先簡支后連續箱梁施工技術

雷 宏

(中國水利水電第七工程局有限公司 四川成都 610213)

1 概述

1.1 工程概況

新都中集大道延伸段工程北接新竹大道，南至金石園路，道路全長826m，道路紅線寬30～40m，30m寬采用雙向四車道布置，40m寬采用雙向六車到布置，為城市次干路。上跨毗河處設置毗河大橋，全長110.92m，寬30m，下部結構采用樁柱式橋墩和肋板式橋臺，樁基礎為嵌巖樁孔深19～21m、入巖4.5～6m；孔跨采用3×35m布置，上部結構采用裝配式預應力混凝土連續箱梁，小箱梁共30榀、采用C50混凝土，梁片橫向之間采用濕接縫連接，跨與跨縱向之間設置中橫梁，頂部負彎矩區設置二次張拉鋼束。

1.2 工藝特點

高速度的行車要求橋梁具有良好的力學性能、平順的橋面和較少的伸縮縫構造，以利于行車舒適性，因此，出現了“先簡支后連續梁橋”。先簡支后連續梁橋在使用中屬于連續受力體系，所以，在受力性能和行車舒適性方面比普通的簡支梁橋更優越。從施工方法而言，該類型橋梁具有施工簡單方便、質量可靠及結構模式統一等特點，實現了橋梁施工的裝配化、工廠化而被廣泛應用。

(1)先簡支后連續梁橋的箱梁采用集中預制、吊裝就位，擺脫了等截面連續梁采用傳統支架法和移動模架法的局限性，適用范圍廣，施工速度快。

(2)先簡支后連續梁橋整體受力性能好，且減少了橋梁伸縮縫結構，橋面更加平順，行車舒適性大大提高。

(3)箱梁由專業生產廠家集中預制，施工質量可靠，施工進度和成本可控。

(4)采用箱梁進行橋梁施工，實現了橋梁施工的裝配化和工廠化，施工安全風險大大降低。

1.3 效益分析

等截面連續梁采用傳統支架法和移動模架法的局限性大，無法實現裝配化和工廠化，施工效率極為低下，施工質量難以保障，施工工期長，安全風險大，需要大量的周轉材料和設備，且需集中修建大量臨時輔助性生產設施，一次性投入大，經濟性不高。同時需增設橋梁伸縮縫結構，施工投入較大。而先簡支后連續梁橋的箱梁采用集中預制和架設，僅需極少的臨時設施一次性投入，適用范圍廣，施工速度快。減少橋梁伸縮縫結構，橋面更加平順，行車舒適性大大提高。施工質量更可靠，施工過程中的安全風險大大降低，施工進度及施工成本更可控。加快了工程施工進度，保證了施工安全，取得了較好的經濟效果，推廣應用價值較高，可為類似工程施工提供參考。

2 主要施工方案

2.1 總體施工程序

先在預制場進行箱梁的預制，后在蓋梁頂部設置臨時支座，并同時安裝永久支座，架橋機逐跨架設主梁，箱梁架設在臨時支座上形成簡支結構，再通過梁端橫梁接頭混凝土澆筑及預應力二次張拉，形成連續箱梁，然后澆筑剩余部分橋面板濕接縫混凝土，最后解除臨時支座，完成簡支變連續體系的轉換。

2.2 箱梁預制

采用定型鋼模板進行箱梁的預制，模板安裝與鋼筋制安配合進行，具體流程為：清理底模→梁肋骨架綁扎及波紋管定位→側模和端模安裝→澆筑混凝土→養護→張拉→孔道壓漿、封錨→澆筑梁端混凝土→移梁至存梁場。

(1)預制梁采用全鋼結構臺座作底模，側模和端模采用節段拼裝式定型鋼模板。

(2)制梁臺座旁設置鋼筋臺座，鋼筋骨架采取人工預綁扎成型，采用兩臺15t龍門吊，抬吊就位安裝。預應力波紋管及各種預埋件與鋼筋綁扎同時進行，波紋管用固定鋼筋將其固定在梁體鋼筋骨架上，預埋件采用螺栓固定在鋼模板上

(3)澆筑箱梁混凝土前嚴格檢查伸縮縫、欄桿、泄水孔和支座等附屬設施的預埋件是否齊全，位置是否準確，確認無誤后方可澆筑混凝土。

(4)箱梁按照底板、腹板、頂板分層澆筑混凝土，一次連續灌注成型，由中間向兩端推進，分層厚度不大于30cm。采用拌合樓集中拌制，攪拌運輸車運輸，用兩臺布料器入倉，附著式振動器配合插入式振搗器振搗密實。

(5)箱梁頂、底板和腹板較薄，施工前選用合適粒徑的骨料，并做好配合比試驗。梁端2m范圍內及錨下混凝土局部應力大、鋼筋密，早期強度要求高，施工過程中應充分振搗密實，以確保施工質量。

(6)拆模后進行預應力鋼絞線穿索，安裝錨具，使用穿心式千斤頂兩端同時張拉，伸長值與壓力表同時控制預應力正確。張拉作業左右對稱進行，先里后外順序張拉。張拉完成后可以在臺座上進行孔道壓漿，采用注漿機自一端向另一端注漿，孔道滿漿后鎖定排漿孔持壓5min，排盡氣、水后進行下一孔道注漿。

