桥梁上部结构支架现浇施工技术的探讨

王伟

摘 要 为确保支架现浇预应力混凝土连续梁成桥后线形及内力与设计要求相符，施工方案选择是否合理、施工工艺是否规范极为关键。本文结合具体工程案例，确定施工方案，并通过有限元模型的建立，对桥梁施工监测成果进行了探讨。

关键词 桥梁工程；支架现浇混凝土；施工方案

中图分类号 U4 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）08-0053-02

作为预应力桥梁的主要类型之一，预应力混凝土连续梁桥优势在于整体性良好、结构刚度大、变形小等，因此在公路桥梁工程施工中得到了大量应用。支架现浇施工往往应用于结构跨径及桥梁净空小，且地势较为平坦的路段，目前应用最多的就是贝雷梁、大直径钢管柱与碗扣钢管支架配置构成的组合支架。但在实践中因多种因素的影响，导致大量安全事故频发。为此，必须确保施工方案合理、可行，做好质量控制工作，只有这样才能提高桥梁工程建设的整体质量。

1 工程案例

某桥梁工程全长为231.16m，主桥属于三跨预应力混凝土连续桥梁，其跨径设置为2个40m与1个65m，选取单箱三室截面，14.05m为单箱底宽度，3.5m为两侧悬臂长度，21.05m为其全宽。柱式墩、肋板式台与钻孔灌注桩基础为该桥梁下部结构。因本地区为平坦地势，主桥从引江河支流跨越。此时，可选取支架现浇混凝土箱梁用于施工。

2 施工方案

根据该桥梁的特点，可按照图1预应力钢索布置形式进行施工节段划分。

根据工程建设实际情况，可一次性浇注的混凝土梁段为A0、A1、B1、B2，当混凝土强度与设计强度相符后，需对全部预应力索进行张拉施工，并将支架对称拆除。本方案具有施工周期短、成本低等优点，但因施工节段长度、重量较大，无法充分张拉预应力索。同时，因梁体具有较大负担，必须提高支架承载力与稳定性。为此，需建立有限元模型。其主要目的就是对连续箱梁施工过程及成桥状态的准确模拟。按照具体情况，本文通过有限元程序进行全桥模型地建立。具体如下：

1）连续箱梁施工过程是模拟的主要内容，仅对结构自重、预应力钢束荷载等进行充分考虑。

2）该模型的重点是对支架受力情况进行准确模拟。因张拉作业梁体产生上拱现象时，箱梁将脱离支架，此时支架处于不受力状态。如梁体不断向下移动，则支架将逐步成为受力状态。该模型内模拟支架主要是通过受压弹簧建立的以实现，其中钢管轴线线刚度为支架刚度系数，公式为：

其中，钢管弹性模量可由E表示；

钢管截面积可由A表示；

钢管高度可由l表示。

3）因箱梁横断面具有较大刚度，不会对支架受力造成极大影响。因此，施工时只需对纵向预应力钢束荷载进行模拟即可。本模型节点数为105个，单元共104个，选取C50混凝土作为梁体，C40混凝土作为桥墩。

3 桥梁上部结构支架现浇施工工艺

3.1 地基处理

选取C20混凝土作为支架基础，厚度为15cm，在混凝土浇筑施工前应先平整场地，如部分路段为软土地基，可先挖除软土，再进行碎石换填施工。

3.2 支架施工

支架搭设场地准备工作结束后，需及时进行支架搭设，60×62.5cm为立杆横纵向间距，且在桥墩两侧3m内横向加密。

搭设支架与铺设底模作业完成后，可通过砂包、水袋等材料加载预压支架，且在每平方米22kN左右控制预压荷载，箱梁底板为加载宽度，一般可进行7d预压，确保施工质量。

3.3 模板安装

确保以上工序质量合格后，即可选取全站仪测量底模。按照放样结果对底模进行适当调整。并选取光面夹板拼装连续箱梁内外模板，聚乙烯胶布需粘贴到模板间缝位置，木枋加固支撑。随后安装底模、侧模及翼板模板，选取的材料为光面木夹板，厚度为2cm。安装顺序为底模-侧模-内模。

