現澆箱梁施工技術研究

張 達

（中鐵十八局集團隧道工程有限公司，重慶 400700）

現澆箱梁施工技術是混凝土橋梁施工中一種先進的工法。內部為空心結構，上部兩側布置了相應翼緣，其形狀和箱子類似，因此被成為箱梁結構，根據箱梁數量的不同，分為單箱和多箱兩大類。在具體施工中，可在特定的場所進行預制加工，然后運輸到施工現場，再通過架橋機完成箱梁架設。和其他橋梁施工技術相比，現澆箱梁施工技術具有施工速度快、節約工期的優勢，隨著各項技術的不斷完善，目前現澆箱梁施工技術主要應用在大型連續橋梁施工中。機械化程度高,勞動強度低、施工進度快,而且對環境影響比較小。現澆箱梁施工技術是混凝土橋梁施工的主要技術,其地基處理是否合理、現澆箱梁滿堂支架計算是否準確,直接關系到施工進度和工程造價。因此,應高度重視這兩個方面,使其在雷家互通K214+360.5主線橋施工中發揮重要作用。本文結合雷家互通K214+360.5主線橋實際情況,分析了現澆箱梁施工技術應用要點,總結了施工的經驗和教訓。

1 工程概述

雷家互通K214+360.5主線橋上跨成資快速路中橋，根據橋位處的被交路、地形及地貌特點，該主線橋采用一聯4×20m現澆預應力混凝土連續箱梁。該橋分別位于緩和曲線（起始樁號：K214+317.03，終止樁號：K214+380.804）和直線（起始樁號：K214+380.804，終止樁號：K214+403.97）上，縱斷面縱坡-0.5%。

橋面寬度左幅為18.67～20.5m單箱三室截面如圖1所示，梁高1.3m。下部結構采用圓柱式墩，肋板式橋臺，基礎為鉆孔樁；箱梁采用預應力C50混凝土連續箱梁，頂面設2%橫坡，內外側懸臂為2.5m，箱梁頂板厚0.25～0.45m，底板厚0.22～0.60m，兩側腹板板厚0.45～0.85m。

橋面寬度右幅為16.5m單箱雙室截面如圖2所示，梁高1.3m。下部結構采用圓柱式墩，肋板式橋臺，基礎為鉆孔樁；箱梁采用預應力C50混凝土連續箱梁，頂面設2%橫坡，內外側懸臂為2.5m，箱梁頂板厚0.25～0.45m，底板厚0.22～0.60m，兩側腹板板厚0.45～0.85m。

2 現澆箱梁施工工藝

2.1 工藝流程

鋼筋在指定位置進行集中加工，通過起吊的方式吊入模板中，然后進行人工綁扎，在混凝土拌制時采用自拌式，并用專用罐車運輸，泵送入模。混凝土入模以后，用插入式振搗器進行振搗，根據外界氣溫和風力大小制定養護方案。當混凝土強度達到設計標準后，采用智能張拉設備進行張拉，確認混凝土強大達到設計標準后，才能拆除模板和支架[1]。

2.2 施工方法

2.2.1 地基處理

先要進行初步整平處理，并對表層松土進行全面清理，及時剔除淤泥土質，在地基處理時，要格外注意對原土層的保護，以便后期回填使用。用挖掘機對地面初步鋪平碾壓，碾壓至標高433.745，碾壓后壓實度不小于90%。壓實后表層澆筑橫坡為1%的20cm厚C20混凝土，如圖3所示。

2.2.2 支撐架搭設

碗扣式支架底托設置在寬200mm，長500mm的長方形木板上，而頂托則安裝長150mm和寬150mm的正方形木方上。然后縱橋向上鋪100×100mm的方木。方木上鋪現澆箱梁底、側模。底、側模均采用木板，保證箱梁外觀質量。碗扣支架立桿縱向間距梁端取0.6m，跨中取0.9m，橫向間距均為0.9m，步距均取0.9m，頂、底托采用可調托撐[2]。

2.2.3 預拱度設置

預拱度設置計算公式為：

圖1 單箱三室橫斷面示意圖

圖2 單箱雙室橫斷面示意圖

圖3 支架基礎處理示意圖

式（1）中：δx表示距左支點x的預拱值；δ表示跨中預拱值；x表示距左支點距離；L表示跨長。

經支架超載預壓之后，根據預拱度計算結果，（減去預應力施加后產生的上拱度后，差值為實際預拱度值）在相應的位置上設置。預拱量采用厚度分別為1～10mm的各種木屑在相應設計位置處；采用螺旋千斤頂時，調節千斤頂至相應預拱位置處，并固定支撐。調節預拱度時，由水準儀配合，精確測量。