(7)采用用兩臺龍門起重機抬梁，運梁至存梁場存梁臺座上，存梁期不得超過90d。

2.3 支座安裝

(1)箱梁安裝前，檢查支座墊石必須達到養護齡期。

(2)復核橋臺和墩柱蓋梁軸線、高程及支座面平整度，清理干凈墊石頂面。

(3)在箱梁兩端臨時安裝支座并居中，再驗收臨時支座。

(4)臨時支座頂面標高與永久支座頂面標高相齊平，永久支座鋼板直接與接頭混凝土底部澆在一起。

(5)臨時支座采用集中加工的沙桶，為圓柱狀，分為大砂桶和小沙桶兩部分，內筒為φ150mm×180mm沙桶、外筒為φ160mm×180mm，壁厚為5mm，底厚為5mm。

2.4 箱梁架設(架橋機)

(1)采用架橋機逐跨逐孔架設箱梁，置于臨時支座上，成為簡支狀態。

(2)待負彎矩鋼絞線張拉后，再將臨時支座拆除，將梁體重量由永久支座承受。

(3)箱梁架設前需編制專項施工方案，并組織專家論證報監理審批后執行。

(4)架設過程中派專職安全員全程監督，并確保施工安全。

2.5 連接接頭鋼筋綁扎中橫梁鋼筋

鋼筋由加工廠事先加工好，運輸至工作面人工焊接橋面板鋼筋及綁扎端中橫梁鋼筋。

2.6 接頭預留波紋管連接及穿束

加工接頭段頂板束波紋管并使用人工穿束。

2.7 連接接頭、中橫梁及兩側與頂板負彎矩束同長度范圍內橋面板混凝土澆筑

底模加固完成后，選取當日氣溫最低的時間澆筑連續接頭、中橫梁及其兩側與頂板負彎矩束同長度范圍內橋面板混凝土并及時養護。

2.8 二次張拉(頂板負彎矩區預應力張拉)及壓漿

(1)待新澆筑混凝土達到設計強度的85 %且混凝土養護齡期不小于7d時，張拉頂板負彎矩預應力鋼束，并壓注水泥漿。

(2)張拉采用兩端張拉，張拉順序為T4、T3、T2、T1號鋼束，逐根對稱單根張拉，錨下控制應力為0.75fpk；鋼束張拉采用雙控，當預應力鋼束張拉達到設計張拉力時，實際伸長值與理論伸長值的誤差控制在6 %以內。

2.9 剩余部分橋面板濕接縫鋼筋制安及混凝土澆筑

接頭及二次張拉施工完成后，澆筑剩余部分橋面濕接縫混凝土，澆筑由跨中向支點進行。

2.10 處理預留槽口及橋面現澆層混凝土施工

連接頂板鋼束張拉預留槽口處的鋼筋，然后進行現澆橋面鋪裝層混凝土。

2.11 拆除臨時支座完成簡支變連續體系轉換

待橋面鋪裝層混凝土澆筑完成且達到設計強度后拆除臨時支座，完成體系轉換。拆除臨時支座時特別注意嚴防高溫影響橡膠支座質量。

3 質量控制要點

(1)鋼絞線的彎折處采用圓曲線過渡，管道必須圓順，預制箱梁定位鋼筋在曲線部分以間隔為500mm、直線段間隔為1 000mm設置一組，頂板負彎矩鋼束的定位鋼筋每間隔1 000mm設置一組。

(2)箱梁頂板負彎矩鋼束的鋼波紋扁管，應在預制箱梁時預埋，并采取有效的措施來防止澆筑主梁混凝土時，扁波紋管發生變形而影響后期的頂板束張拉，在箱梁安裝好后，澆筑連續接頭段前將對應的扁波紋管相接。

(3)預制箱梁時嚴禁切斷負彎矩張拉槽口處箱梁頂板下層縱、橫向鋼筋，張拉負彎矩鋼束時也不宜隨便截斷該鋼筋。

(4)臨時支座進場前應進行驗收，安裝頂面標高應與永久支座頂面標高相齊平。

(5)施工時應確保錨墊板與預應力束垂直，墊板中心應對準管道中心，在管道密集部位及錨固區，應嚴格控制混凝土的振搗及養護，確保混凝土的質量。

(6)箱梁施工中鋼筋的連接方式，如設計圖紙中未說明，則鋼筋直徑不小于φ12mm時，鋼筋連接應采用焊接，鋼筋直徑小于φ12mm時，鋼筋連接可采用綁扎。綁扎及焊接長度應按照相關規范的有關規定嚴格執行。

(7)所有新、老混凝土結合面均應嚴格鑿毛處理。

(8)澆筑橋面現澆層混凝土前應將梁頂浮漿、油污淸除干凈，以保證新、老混凝土良好結合。

(9)支座安裝時需測量箱梁軸線和墩中心線，精確定出支座中心線，要求支座底和墊石密貼吻合，支座頂面四周高差不得大于2mm，并結合安裝溫度設置適當的預偏心。

(10)橋面施工未完成時，禁止通行施工車輛。

4 結束語

(1)先簡支后連續橋梁擺脫了等截面連續梁采用傳統支架法和移動模架法的局限性，在不需要架設大跨度橋梁的情況下對提高橋梁結構合理性和整體受力性能方面有較強的優勢。

(2)先簡支后連續箱梁施工工藝比一般簡支梁施工增加中橫梁混凝土濕連接和負彎矩區二次張拉工藝及梁體系轉換工作，但在受力性能和行車舒適性方面比普通簡支梁橋更優越。施工中需加強臨時支座加工及安裝的質量和精準度控制，體系轉換過程中需嚴格按照設計要求實施。