3.4 安装支座

在施工立柱、帽梁及支座垫石时，可根据施工规范规定留设螺栓孔。待箱梁底模铺设后，需进行支座螺栓的准确安设，并对环氧树脂混凝土进行浇筑，固定螺栓。待其彻底凝结后即可设置吊装支座，并将调平钢板放置其上，选用加工-木箱防护罩封盖调平钢板下方支座，密封时可选用玻璃胶，随后进行箱梁底模封闭，为避免浆液由孔口流出，可选取玻璃胶密封。

3.5 加工安装钢筋

作为箱梁施工进度的主要控制要素，钢筋加工安装质量极为重要。根据设计要求，下料加工钢筋材料，为保证骨架准确无误，应严格按照设计要求加工焊接钢筋骨架。确保钢筋质量合格后即可向施工現场运送，通过汽车吊提升完成铺设作业的箱梁底模，放出中轴线、边缘控制点后，绑扎钢筋，保证无跑位。

3.6 浇筑混凝土

必须按照施工方案设计配合比拌制混凝土材料，保证混凝土和易性等相关因素能够满足施工要求，待混凝土运送至施工现场之后，检查其是否存在离析现象，随后将混凝土泵送至工作面。在确定挂篮的中线以及各项标高与设计标准一致后，方可进行混凝土浇筑施工。在浇筑的过程中，由底板至顶板依次施工，尽量减少接缝的出现，提高浇筑梁段的稳定性能。顶板混凝土浇筑后，为便于内模拆除，可进行临时人孔设置，尺寸为80cm×80cm。

3.7 拆模及养生

完成混凝土浇筑作业后，当混凝土强度满足2.5MPa以后，便可拆除侧模。随后选取麻袋覆盖箱梁混凝土，且做好洒水养生工作。普通钢筋混凝土强度满足设计值90%后即可拆除底模、临时支架；当完成张拉预应力钢绞线及波纹管压浆作业后即可拆除预应力箱梁。

3.8 預应力钢束张拉

1）孔道与预埋。为便于施工，需向桥梁结构内预埋波纹管和钢绞线，随后浇筑混凝土。

2）预应力施工。当梁体混凝土强度满足设计要求后，即可施加预应力。选取千斤顶2端（2台）一起对称张拉纵向预应力，张拉到初始应力之后，一级一级加压到张拉力最大值，选取张拉力与伸长量双控作业。

3.9 压浆与封锚

结束张拉作业24h以内，预应力管道即可进行压浆作业，以此便于预应力筋粘结梁体混凝土，保证预应力均匀分布，降低锚头位置预应力峰值。

4 桥梁监测成果分析

4.1 预拱度设置

施工预拱度、成桥预拱度及附加预拱度为箱梁预拱值内容。可在中跨跨中位置设置一个抛高值，根据二次抛物线逐步向悬臂底部降低。利用有限元模型，对预拱值设置中各种影响因素下的结构变形值进行计算、探讨，并获取全桥预抛值线形。

4.2 全桥合龙后线形与内力分析

以该桥梁右幅进行分析，成桥后对箱梁实测高程、控制高程及设计高程进行比较，得出实测箱梁具有平顺的线形，其中最高值为桥梁实测高程，相比控制高程多出2.5cm，相比设计高程多出6.3cm。边跨局部位置在设计高程值以下，低于1.2cm左右。因连续箱梁桥成桥后中跨呈现出下挠状态，且边跨为上挠状态，具体而言，成桥线形有利于通车运行后降低中跨箱梁下挠情况。通过分析成桥后箱梁各个截面顶板、底板的设计与实际应力值，两者偏差在1MPa以内，则说明本桥梁结构受力状态良好。

5 结论

综上所述，随着国民经济发展水平的不断提高，桥梁工程建设规模也在不断扩大，为了有效提高施工质量，更多新技术被应用于施工建设。支架浇筑技术具有施工操作简单、移动灵活等优势，在桥梁建设中得到了广泛的应用。因此，在施工过程中，应全面掌握施工技术要求，确保施工方案的科学性，为具体施工操作行为提供积极的指导作用。

参考文献

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