桥箱梁连续焊接临时支座施工工法

张希舜 杨德基 陈玉平 丛福祥 徐景国 徐艳凤

摘要：采用先简支后连续桥梁结构施工技术，可把连续箱梁分段预制成小箱梁，再通过施工中的体系转换变为连续梁。由于小箱梁按简支进行预制施工，避免了现浇所需的支架；通过体系转换变成连续梁结构，使梁体受力合理，跨中弯矩大大减少，降低了工程造价。因此，桥梁上部采用先简支后连续梁结构越来越多。

关键词：连续桥梁;结构;施工技术

Abstract: The simply supported continuous bridge construction technology, the continuous box beam prefabricated box beam segment, and through the construction of system transformation for continuous beam. Because of small box girder by simply supported precast construction, avoid the cast-in-situ required stent; through the system is converted into continuous beam structure, make the beam body reasonable stress, mid-span moment greatly reduced, to reduce the cost of project. Therefore, the upper bridge with simply supported continuous beam structure more and more.

Key words: continuous bridge; structure; construction technology

中图分类号：U445 文献标识码：A文章编号：

前言

1.0.1 桥梁上部连续箱梁采用现浇的施工方法需要大量的支架材料，经济效益较差；支架搭设和结构混凝土施工时危险性较大，社会效益较低。

把小箱梁转换为连续箱梁的施工过程中，必须采用临时支座对小箱梁安装，然后才能进行体系的转换。

由于该“临时支座”采用钢板和钢筋焊接而成具有很高的抗压强度，可承受箱梁的压力并传给桥墩的盖梁；由于钢板表面平整，施工时只须把临时支座放到盖梁相应位置即可，施工方便。体系转换时，只须用火焰切割机把钢筋切断，钢板就会掉落，完成体系转换，操作简单。因此具有较好的推广前景。钢板-钢筋焊接临时支座简图见图1.0.1—1。

图1.0.1—1 钢板-钢筋焊接临时支座简图

近几年我公司在安徽、浙江、江苏等地连续箱梁桥施工中，采用钢板-钢筋焊接临时支座进行小箱梁先简支后连续体系转换的施工。在施工的实践中，我们不断进行总结，最终形成本工法，我公司针对这一工法申报了国家实用新型专利，并且获得了“桥梁先简支后连续箱梁施工临时支座”专利授权，专利号：ZL 2010 20140228.8。

2工法特点

2.0.1本工法箱梁结构采用先简支后连续进行施工，梁体通过预制进行施工，避免了采用支架带来的安全隐患；小箱梁通过体系转换为连续梁结构受力合理，施工成本可大大降低。

2.0.2本工法采用钢板和钢筋焊接临时支座进行先简支后连续桥梁箱梁的施工，由于钢板表面平整，施工时只须把临时支座放到盖梁相应位置即可，体系转换时，只须用火焰切割机把钢筋切断，钢板就会掉落，完成体系转换，施工简单、操作方便。

2.0.3本工法可根据箱梁重量的大小，通过改变钢板的厚度和钢筋的根数、直径的大小来保证受力任务，安全可靠。

3适用范围

3.0.1本工法适用于桥梁先简支后连续箱梁混凝土结构的施工。

4工艺原理

4.0.1 箱梁先简支后连续工艺原理

先简支后连续箱梁结构在施工的过程中先进行小箱梁的施工。小箱梁在结构设计中，既设计好跨中抗弯预应力筋的数量，又在两端设计好墩顶抗弯预应力筋的数量。

小箱梁在混凝土结构施工中，首先安装好跨中预应力筋并在混凝土强度满足张拉要求后进行预应力筋的张拉，同时把墩顶预应力筋安装管道预埋入混凝土中。当小箱梁被安装到临时支座上后形成跨中抗弯的简支梁，同时在永久支座位置安装好永久支座。

小箱梁安装好后，连接小箱梁两端的普通钢筋和预应力筋管道并进行墩顶预应力筋的穿束。浇筑箱梁墩顶混凝土，待混凝土强度满足张拉要求后进行墩顶预应力筋张拉。拆除临时支座，完成体系转换，一联箱梁由简支受力情况转换为跨中和墩顶均抗弯的连续梁结构。

4.0.2 钢板-钢筋焊接临时支座工作原理

钢板-钢筋焊接临时支座，包括上下面两块钢板和钢筋，钢筋固连于上下钢板中。因钢材抗压、抗拉的能力和它的受力面积成正比。因此可根据箱梁重量的大小，通过改变钢板的厚度和钢筋的根数、直径的大小来保证其承载能力满足施工的要求。

每片箱梁需要四个临时支座，临时支座顶的标高同永久支座顶的标高。施工时只须把临时支座安放到盖梁顶设计位置，同时完成永久支座的安装，然后把箱梁吊装放到临时支座上就形成简支梁。

