南京机场高速跨秦淮新河大桥0#块现浇施工技术

邢崴崴 高智

摘要：南京机场高速跨秦淮新河大桥主桥为54+92+54m预应力混凝土现浇桥，分为东西四幅双向八车道。主跨采用挂篮悬浇，由于梁体与墩身的夹角为24.1°，属于非正交情况，本文重点介绍该桥梁非正交条件下0#块现浇施工技术和临时固结实施方案。

关键词：挂篮悬浇；0#块现浇；非正交

Abstract: Nanjing Airport Expressway cross the Qinhuai New River bridge 54+92+54m cast-in-situ prestressed concrete bridge, divided into four pieces of two-way eight driveway. The main span of the hanging basket cantilever casting beam and pier, due to an angle of 24.1°, belong to non orthogonal condition, this paper mainly introduces the bridge non orthogonal condition of 0# block cast-in-place construction technology and temporary consolidation scheme.

Key words: hanging basket cantilever casting；0# block cast； non orthogonal

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

一、工程概况

南京机场高速路跨秦淮新河大桥为南京南站综合枢纽快速环线的重点项目，跨秦淮新河的主桥采用三跨变高度预应力连续箱梁跨越秦淮河航道，桥跨布置为54+92+54m，由于河道与桥梁前进方向夹角为24.1°，为保证通航净空，设计采用墩身与河道平行，桥梁与墩身夹角24.1°，墩身与承台外边缘最小距离为1m。

1、0#块设计

桥梁结构采用单箱单室斜腹板混凝土预应力箱梁。桥面宽15.5m，0#块梁高为5.4m，两侧悬臂长3.7m，箱梁顶面设置单向2%横坡，通过变高梁以腹板斜率不变，变底板宽来实现。箱梁顶板厚0.28m，悬臂板端部厚0.2m，根部厚0.55m；腹板厚0.45～0.85m，底板厚0.3～0.8m。主线八个桥墩均位于水中，每个桥墩采用6根直径2.0m钻孔灌注桩，桩长15～18m，矩形承台平面尺寸为13.2m（横桥向）×8.2m（纵桥向）×3.5m（厚），承台顶埋入河床面以下（见图1 主桥尺寸图）。

全桥0#块共8个，分别布设在新秦淮河南北两岸，每个节段长度12m，采用钢管直接支撑在承台上作为支架进行现浇。本文重点介绍在非正交条件下，承台支撑面有限时，较长0#块支撑体系的设计和0#块施工技术。

2、0#块主梁预应力设计

主桥箱梁采用三向预应力体系，即纵向、横向、竖向均设置预应力钢束（筋）。纵向和横向（桥面板）预应力采用Φs15.20高强度低松弛钢绞线，fpk=1860MPa。锚固体系为群锚体系。竖向预应力采用PSB785MPa精轧螺纹钢。三向预应力均采用真空压浆工艺。

3、0#块主梁结构特点及施工技术难点

为保证改造后的秦淮新河达到IV级航道要求，墩身与河道平行，梁体与墩身夹角24.1°，使得0#块支撑体系可利用空间十分有限，为此造成主要的施工技术难点：

1）0#块支撑体系难以布置；

2）临时固结体系设置难度加大，要采取墩梁锚固和墩外锚固相结合；

3）0#块支撑体系外侧悬挑过大，可能造成变形超标，精度难以控制。

图1主桥尺寸图（单位cm）

二、0#支撑体系设计

0#块长12.0m，主墩承台的宽度8.2m，其两侧悬出承台1.9m。单个0#块混凝土260.45m3，重677.17t。

1、0#支架方案

根据机场高速跨秦淮河新河大桥主墩高度、承台的结构尺寸和现场土质情况，并结合和悬浇挂篮的施工方案和现场材料及考虑施工安全等因素，采用钢管直接支撑在承台上作为支架进行现浇，由于主墩与承台中心线交角为24.1°，墩身与承台外边缘最小尺寸为1m，故只能采用单排钢管布置。其优点：1）此支架支点均支撑在主墩承台上，其沉降量小；2）支架高度较高，少支点支架施工速度快且整体稳定性强；3）根据悬浇挂篮施工方案，其0#块后横梁、底模系统及侧模等构件均作为悬浇挂篮构件，为挂篮的拼装节约了时间。经验证决定0#块支架方案采用“钢管组成的托架”施工方案。

2、0#块钢管支架结构组成

0#块现浇支架支撑钢管为Φ630×10钢管，其布设为主墩两侧前、后支点各5根组成，上设砂筒或楔形块作为落架构件，砂筒顶前、后横梁采用相应的双拼[36b、[40b型钢，横梁顶铺设12根I28b形工字钢及定型钢模组成底模体系。侧模和翼板面板采用5mm厚A3钢板+[6.3和[10槽钢组成的侧模架，内模采用[10型钢+10×10cm方木及竹胶板组成的框架式内模，内外模腹板处采用对拉螺杆固定，墩身顶部底模采用沿墩身四周用C40混凝土，内填干砂+竹胶板形成（见图20#块支架布置图）。

三、0#块主梁现浇

1、主要施工工艺流程

支座安装（墩顶固结体系施工） 0#块支架搭设及预压0#块底模、侧模安装

底板、腹板钢筋绑扎（预应力管道安装）箱室内支架搭设 内模安装 顶板钢筋绑扎（横向预应力穿束）混凝土浇筑、养生0#块张拉、压浆 临时固结体系张拉锚固。

2、支架预压

支架搭设完毕，对支架进行箱梁自重的1.2倍荷载预压，以检查支架的承载能力，减少和消除支架体系的非弹性变形及基础的沉降。压载材料可采用相应重量的钢材，并按箱梁结构形式合理布置压载的重量，消除支架非弹性变形量及压缩稳定后，测出弹性变形量。

