保定市乐凯大街主桥W型混凝土箱梁施工质量控制

吴 锋， 魏 珂， 姜 薪， 成 都

(中建交通建设集团有限公司，北京 100082)

斜拉桥是一种多次超静定结构，主要的优点有：(1)降低了梁体的高度，增强了桥梁的跨越能力，受到桥下净空限制相对小。(2)主梁可以用钢或者混凝土制作，不需悬索桥那样的集中锚锭构造。(3)拉索与水平面的夹角较大，对主梁的轴力较小[1]。

混凝土斜拉桥即指主梁结构为混凝土制作的斜拉桥。主梁除设置一定的非预应力钢筋外，有拉索产生的预应力作用，在需要时还应配置各种的预应力束筋。按照受力截面主梁分为板式截面和箱型截面，其中箱型截面分为分离式双箱、闭合双箱及半封闭箱型截面。该桥采用W型为闭合箱型截面改进型从而减轻了梁体重量，提高了桥面宽度。其特点为悬臂端长，上部结构重量大，主梁自身有纵、横和竖向3套预应力体系，外部存在斜拉索体系，且全桥施工过程有多次体系转换，斜向腹板设置使得内箱模板不易安装，内腹板斜混凝土及预应力大大增加现场施工难度。因此，根据本桥箱梁特点制定施工质量控制从而保证W型截面施工质量。

1 工程概况

1.1 主桥

保定市乐凯大街南段工程主桥采用(145 m+240 m+110 m)子母塔单索面预应力混凝土斜拉桥(图1)，全长495 m。采用母塔与子塔双转体施工，母塔转体悬臂(128.6 m+135 m)，转体重46 000 t，逆时针转体52.4 °；子塔转体悬臂2×102 m，转体重35 000 t，逆时针转体67.4 °。母塔采用墩梁塔固结，子塔采用塔梁固结，墩梁间设支座(纵横向各设两个)，限制横向位移。

图1 主桥布置

1.2 子塔段主梁

主梁采用预应力混凝土大悬臂W形腹板截面，顶板宽39.7 m，底板宽18 m，中心处箱梁高3.5 m，顶面横向设置2 %的双向横坡。标准段主梁的顶板厚30 cm，底板厚35 cm，顶板纵向间隔250 cm左右设置一道横肋(厚35 cm，高50 cm)。外侧斜腹板厚40 cm，内侧斜腹板厚30 cm。

主梁采用C55混凝土，纵、横、竖三向预应力体系，子塔转体部分在支架上分为5段现浇(40 m+40 m+44 m+40 m+40 m)，边跨合拢段长度均为3 m。

2 W型箱梁施工要点

2.1 工艺流程图

工艺流程见图2。

图2 主桥现浇梁工艺施工流程

2.2 地基处理及排水系统

(1)地基处理宽度大于等于现浇梁梁边线1.0 m。在支架体系最外排1.5 m距离设置排水沟，排水沟纵坡1 %，截面为0.5 m×0.5 m，汇集后排入周边排水系统。

(2)控制处理地基的压实质量，以保证支架体系的稳定性。

(3)控制面层(C20)混凝土施工质量及平整度。

2.3 支架体系及模板安装

(1)子塔段现浇梁盘扣支架顺桥向根据现浇梁截面变化布置间距约为600～1 500 mm，横桥向900～1 500 mm。模板下采用12 cm×12 cm(3.5 mm)方钢，横桥向布置；方钢下采用60 mm×100 mm钢木梁，其间距为250 mm。模板为15 mm厚优质镜面板。架体整体底层和顶层均设置水平斜杆，水平杆步距为1.5 m，沿高度每隔5个标准步距设置水平层斜杆，四周满布竖向斜杆。支架方案布置如图3所示。