当完成墩顶现浇段施工和预应力张拉后，就可进行体系的转换。体系转换时，只须用火焰切割机把钢筋切断，钢板就会掉落，箱梁就支承在永久支座上，形成连续梁结构，完成体系转换。

5施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

5.2操作要点

5.2.1 施工准备

1、小箱梁吊装前，应检查预应力混凝土的强度、孔道压浆的水泥浆强度是否达到设计的要求；小箱梁尺寸允许偏差应符合《城市桥梁工程施工与质量验收规范》中表13.7.3—1的规定。不符合要求的箱梁不得使用。

2、吊装前，应对起吊设备进行检查并试运行，确保施工中处于良好的工作状态。

3、施工前应对施工人员进行施工技术交底，做到每一个工人知道自己做什么和怎么做。

5.2.2 钢板-钢筋焊接临时支座的制作

1、施工计算：施工前，应对临时支坐的设计方案进行施工计算。钢板选用10mm以上的钢板，由于钢筋的间距较小，不再对钢板进行施工计算。钢筋按受压构件进行计算，计算公式采用σ≤σcr/[nst], （5.2.2—1）

σcr/＝Fcr/A＝π2E/λ2； （5.2.2—2）

式中：σ——压杆的工作应力；

σcr——压杆的临界应力；

[nst]——规定的稳定安全系数；

Fcr——临界荷载；

A——压杆的横截面；

E——压杆的弹性模量

λ——压杆的柔度。

2、钢板-钢筋焊接临时支座的制作

1）、材料的检验

（1）钢板的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计的要求。钢板的厚度及允许偏差应符合其产品的要求。

（2）钢筋必须符合现行《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB13013、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499的规定。

（3）焊接材料的品种、规格、性能应符合现行国家产品标准和设计要求。

（4）、以上材料在制作前应进行检验，合格后方可进行施工。

2）、下料

钢板、钢筋采用切割机进行下料。钢板的尺寸应符合设计的要求，下料前应在钢板上进行放样，严格按放样线进行切割。

钢筋下料长度应相等，允许偏差不应超过2mm。

3）、连接

钢板和钢筋采用焊接的方法进行连接。

（1）施工单位对首次采用的钢材、焊接材料、焊接方法、焊后热处理等，应进行焊接工艺评定，并应根据评定报告确定焊接工艺。

（2）焊接接头为T形接头，其焊脚尺寸不应小于t/4,焊脚尺寸允许偏差为0—4mm。

（3）焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。

5.2.3 支座的安装

1、支座安装前应将垫石表面清理干净，采用干硬性水泥砂浆抹平，顶面高程应符合设计要求。

2、永久支座安装在设计的位置上，支座安装平面位置和顶面高程必须正确，不得偏斜、脱空、不均匀受力。支座滑动面上的聚四氟乙烯滑板和不锈钢板位置应正确，不得有划痕、碰伤。

3、钢板-钢筋焊接临时支座安装在永久支座两边的设计位置上，顶面标高应与永久支座顶面标高相齐平；宽度根据永久支座与盖梁缘梁的间距多少而定，一般情况下不小于20cm，支座与垫石间应密贴。

5.2.4小箱梁的吊装

采用吊车（龙门架）、运梁炮车和架桥机进行箱梁的安装。

1、将架桥机安装到第一孔上，安装后要进行调试和试运行，满足要求后方可进行箱梁的安装。

2、采用吊车（龙门架）将要安装的梁装上炮车，炮车运到路基顶面桥头附近后倒入架桥机尾部。

3、待吊箱梁前吊点到达架桥机前起吊系统时炮车暂停，由前行车起吊系统吊起箱梁前吊点后再继续纵移箱梁。待箱梁后吊点到达后行车起吊系统时炮车停止前进，由后行车起吊系统吊起箱梁后继续往前移动箱梁；炮车则返回运送下一片箱梁。

4、待箱梁到达桥孔位置时，首先落梁，使梁底略高于临时支座垫石，接着横移箱梁到计划放置的位置后落到临时支座上。就位过程中应反复调整，使箱梁准确就位，精度符合技术规范的要求。落到临时支座上的梁处于简支状态。

5、采用以上的安装方法完成第一孔所有箱梁的安装后，将架桥机的两只行车移至尾端作为平衡配重，接着将架桥机用千斤顶顶起，拆去横移系统，装上纵移系统；将架桥机向前推进至下一桥孔就位，并将纵移设备拆去装上横移设备继续进行箱梁的吊装。如此重复进行施工，直至全部完成箱梁的安装，架桥机架设梁板示意图见图5.2.4—1。

图5.2.4—1 架桥机架设梁板示意图

5.2.5湿接头钢筋的绑扎、安装

1、普通钢筋的绑扎

箱梁两端预埋的纵向受力筋在绑扎前应进行调直和除锈，满足设计和规范的要求后方可进行钢筋的绑扎。普通钢筋应按严格设计的位置和尺寸进行安装，加工钢筋的允许偏差应符合《公路桥涵施工技术规范》JTJ041—2000表10.5.1的规定；钢筋位置允许偏差应符合表10.5.4的规定。

