨預壓，以消除不確定性因素對施工質量的影響。發生質量事故時，及時分析可能出現的風險并采取處理措施。

［1］中華人民共和國交通部．JTJ041—2000公路橋涵施工技術規范［S］．北京:人民交通出版社，2000．

［2］秦順全．武漢天興洲公鐵兩用長江大橋關鍵技術研究［M］．北京:人民交通出版社，2009．

［3］常漢明．鐵路大跨度連續梁結構施工工藝和質量控制要點［J］．鐵道建筑，2011(12):33-35．

［4］鄭生海，王小勇．連續梁施工質量監控技術［J］．鐵道建筑，2013(12):19-21．

(責任審編葛全紅)

U445.46

A

10．3969/j．issn．1003-1995．2015．03．14

1003-1995(2015)03-0047-03

2014-08-21;

2014-10-26

李琦(1981—)，女，山西太原人，助理研究員，碩士。