預應力混凝土連續剛構橋施工方法探討

杜 洪 亮

（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 611130）

0 前 言

連續剛構橋是目前工程應用較多的一種橋型，其常用的施工方法是懸臂掛籃施工［1］。懸臂掛籃施工借助多個能自行前進的掛籃來提供鋼筋綁扎、模板架立、混凝土施工、預應力張拉等工序的平臺。掛籃可采用錨固于已成型的梁體上。

常規的懸臂掛籃施工主要步驟為：在已達到齡期的下部結構頂部側面設置扇形托架，在墩頂及托架上安設模板、綁扎鋼筋及澆筑0號塊梁段；在成型的0號塊梁段頂部組裝施工掛籃；對掛籃進行預壓；以掛籃為平臺施工1號塊梁段的模板、綁扎鋼筋、澆筑混凝土等工作；待1號塊梁端達到設計齡期并張拉完成預應力鋼束后掛籃前移；按同樣方法循序前行，直至懸臂梁段澆筑完成。

1 預制吊裝鋼筋存在問題及解決方案

1.1 存在的問題

常規的懸臂澆筑施工工藝中鋼筋綁扎占用的工期較長、操作工人多、操作空間狹窄，且屬高空作業，危險性較高。

1.2 預制吊裝鋼筋設計

為解決上述技術問題本方案，可采用提供一種橋梁懸臂澆筑的施工方法，可以縮短施工工期，提高施工安全。具體為將箱梁鋼筋在工廠或預制場利用長線法或者短線法預制，后利用箱梁頂部的提升裝置吊裝就位。

1.3 施工方案

下面結合附圖及實施例對本方案作進一步說明。如圖1所示，本方案包括如下步驟：

圖1 預制鋼筋籠

（1）常規工藝施工橋墩及0號塊梁段，橋墩施工完成后，在墩頂側面設置扇形托架，在墩頂及托架上架立模板、綁扎鋼筋及澆筑0號塊梁段。

（2）在0號塊梁段頂部拼裝掛籃及提升裝置縱梁。

（3）在工廠或預制場利用長線法或者短線法綁扎箱梁鋼筋。

（4）利用運輸工具將1號塊梁段的箱梁鋼筋運送至1號塊梁段正下方；運輸工具通常采用車輛或船舶的方式。

（5）利用提升裝置將箱梁鋼筋安放就位；提升裝置可采用卷揚機。

（6）縱向移動掛籃至1號塊梁段處；移動模板并調整模板，將箱梁鋼筋放置于模板上。

（7）將1號塊梁段的箱梁鋼筋與0號塊梁段的相應縱向鋼筋連接；鋼筋綁扎牢固，應保證鋼筋在澆筑過程中不發生移位，從而保證縱向鋼筋連接順利。

（8）安裝預應力管道及內模。

（9）澆筑混凝土并養護。

（10）張拉預應力鋼筋。

（11）前移提升裝置縱梁，提升2號塊梁段的箱梁鋼筋。

（12）重復上述步驟，直至全橋合攏。

1.4 結論及建議

本方案的有益效果是：將鋼筋綁扎的大部分工作轉化為地面工作，減少了高空作業，提高了施工安全；有利于常規機械的使用，提高了機械化程度；提高了工作環境的舒適性；減小了天氣對工期的影響；減少了防護成本；縮短了施工工期；同時采用預制場預制箱梁鋼筋的方式提高了質量，方便了驗收。建議加強地面成果的驗收，確保所有構件吊裝過程中不發生變形。

2 填注混凝土連續剛構橋存在問題及解決方案

2.1 存在的問題

大跨度連續剛構橋通常修建在高山峽谷地區，而橋墩通常采用高墩來適應路線及橋梁自身溫度變位［2］。山區惡劣多變的氣候條件和狹窄的工程場地條件給山區橋梁建造帶來了很大的挑戰［3］。山區連續剛構橋的常用施工方法為：（1）根據施工總體布置，選定并修建大型混凝土攪拌站，布置泵送設備，根據地形及墩高鋪設泵送管道；（2）利用大型攪拌機進行混凝土生產；（3）利用大型混凝土攪拌運輸車將混凝土運送至混凝土泵送設備；（4）泵送設備將混凝土通過泵送管道泵送至連續剛構橋箱梁節段施工處。

