河道内中小跨径连续宽箱梁施工方法分析

吴彦斌 谢志勇 马宏伟

（襄阳市交通规划设计院 襄阳 441000）

目前对于中小跨径连续箱梁常用的施工方法有满堂支架就地浇筑施工法、支架逐孔现浇施工法和顶推施工法［1］。满堂支架就地浇筑施工桥梁线形易于控制，后期使用效果好，但需要大量的支架，位于河道中的支架还要考虑洪水、漂浮物和风载的影响；支架逐孔现浇施工支架量较满堂支架施工少，但施工速度较满堂支架慢；顶推施工法不受河道洪水、漂浮物影响，但在施工过程中结构体系不停变化，每个截面正负弯矩交替出现，其施工弯矩包络图与使用状态弯矩包络图相差较大，梁截面配筋较多，不经济。目前在河道内中小跨径连续箱梁施工多采用前2种方法［2］。

本文以某市政桥梁工程为背景，结合满堂支架施工法和支架逐孔现浇施工法，提出采用三段式浇筑施工法，实现了加快施工进度，同时减小季节性洪水的影响。

1 工程背景

某市政工程桥梁跨越季节性河流，主跨为24 m＋32 m＋24 m等截面连续箱梁，桥面全宽50 m，左右分幅，单幅桥梁宽20 m，2幅桥中央分隔带10 m，箱梁截面采用单箱三室结构（见图1），最大墩高11 m，河流每年6～9月为汛期，主跨箱梁现浇计划6个月完成。

图1 箱梁截面图（单位：c m）

2 施工方法介绍

该桥主跨一联80 m，单幅桥面宽度为20 m，若采用满堂支架一次浇筑完成，需要大量的支架，在施工中对混凝土供应能力提出很高要求。如采用逐孔现浇施工，施工周期较长，施工主跨的时间与河流汛期重合，支架安全隐患较大。

结合上述2种施工方法，本项目纵向采用三段式浇筑施工法，即先施工中间跨，形成双悬臂静定体系，分段处位于恒载弯矩为0处，即在边跨内距离中间墩4 m处，一次浇筑长度为40 m；然后再浇筑两端各20 m，形成连续体系（施工步骤见图2）。这样可提高施工效率，减少施工支架数量的投入，减小混凝土供应压力，同时可有效避开河流汛期。

图2 纵向施工顺序图

横断面采用2次浇筑，分界面在横断面中性轴，安装绑扎分2次进行，一次为底板、纵梁、横梁及腹板，第二次为顶板及翼板［3］。

3 施工方法比较

3.1 结构内力计算

3种施工方法施工完成后，成桥使用阶段活载受力图式完全一致，仅在施工过程中受恒载作用结构内力不同。本文所指结构内力是指施工阶段由于施工顺序不一样导致恒载内力图式不一致。2种施工方法恒载内力图见图3、图4。

图3 支架逐孔现浇施工恒载内力图

图4 三段式浇筑施工恒载内力图

由图3、图4可见，三段式浇筑施工法跨中负弯矩明显比支架逐孔现浇施工大，经计算，三段式浇筑施工法跨中A点最大负弯矩为－4.45×103MPa，支架逐孔现浇施工跨中A点最大负弯矩为－2.75×103MPa，在顶板配筋时三段式浇筑施工法应加强顶板配筋，避免出现负弯矩裂缝，钢筋增加量详见表1。

3.2 工程数量

中小跨径箱梁由于梁高较小，钢绞线锚固端一般设置在梁端头。满堂支架现浇施工法整联浇筑混凝土，钢绞线型号、根数整联相同，整联张拉、封锚。但由于边跨弯矩比中跨小，钢绞线在边跨未充分发挥作用。分段浇筑法施工由于中跨和边跨分开浇筑、张拉，中跨和两边跨钢绞线根据各自弯矩大小配置钢绞线，钢绞线数量比满堂支架现浇施工法少。如本项目满堂支架法钢绞线通长设置了3排腹板束，而分段浇筑法施工中跨设置3排腹板束，边跨设置2排腹板束。

另外，分段浇筑法在距离两中墩4 m处锚固，考虑到锚固要求，腹板比满堂支架现浇施工法箱梁腹板厚，混凝土和普通钢筋数量相应增加，具体比较数量见表1。

表1 工程量比较

3.3 主要施工材料及设备

满堂支架法施工支架和模板为全联搭设，一次性投入大；支架逐孔现浇施工法支架和模板只需中跨32 m施工的用量，边跨施工可重复利用中跨支架和模板；三段式浇筑施工法支架和模板需第一次施工40 m用量，两边跨施工可重复利用第一次施工支架和模板。

满堂支架法施工混凝土拌和能力和施工人员投入较大，三段式浇筑施工法次之，支架逐孔现浇施工法投入最少。具体比较数量见表2。

表2 施工主要材料及设备比较

3.4 工期和施工难易程度

施工工期与施工工序有很大关系，满堂支架施工1次搭设支架，1次浇筑混凝土，然后张拉预应力钢筋，工期约135 d；支架逐孔现浇施工法分3次搭设支架，分段浇筑混凝土和张拉预应力钢筋，工期约160 d；三段式浇筑施工法先施工中间跨40 m，再同时施工两边跨20 m，工期约120 d。

本项目施工主要难点是支架的稳定性和混凝土浇筑过程中的现场管理。由于桥梁的浇筑、张拉整个过程都在支架上完成，支架搭设周期长，受洪水影响、漂浮物影响较大，如何缩短支架搭设时间，降低施工过程风险是施工单位首要考虑的安全问题［4］。本项目采用满堂支架现浇施工法在主跨河床上搭设支架时间大约100 d；支架逐孔现浇施工法在主跨河床上搭设支架时间大约130 d；三段式浇筑施工法在主跨河床上搭设支架时间大约90 d。3种施工方法综合比较见表3。

表3 施工方案综合比较

4 结语

按照上述推荐施工方法施工，本桥有效避开了河流汛期，工期最短，施工安全可靠，施工费用最省。该方法主要适用于：①中小跨径的连续箱梁现浇施工；②位于河道内或者上跨道路，桥下需过车或者河道不能全阻挡；③施工中混凝土方量需求大，采用分段施工可减小单位时间内混凝土供应量。该方法还可根据桥下通航或者车流情况，采取先施工两边孔，再施工中间孔的顺序，比传统施工方法具有较大的优势。

［1］ 徐 岳，王亚君，万振江.预应力混凝土连续梁桥设计［M］.北京：人民交通出版社，2000.

［2］ 田克平.公路桥涵施工技术规范实施手册［M］.北京：人民交通出版社，2011.

［3］ 任志刚.浅谈桥梁施工中箱梁施工技术［J］.河南科技，2013（5）：148-149.

［4］ 郭麦丰，徐元虎.浅析大宽度连续梁施工［J］.交通科技，2013（S）：19-20.