图3 子塔段现浇梁盘扣支架方案横断面

(2)底模板采用15 mm厚的竹胶板，底模安装时首先根据设计要求张拉起拱度，然后根据箱梁及支撑自重的变形确定需要的预留拱度，最后通过支架可调托座对底模的标高进行微调。模板安装之前应将模板用清水清理干净并涂刷一层脱模剂，使模板易于脱离，方便拆模。侧模模板也采用15 mm厚竹胶板，模板安装前要进行与底模安装前相同的工作，而模板接缝用双面胶粘贴，防止浇筑混凝土时拼缝漏浆[2]。侧模采用盘扣支架配套三角支撑进行加固。保证梁体外结构尺寸及外观质量。底模安装如图4所示。

3 箱外钢筋、预应力安装

主筋接头焊接采用套筒连接或绑扎连接(图5、图6)，对于变形截面需要先放大样后再完成加工，而纵向钢筋在梁上采用绑扎连接。顶板、腹板内有大量的预埋波纹管，波纹管的定位需要波纹管定位网片，而波纹管定位网片需要制作专门的定位胎具来完成加工[3]。为了保证波纹管不受损坏，所有的焊接工序需要在波纹管埋置前进行，防止施工过程中不可预测的损伤，管道安装后尽量不焊接。

图4 底侧模安装

图5 底板、腹板钢筋安装(1)

图6 底板、腹板钢筋安装(2)

4 箱梁内侧模安装及索道管骨架定位

(1)W型箱梁控制中点在于内箱。当底板、腹板钢筋安装完成后，进行箱梁内模安装时，内模采用加厚木模板，箱梁内侧模加固采用对拉螺栓加固方式，中间箱室采用排架支撑。为保证边腹板及中腹板振捣质量，在其模板约每1.6 m×1.5 m设置一直径为80 mm的振捣孔，振捣完毕后对其进行封堵；其内模布置如图7、图8所示。

图7 箱梁内模布置示意

图8 箱梁内模支架安装

(2)为保证梁面索道管定位精度控制，预先在第一次浇筑混凝土前在底板内预埋定位骨架(图9)。对索道管进行初步定位，待第二次浇筑前进行最终定位(图10)。

图9 索道管定位骨架安装

图10 索道管定位安装

5 顶板模板及顶板钢筋安装

该工程现浇梁计划分2次浇筑，第一次浇筑底板及腹板，第二次浇筑剩余顶板。顶板模板及支架等待底板混凝土达到2.5 MPa时开始安装。底部设置垫木,模板采用15 mm厚竹胶板，拼缝采用双面胶粘贴，防止拼缝漏浆。模板安装完毕后开始绑扎顶板钢筋(图11)。

图11 顶板预应力及钢筋施工

顶板钢筋安装完成后，进行端模安装。端模采用木模板，安装时注意锚垫板定位准确，并固定好锚垫板。顶板索道管精确定位见图12。

6 混凝土施工

主梁混凝土分2次浇筑，第一次浇筑底板及外侧两腹板，第二次浇筑剩余顶板部分。设置多个浇筑点，每个浇筑点至少由2台振捣棒跟随振捣。第二次浇筑时层间施工缝按规范要求凿毛处理。主梁混凝土浇筑示意如图13、图14所示。

图12 顶板索道管精确定位

图13 主桥现浇梁浇筑顺序示意

图14 主桥现浇梁第一次浇筑示意

混凝土浇筑顺序应对称进行，浇筑两侧纵向腹板、底板、中间腹板，最后浇筑顶板。过程中对内斜腹板混凝土及沉降量进行观测控制。为保证桥面的平整度，在钢筋顶面纵向布置5道标高控制线，以控制桥面混凝土的平整度。

7 施工质量结果验证

本节段设计方量为1 368 m3实际浇筑方量为1 366 m3有效的控制梁体混凝土重量，并与对称节段进行重量对比误差控制在5 %以内，内斜腹板平面结构尺寸控制在0～-1 mm，整弹性变形及非弹性变形控制在3 mm以内。从而有效的达到转体桥重量控制要求及梁体结构受力要求。

W型混凝土箱梁在施工过程中极少使用，其控制难点在于型截面较多，预应力体系较为复杂，过程中薄型腹板混凝土质量及预应力、斜拉索体系极易出现质量问题。本工程施工工艺取得了良好的效果，为今后施工同类工程提供借鉴。