常規施工方案成熟可靠，但全過程設備投入很大，且到達工作面的混凝土質量受外界氣候影響很大。拌制、運輸及泵送全過程中管道的因素影響最大，因地形條件限制，管道一般均需要多次彎折，導致泵送阻力加大，泵管氣密性遭破壞，進而工程中常見泵送口和出管口處混凝土性能變化很大、出現泵管被混凝土堵塞等現象。

混凝土成品的質量與混凝土的性能密切相關［4-5］。混凝土結構最常見的病害是蜂窩麻面，而此種病害的直接決定因素是混凝土的水泥漿用量。水泥漿在凝固前的的混凝土中起到潤滑作用，水泥漿占比高，則混凝土拌合物的塌落度大，和易性也好，混凝土澆筑易密實，混凝土成品不易產生蜂窩麻面，但水泥水化產生的熱量大，收縮量大，產生裂縫多；反之則易產生蜂窩麻面。

2.2 填注混凝土連續剛構橋設計

為解決上述技術問題，本方案所采用的技術方案是將連續剛構橋箱梁的混凝土采用填筑的方式進行施工，操作方便且能在提高施工質量的同時降低工程投資。

2.3 施工方案

為便于理解和說明填注混凝土連續剛構橋，選本方案的優選實施例結合附圖作進一步說明。如圖2所示，本方案的主要施工步驟簡述如下：

圖2 填注混凝土連續剛構橋

（1）采用爬模施工工藝對下部結構1進行施工，隨即搭設支架施工0號塊。

（2）工廠內加工箱梁封閉模板。封閉模板組成有：端模板19、側模板7、底模板6、頂面模板及設置于模板上的水泥漿壓漿嘴2；在工廠內應進行試拼裝并應進行氣密性檢測。

（3）在墩頂及0號塊上組裝掛籃3和安裝壓漿機4、真空泵5；并預留注漿料運輸通道。

（4）在掛籃上安裝底模板6和側模板7，制安鋼筋；在模板上安裝振搗器。

（5）在墩頂及0號塊上安放小型混凝土攪拌機8和布料機9；并將配合比及含水率等工藝參數均符合設計要求的混凝土骨料吊運到0號塊頂儲存備用。

（6）在1號梁節段內安放下料管10；下料管的不知間距及位置應進行方案比選，確保施工質量并有益于施工效率的提高；同時下料管下口的傾倒混凝土拌合料高度應滿足規范要求。

（7）將混凝土攪拌機8攪拌出的混凝土骨料利用布料機9均勻散布在1號梁節段內至規定厚度；填鋪參數根據拉筋、預應力鋼束布置位置和數量及內模板11的特點相協調，并結合試驗數據設定；根據需要上提下料管10。

（8）利用模板上振搗器對已填鋪混凝土骨料進行振搗，必要時可以在已填鋪混凝土骨料頂面加平板振搗器。

（9）根據設計文件設置拉筋、預應力管道，最后安裝內模板11。

（10）重復（7）～（9），直至混凝土骨料填筑至箱梁頂面。

（11）安裝頂模板。

（12）注漿并同時利用振搗器進行全梁段振搗。對節段進行壓漿前，應利用真空泵5對1號節段進行真空處理，梁段內的真空度應達到設計值；再利用壓漿機4對1號梁段進行壓漿并用振搗器振搗。

（13）養護及拆模、張拉預應力鋼筋。

（14）前移掛籃3，施工下一梁段。

（15）重復上述步驟，直至全橋合龍。

真空泵5與壓漿機4可以布置在0號塊內部；其他節段施工時可以根據梁頂場地情況擇優布置。

2.4 結論及建議

（1）連續剛構橋梁體的大部分作業均可在梁頂完成，避免了混凝土長距離輸送，避免了泵送堵管導致梁體不能順利澆筑的情況。

（2）采用骨料填筑方案可以降低混凝土中的水泥漿用量，降低混凝土中水泥的水化熱，降低了自然條件對成橋過程的不利影響。

（3）真空輔助壓漿技術提高了混凝土的密實度，改善了混凝土的成品質量，減少了蜂窩麻面等病害。

（4）混凝土可以按照不考慮施工成型過程的影響，僅按照理論上混凝土強度需求進行配置水泥漿用量。從而可以減少因提高施工和易性而增加的水泥漿量，降低造價。

（5）與常規做法相比，可以避免預應力管道與澆筑混凝土所用下料筒空間沖突問題。

3 結 論

通過本文所述的填注混凝土連續剛構橋和預制 吊裝鋼筋2個方案，可以有效改善連續剛構橋結構體系在特殊條件下的應用難度，節省工期，減少投資，保證安全。