2、预应力筋的安装

1）、连接好箱梁两端预埋的预应力筋管道；

2）、预应力筋下料、编束

预应力筋的下料长度应通过计算确定，计算时应考虑结构的孔道长度、锚夹具的厚度、千斤顶长度和外露长度等因素。下料宜采用切断机或砂轮锯，不得采用电弧切割。

预应力筋由多根钢绞线组成，编束时，应逐根理顺，绑扎牢固，防止相互缠绕。

3）穿束

在施工墩顶湿接头前，必须将负弯矩预应力钢束穿制完毕。采用人工把编好束的预应力筋穿入预应力管道中。

5.2.6湿接头模板的安装

1、底模安装

因为底模比盖梁顶高出成悬空状态，因此采取吊模的施工方法支模。在两箱梁端头上放上型钢等承重设备，用吊杆支撑底模和混凝土的重量。

2、侧模

采用箱梁预制的部分模板作为湿接头的侧模板，用对拉螺栓进行拉接固定。模板安装的允许偏差应符合《公路桥涵施工技术规范》JTJ041—2000表9.6.2的规定；

5.2.7湿接头混凝土的浇筑

在施工墩顶湿接头前，必须对梁端砼进行錾毛。对于端横梁的施工注意对伸缩缝预留槽的施工，必须保证设计施工图纸要求的伸缩缝宽度，在对箱梁端梁封锚时，用80mm泡沫板充填密实端梁与桥台背间的空隙。

混凝土采用商品微膨胀混凝土，混凝土的输送采用混凝土泵车进行施工。混凝土振动采用插入式振动棒。

选用H500或H300插入式振动棒进行，振捣器移动间距不超过其作用半径的1.5倍，并插入下层砼5-10cm。对每一个振动部位，必须振动到该部位砼密实为止，不得超振。

5.2.8墩顶预应力筋张拉

1待一联墩顶湿接头浇筑完成后，混凝土强度达到负弯矩设计张拉强度时，进行一联墩顶湿接头负弯矩预应力筋的张拉。

2对先行穿束的预应力筋在张拉前应将预应力钢绞线来固拔动，由于张拉在高空进行作业，张拉力筋时必须搭建临时张拉平台，平台稳定。

3预应力张拉顺序：按设计图纸要求的张拉顺序两端对称张拉。所有预应力张拉均要求伸长量与张拉力双控，以张拉力为准，要求实测伸长量与设计伸长量两者误差在±6%以内。测定伸长量要扣除非弹性变形引起的全部伸长量。对同一张拉截面，断丝率不得大于1%，每束钢铰线断丝、滑丝不得超过一根，不允许整根钢铰线拉断。

4预应力张拉前应先用初应力（0.10σcon）张拉一次，再开始测伸长值。张拉程序为： 0→初应力→ σcon（持荷2min锚固）（σcon 为锚下张拉控制应力)。

5预应力筋在锚固后切断多余力筋后的外露长度不宜小于30mm，锚固完毕并经检验合格后才能切断端头多余的预应力筋，并用聚脂隔离剂密封锚固位置，防止预应力筋露头锈蚀。

5.2.9、孔道压浆

1预应力筋张拉后，孔道应尽早进行压浆。

2压浆的水泥浆水灰比宜为0.40~0.45，掺入适量减水剂时，水灰比可以减少到0.35；水泥浆的泌水率最大不得超过3%，拌合后3h泌水率宜控制在2%，泌水应在24h内重新全部被浆体吸回；水泥浆的稠度宜控制在14~18s之间。

3压浆前，应对孔道进行清洁处理，对于金属管道必要时亦应冲洗以清除有害材料；对孔道内可能发生的油污等，可采用已知对预应力筋和管道无腐蚀作用的中性洗涤剂或皂液，用水稀释至一定浓度进行冲洗，然后用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水吹出。

4水泥浆自拌制至压入孔道的延续时间，一般在30~45min范围内，水泥浆在使用前和压注过程中，应保持连续搅拌。对于因延迟使用所致的流动度低的水泥浆不得采用加水的方法来增加其流动性。

5压浆时，对曲线孔道和竖向孔道应最低点的压浆孔压入，由最高点的排气孔排气和泌水。压浆顺序宜先压注下层孔道。压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，并应将所有最高点的排气孔依次一一放开和关闭，使孔道内排气通畅。较集中和邻近的孔道，宜尽量先连续压浆完成。

6压浆应使用活塞式压浆泵，不得使用压缩空气。压浆的最大压力宜为0.5~0.7MPa压浆应达到孔道另一端饱满和出浆，并应达到排气孔排出规定稠度相同的水泥浆为止。