3、模板施工

梁底面为曲面，梁顶面有2%的横坡，横坡采用腹板的不等高度进行调整。箱梁内腹板的厚度、高度，底板的厚度，顶板长度都是由0#段开始逐渐由厚变薄的，由窄变宽的，故内模尺寸是有4个变量的。

1）由于箱梁两腹板的高度不等，所以箱梁两侧外模的高度也不等。

2）外模结构是依照本身能承担翼板荷载重而设计的。

3）箱内结构复杂，故采用碗扣式支架作内模的支撑通过丝杠调正高度、宽度的变量。

4)内模每一施工段都要改变尺寸，其每段的钢筋骨架也要改变，施工中须有专人负责，以免出错。

5)内、外侧模采用对拉螺栓来抵抗施工中混凝土产生的侧压力，并保持结构稳定，对拉螺栓采用Φ20配双帽，螺栓左右距离80cm，上下距离120㎝，内外对拉。

6)由于顶板宽度和翼缘板宽度不变，梁高变小，腹板斜度不变，所以底板一直变宽。

图20#块支架布置图 （单位cm）

4、混凝土施工

箱梁一次浇筑成型。混凝土浇筑方式为汽车泵泵送入模，在浇筑底板混凝土时，在顶板处预留40㎝×40㎝天窗，当施工顶板时关闭该天窗。混凝土灌注按照前后、左右同步对称、上下水平分层的原则浇筑，浇筑顺序为由自由端外侧向墩顶部位进行。同时注意两侧腹板浇筑的对称性，对腹板应进行分层振捣。特别应注意对腹板下层与底板接触处的振捣，保证底板倒角处混凝土的密实。混凝土振捣时应特别注意振动棒不得触及预应力管道，避免造成变形而无法穿束。同时，特别注意锚垫板部位混凝土的振捣应密实。

顶板混凝土浇筑应注意桥面的平整度及高程，标高为现场测量控制，以铝合金长尺刮平，混凝土浇筑后要进行二次收光，防止混凝土表面开裂。浇筑完毕，初期养护非常重要，在浇筑1～2小时后用土工布覆盖洒水养护，养护期不少于7天。

5、预应力施工

箱梁混凝土标号为C50，要求砼强度达到设计强度的100%，龄期超过7天后进行张拉。为了减小收缩、徐变对梁体的影响，在设计混凝土的施工配合比时严格控制水泥用量，并保证混凝土的弹性模量达到90％要求。

预应力张拉按照先长束后短束，先纵向后横向，最后张拉竖向。纵横向预应力按照一次性张拉成型，竖向预应力按照先张拉本节段后半个节段和前一节段余下半节段的竖向预应力钢筋，并做好首次张拉标记，并在2天后对竖向预应力进行复拉。

预应力管道压浆采用真空压浆法，在孔道的一端采用真空泵对孔道进行抽真空，使之产生－0.lMPa左右的真空度，然后用压浆泵将优化后的特种水泥浆从孔道的另一端灌入，并加以0.7MPa的恒压作业，直至充满整条孔道，以提高预应力孔道压浆的饱满度和密实度。

四、临时锚固系统设计

预应力混凝土连续梁桥在悬臂施工时，由于墩、梁铰接不能承受弯距。因此，施工时要采取措施临时将墩、梁固结，待悬臂施工至边跨合拢后恢复结构原状，这是连续梁采用悬臂施工的一个特点。

变截面箱梁悬臂浇筑施工时，为了主墩的稳定及安全，采用了临时锚固体系。临时锚固体系是箱梁悬臂施工中的主要受力构件，当箱梁两悬臂出现不平衡荷载作用时，临时锚固体系是保证桥梁施工安全及悬臂倾覆稳定的重要措施。由于在0#块支架拆除前钢管柱内ΦJL32精轧螺纹钢不能与梁体固结，故本桥采取单个桥墩设80根ΦJL32精轧螺纹钢+420cm×50cmC50混凝土临时支座。（见图3临时锚固构造图）

临时锚固体系采用ΦJL32精轧螺纹钢筋一端埋在墩身内，另一端埋在箱梁内作为锚固，同时在墩顶永久支座两侧设置临时支座，临时支座采用C50混凝土+钢板制成。

图3临时锚固构造图（单位cm）

五、结语

机场高速公路跨秦淮新河大桥主跨位于水中，在进行0#块施工时的支撑体系、固结体系等只能利用自身的承台、墩身进行设置。而由于主墩与承台中心线交角为24.1°，使得可利用的承台、墩顶面积有限，所以0#块支撑体系、固结体系的设计是保证能否成功实施的关键。通过机场高速公路跨秦淮新河大桥的成功实施，为同类跨越河流的非正交挂篮悬浇桥提供了丰富的经验。

参考文献

[1] JTG F50-2011《公路桥涵施工规范》

[2] JTJ D60-2004《公路桥涵设计通用规范》

[3] JTG F80/1-2004《公路工程质量检验评定标准》

[4] JTJ076-95《公路工程施工安全技术规程》

[5] 人民交通出版社；《路桥施工计算手册》