2.2.4 模板安裝

木模在現場拼裝，安裝后還需要對木模安裝的位置、標高、節點以及穩定性進行全面檢查，確認各項標準都達到設計要求后才能進行混凝土澆筑。同時為最大限度上確保現澆箱梁整體外觀的美觀性和表面的平整度，在模板安裝時要盡量采用是統一規格和型號的木模。在模板長度和跨度的要反拱度進行確定，并盡量具有足夠的強度和穩定性，以便更好的承受各項荷載和震動。除此之外，在構造和制造力上要力求簡單便捷，提升安裝和拆除的速度，滿足模板周轉需求[3]。

2.2.5 混凝土澆注

澆注方案：混凝土采用自拌混凝土，輸送車運輸，泵車入模，插入式振動器配合平板振動器振搗，灑水覆蓋養生。頂底板采用分層澆筑高度如圖4所示，分層面選擇在腹板80cm處。

圖4 單箱三室混凝土澆筑高度施工順序示意圖

混凝土澆筑從0#橋臺向4#橋臺方向一次性澆筑，左幅第一層混凝土澆筑量為630m3，而右幅第一層混凝土的澆筑量為500m3左右，屬于大體積混凝土澆筑工程，因此，在具體澆筑時要選擇分層澆筑法，在每層混凝土即將初凝前進行上層混凝土澆筑[4]。

3 現澆箱梁滿堂支架計算

3.1 荷載計算

新澆混凝土重力密度取26Kn/m3。G= 257.86m3× 26KN/m3=6704.36KN偏安全考慮，取安全系數r=1.2，底板面積為310m2，計算單位面積壓力：

q1=G/S=6704.36KN÷310m2=21.627 KN/m2；模板及附件重統一取q2=1.4 KN/m2；施工活荷載取q3=5 KN/m2；鋼管自重：q4=（5.55×19×25+15.5×7×25+18.7×7×19+61.6×2）×38.4/（1000×310）=0.986KN/m2。 其 中 碗 扣式構件每米重38.4 N/m,根據《路橋施工計算手冊》可知Σq=Q=K（q1+ q2+ q3+ q4）=1.2×（21.627+1.4+5+0.986）=34.816KN/m2，式中：K為安全系數，取K=1.2。

3.2 立桿穩定性驗算

由于橫桿步距為0.9m，i為回轉半徑，長細比為λ=l/i=900/15.78=57.034，根據《路橋施工計算手冊》得軸心受壓構件的縱向彎曲系數φ=0.867，則

σ=N/（φ×A）=34.816×1000÷（0.867×489）=82.12MPa ＜ [σw]=145MPa

根據《路橋施工計算手冊》查得鋼管支架彎曲容許應力[σw]=145MPa。因此，立桿穩定性滿足要求[5]。

4 箱梁支架受力計算

4.1 箱梁荷載

箱梁鋼筋砼自重：G=777m3×26KN/m3=20202KN。偏安全考慮，取安全系數r=1.2，以全部重量作用于底板上計算單位面積壓力：F1=G×r÷S=20202KN×1.2÷（12.4m×72m）=27.153KN/m2。

4.2 撓度

計算公式為：f=0.677qL4/100EI= (0.677×9.946×0.34)/(100×0.1×108×8.44×10-8)=0.65mm＜L/400=0.75mm，竹膠板撓度滿足要求[6]。

4.3 支架剛度（撓度）驗算

按照ωmax=5qL4/384EI進行驗算，此公式中，ωmax表示最大撓度；E表示鋼管彈性模量，取E=210×103N/mm；q表示均布荷載，取q=6.163kN/m =6.163 N/mm； I表示鋼管截面慣性矩，取I=1.215×105mm。ωmax=5qL4/384EI=5×6.163×9004/（384×210×103×1.215×105）=2.064mm。

容許撓度[ω]=L/400=900/400=2.25mm＞ωmax= 2.064mm

5 結論

綜上所述，本文結合工程實例，分析了現澆箱梁施工技術，得出以下幾點結論：

1）在混凝土橋梁工程施工中，科學合理地應用現澆箱梁施工技術，可大幅度提升工程的質量以及使用價值。現澆箱梁施工技術是當前高架橋梁和高等級公路橋梁的主體結構施工技術之一，具有結構、性能、外觀上的綜合優勢，是橋梁項目中較新的施工技術。

2）現澆箱梁施工技術施工效率、施工成本、施工安全性等方面皆有非常明顯的優勢。但在具體施工中，還應發揮質量檢驗、管理工作、安全管理等各方面的綜合力量，形成現澆箱梁施工質量保障體系，共同確保現澆箱梁施工能夠按照設計要求，安全、高效的完成。且符合目前我國橋梁事業持續穩定發展相關規范和標準的需求，值得范圍推廣應用。

3）橋梁工程是集合了建筑、施工、地質、管理等各個專業的一項綜合性項目，現澆箱梁施工技術作為現階段公路橋梁廣泛應用的一種主體結構施工技術，無論是在結構、性能，還是外觀方面都具有一定的優勢。