市政道橋箱梁橋施工技術(shù)分析

李勇、鄭偉、陳清濤、龐佳斯

（中國(guó)建筑土木建設(shè)有限公司，北京 100073）

0 引言

我國(guó)城市建設(shè)中越來(lái)越多地利用橋梁來(lái)構(gòu)建城市交通體系，緩解交通擁堵。箱梁橋是我國(guó)當(dāng)前市政道橋體系中重要的組成部分，特別是在人口較多、交通壓力較大的城市環(huán)境下，箱梁橋以其質(zhì)輕、堅(jiān)固、墩臺(tái)數(shù)量少、墩臺(tái)寬度小、圬工數(shù)量少等優(yōu)勢(shì)被市政道橋體系廣泛應(yīng)用。為應(yīng)對(duì)城市不同地形和使用需求，箱梁橋施工技術(shù)應(yīng)不斷革新改進(jìn)。

1 市政道橋箱梁橋特點(diǎn)概述

箱梁橋指的是主梁截面為薄壁閉合形狀的梁橋。通常以鋼鐵構(gòu)件和混凝土制作成中空長(zhǎng)型的桁架結(jié)構(gòu)橋體。橋梁整體質(zhì)輕、堅(jiān)固。箱梁橋分為以下幾種：其一，倒梯形箱梁橋：橋體橫截面呈現(xiàn)倒梯形；其二，分離型箱梁橋：由箱梁并列縱向構(gòu)造連接構(gòu)成較寬的箱梁橋；其三，金屬面板箱梁橋：為減輕橋梁總重，上部結(jié)構(gòu)使用鋼板和縱橫肋焊接而成；其四，雙層箱梁橋：多層箱梁，內(nèi)部不同層可以通行行人、車(chē)輛；其五，雙腹板箱梁橋：主梁每側(cè)的腹板都由雙腹板組成，總體高度比常規(guī)箱梁橋小；其六，組合箱梁橋：槽型梁和橋面板組成的箱梁橋，強(qiáng)度高、省材料、工期長(zhǎng)。市政道橋根據(jù)需求不同會(huì)選擇不同類(lèi)型的箱梁橋模式。圖1 為分離型箱梁橋示意圖，該箱梁橋每個(gè)箱梁截面均為倒梯形薄壁結(jié)構(gòu)。

圖1 分離型箱梁橋

箱梁橋的主要優(yōu)勢(shì)在于：其一，鋼材使用量小，總體質(zhì)輕；其二，抗彎與抗扭的剛度較好；其三，可做成連續(xù)梁；其四，受力體系科學(xué)合理；其五，安裝迅速，便于養(yǎng)護(hù)；其六，外觀美觀、大方、整潔。因箱梁橋的以上優(yōu)勢(shì)，在市政道橋建設(shè)中應(yīng)用廣泛。根據(jù)市政道橋的使用需求和當(dāng)前的技術(shù)水平，箱梁橋主要的跨徑組合已經(jīng)接近標(biāo)準(zhǔn)化，相應(yīng)的系列尺寸也已經(jīng)成為體系，如表1所示。

表1 常用市政道橋箱梁橋跨度組合及系列尺寸

2 箱梁橋施工技術(shù)

2.1 支架搭設(shè)施工技術(shù)

處理完地基之后，開(kāi)始搭設(shè)箱梁橋支撐機(jī)構(gòu)。搭設(shè)支架之前，需要對(duì)地基進(jìn)行夯實(shí)整平，讓地基平整堅(jiān)固。支架搭設(shè)多采用碗扣式支架，利用縱向建立成讓支架達(dá)到力學(xué)要求。支架搭設(shè)過(guò)程中，縱向立桿、橫向立桿以及底部立桿之間的距離都要保持在900mm 左右，整組立桿間距要保持一致，確保結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定的三角形。支架頂部鋪設(shè)100mm 寬150mm 長(zhǎng)的平整木料，間距在32cm，用鋼釘進(jìn)行加固。

2.2 支座安裝施工技術(shù)

為了確保灌漿施工便捷可靠，在施工之后用3D 支撐起墊石上方的預(yù)留孔，作為基礎(chǔ)，向前鑿除斜槽，清理預(yù)留孔內(nèi)的雜物，確保預(yù)留孔清潔。安裝支座過(guò)程中，支座各個(gè)腳的高度差保持在2mm 以?xún)?nèi)，縱向活動(dòng)支座安裝產(chǎn)生的各種交叉角保持在2o以?xún)?nèi)。支座安裝的中心線要和主梁的中心線保持一致。在灌漿過(guò)程中，漿液可沿著支座中心向其他方位自由流動(dòng)，最終灌滿支座。施工人員在安裝支座的過(guò)程中，須嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)要求和工程施工規(guī)范，控制好施工細(xì)節(jié)，加強(qiáng)施工效果。

2.3 澆筑模板安裝施工技術(shù)

箱梁橋的澆筑模板配備應(yīng)盡量選擇大塊鋼模板，安裝后可一次澆筑完成。模板一般會(huì)多次使用，需要保持模板表面清潔、平整，交接位置的形狀嚴(yán)絲合縫不漏漿，模板的剛度與強(qiáng)度滿足要求。模板加工完畢后，應(yīng)驗(yàn)收全部模板。在模板施工之前，嘗試拼裝成實(shí)際使用的尺寸，進(jìn)行尺寸測(cè)量教研，確保偏差值符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。模板需要吊車(chē)安裝，模板之間多數(shù)會(huì)選擇螺桿連接方式，完成模板安裝后，必須確保接頭位置緊密、線性順暢、位置準(zhǔn)確。模板安裝與鋼筋安裝須互相配合完成。部分模板可能影響鋼筋綁扎工序的進(jìn)程，完成鋼筋安裝后進(jìn)行模板安裝施工。需要關(guān)注的是，模板不可連接在腳手架上，避免引發(fā)模板形變。安裝側(cè)向模板的過(guò)程中，要注意避免出現(xiàn)模板位移、突起等問(wèn)題。模板的板面之間要保持平整、嚴(yán)密，不可出現(xiàn)漏漿問(wèn)題。待模板全部完成安裝后，進(jìn)行復(fù)查檢驗(yàn)，根據(jù)設(shè)計(jì)需求，檢驗(yàn)?zāi)０宓钠矫嫖恢谩?biāo)高等指標(biāo)。

模板安裝完全符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可以開(kāi)始混凝土澆筑工序。在模板接觸混凝土的一面和外露面要涂刷脫模劑，不能使用廢機(jī)油等材料來(lái)代替。如果模板、支架、拱架等構(gòu)件要經(jīng)歷多次使用，需要進(jìn)行例行檢修。

2.4 箱梁鋼筋加工與安裝工序施工技術(shù)

完成該工序首先要熟悉對(duì)應(yīng)工程的箱梁橋設(shè)計(jì)圖紙，確定各個(gè)工序的基礎(chǔ)工藝和設(shè)計(jì)要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)進(jìn)場(chǎng)鋼筋進(jìn)行檢驗(yàn)，材料過(guò)檢合格方可施工。其次，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鋼筋加工，施工人員要掌握技術(shù)要求，完成鋼筋抽樣檢查，再交付給鋼筋工。再次，鋼筋下料須嚴(yán)控下料尺寸，質(zhì)量檢查人員采取抽查方式對(duì)鋼筋的下料長(zhǎng)度和設(shè)計(jì)需求進(jìn)行對(duì)照，如果誤差過(guò)高，超過(guò)了設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，就要重新制作。最后，鋼筋下料完成后，要標(biāo)明堆場(chǎng)位置，鋼筋規(guī)格、長(zhǎng)度等。

鋼筋安裝環(huán)節(jié)在支架施工過(guò)程中鋪設(shè)底部模板時(shí)完成。嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)要求在底部模板上按照主筋的間距標(biāo)識(shí)完成綁扎。部分箱梁橋骨架上有兩根主筋重疊的位置，在此位置增加1m 間距的焊縫。鋼筋綁扎工序完成后，箍筋要和鋼筋保持垂直，箍筋搭接位置承受的力不可與鋼筋方向一致。除此之外，箱梁橋梁底與鋼筋外側(cè)要墊好混凝土墊塊，混凝土標(biāo)號(hào)一致[1]。平衡好混凝土保護(hù)層的厚度與強(qiáng)度，確保墊塊符合力學(xué)要求并且不漏筋。在大樣上將所有片梁鋼筋拼接好，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后完成組裝。

2.5 箱梁橋混凝土澆筑施工技術(shù)

拌制混凝土須根據(jù)設(shè)計(jì)配合比完成拌制，并檢查拌和物坍落度。澆筑過(guò)程中控制好混凝土坍落度與和易性。對(duì)混凝土的均勻度進(jìn)行檢查，確保混凝土拌和物的性質(zhì)穩(wěn)定，拌和均勻，外觀看上去顏色一致，沒(méi)有離析和泌水等問(wèn)題。完成拌和后將混凝土運(yùn)輸入模[2]。

混凝土罐車(chē)將混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，投入料斗內(nèi)，吊車(chē)把料斗吊到箱梁橋上，送到待澆筑的位置，注入模板。入模高度不高于2m，如果超過(guò)2m 要做好串筒安排。防止串筒出料位置混凝土和梁上鋼筋互相接觸，避免出現(xiàn)離析問(wèn)題。

混凝土澆筑過(guò)程中要開(kāi)始振搗。混凝土澆筑質(zhì)量與澆筑的順序、方向以及厚度有關(guān)。如果要進(jìn)行分層澆筑，下層混凝土初凝或者可以開(kāi)始重塑前就要進(jìn)行上層混凝土的澆筑，確保澆筑的各層保持水平，分層厚度符合設(shè)計(jì)規(guī)定。使用振搗器進(jìn)行插入振搗，振搗器每次移動(dòng)距離保持在其操作半徑的1.5 倍以?xún)?nèi)，并且和側(cè)向模板的距離須大于8cm。每次振搗完成后要一邊振動(dòng)一邊緩慢提起振動(dòng)棒，避免因提起過(guò)快導(dǎo)致振動(dòng)棒碰撞到鋼筋、預(yù)埋件、模板等構(gòu)件的問(wèn)題[3]。以該區(qū)域混凝土達(dá)到實(shí)心即完成振動(dòng)。

混凝土澆筑過(guò)程中，須安排專(zhuān)門(mén)的操作人員檢查支架、模板、預(yù)埋件、鋼筋等構(gòu)件是否穩(wěn)定，對(duì)出現(xiàn)松動(dòng)、形變、移位的構(gòu)件及時(shí)緊固、替換處理。

2.6 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

預(yù)應(yīng)力施工之前，首先要檢查鋼絞線的表面是否整齊、完整，外觀良好，沒(méi)有內(nèi)外損傷。下料過(guò)程中依據(jù)設(shè)計(jì)制定的型號(hào)選擇材料，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸完成鐵絲下料，注意安裝過(guò)程中的間距控制，利用預(yù)埋波紋管或者內(nèi)裝復(fù)合樹(shù)脂管件等方式完成預(yù)應(yīng)力施工，做好成孔。預(yù)應(yīng)力的張拉過(guò)程分為預(yù)張拉、初張拉、終張拉三個(gè)階段。在施工過(guò)程中，箱梁的張拉要首先將表面雜物清理干凈。其次，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的五成時(shí)，就開(kāi)始進(jìn)行箱梁帶模預(yù)張拉操作。再次，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的八成時(shí)，工作人員可以將側(cè)向模板拆除，開(kāi)始進(jìn)行初張拉操作。初張拉10%，做好伸長(zhǎng)量記錄，張拉達(dá)到100%，超張拉105% 保持5min，回縮至100%，進(jìn)行錨固。最后，測(cè)量張拉力要從兩個(gè)方向同時(shí)控制構(gòu)件伸長(zhǎng)值與張拉力[4]。終張拉完成的1 天以后，檢查構(gòu)件，如果沒(méi)有出現(xiàn)滑絲、斷裂等問(wèn)題，則切除張拉錨之外多余的鋼絞線。張拉工序完全結(jié)束后，在3 天內(nèi)完成管道壓漿操作。

2.7 箱梁橋現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工拆除封錨、支架及模板的技術(shù)

箱梁橋連續(xù)箱梁現(xiàn)澆施工過(guò)程中，支架起到臨時(shí)支撐作用。完成應(yīng)力張拉、壓漿和封錨工序施工之后，孔道位置的水泥漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度九成時(shí)，施工人員可以拆除模板與支架。拆除過(guò)程中，施工人員要注意保護(hù)好人身安全，依照施工操作安全規(guī)范進(jìn)行構(gòu)件拆除。拆除的方向?yàn)閺南淞簶虻闹醒胂騼蛇叞l(fā)展，從底模向下方的順序完成所有模板的拆除工作[5]。

3 市政道橋箱梁橋施工技術(shù)未來(lái)發(fā)展

隨著我國(guó)城市快速發(fā)展，箱梁橋在城市建設(shè)上起到的作用更加重要，箱梁橋工程建設(shè)增加，也為施工技術(shù)發(fā)展積累的豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在箱梁橋氣動(dòng)、震動(dòng)與動(dòng)力結(jié)構(gòu)研究方面，促進(jìn)了新材料研發(fā)與投產(chǎn)應(yīng)用，新工藝新技術(shù)的推廣，讓箱梁橋逐漸向著質(zhì)輕、強(qiáng)度高的方向發(fā)展。箱梁橋截面設(shè)計(jì)成適宜氣動(dòng)要求的流線型加強(qiáng)橋體，讓大跨度箱梁橋的剛性和韌性更強(qiáng)。增加了斜拉索等空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與箱梁橋結(jié)合，讓承重體系更科學(xué)。采用強(qiáng)度大、韌性好、自重輕的碳纖維新型復(fù)合材料。在施工技術(shù)方面，運(yùn)用BIM 等輔助手段進(jìn)行全流程管理，快速計(jì)算分析，智能生產(chǎn)各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)化部件，利用GPS、GIS 等系統(tǒng)監(jiān)控箱梁橋施工的準(zhǔn)確度。箱梁橋施工常見(jiàn)的問(wèn)題，如交變荷載下箱梁混凝土開(kāi)裂問(wèn)題、混凝土收縮問(wèn)題、材料徐變、箱梁下?lián)系葐?wèn)題，也得到了良好的解決。隨著橋梁工程不斷發(fā)展，箱梁橋施工技術(shù)融入了其他橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)、交叉學(xué)科技術(shù)，信息技術(shù)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、美學(xué)、綠色環(huán)保技術(shù)等都在市政道橋建設(shè)中發(fā)揮作用，給箱梁橋施工建設(shè)帶來(lái)新的靈感與新的技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

市政道橋箱梁橋工程對(duì)我國(guó)城市建設(shè)至關(guān)重要，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提升了民眾生活質(zhì)量。市政建設(shè)管理部門(mén)非常重視箱梁橋的建設(shè)與技術(shù)發(fā)展。本文針對(duì)箱梁橋的施工技術(shù)，展開(kāi)分析并提出建議，確保箱梁橋施工效率的提升，保障施工質(zhì)量。隨著城市建設(shè)的不斷進(jìn)步，箱梁橋施工技術(shù)也要與時(shí)俱進(jìn)，切實(shí)解決城市交通問(wèn)題，讓市政工程施工技術(shù)更上一層樓，為城市建設(shè)添磚加瓦。