多箱室宽幅长联连续梁施工技术

2020-05-23刘英，程蔚菘

四川水力发电 2020年2期

刘英，程蔚菘

(中国水利水电第七工程局有限公司第一分局，四川彭山 620860)

1 概述

在路桥工程建设中，预应力混凝土连续箱梁形式的桥梁设计与建设被大量采用。鉴于连续梁结构混凝土施工因混凝土施工时间长、混凝土单次浇筑方量较大、养护面积大、单幅较长、预应力束较多而易产生混凝土浇筑振捣困难；预应力穿束曲线段钢绞线容易弯折、损坏波纹管；箱室内混凝土升温快、温度高、箱室内外养护难度大；梁体张拉、压浆安全风险高，整体质量控制难度大等问题；且以上问题在大跨度长联多箱室连续梁施工过程中表现的尤为突出。施工过程中，若不采用有针对性的研究讨论并制定相关的解决措施，很难避免连续梁混凝土冷缝、预应力张拉不顺、压浆不饱满等质量风险。

韩滩双岛大桥及连接线工程位于金堂县毗河、中河、北河三水汇合上游600 m处，线路呈东西走向，工程起点里程为K0+240.000，终点里程为K1+881.000，全长1 641 m，其中桥梁长度为1 297 m，引道长度为344 m，工程主要包括道路、景观、桥梁、交通监控、给水、排水、电气等。

主桥主跨跨越江心岛，西侧边跨跨越毗河和新龙路，东侧边跨跨越北河主河道，孔跨布置为(215+430+215)m双塔双索面钢箱梁斜拉桥，主桥全长860 m，桥宽38 m。桥塔为钢筋混凝土结构，桥塔总高度为137.5 m，桥面以上塔柱高度约为120.5 m，桥面以下塔柱高度约为17 m。斜拉索采用钢锚梁为主要锚固方式。

引桥全长429 m，分东、西岸引桥；西岸引桥全长164 m，桥跨布置为：4×40 m=160 m；引桥东岸与川福号路连接，东岸引桥全长273 m，桥跨布置为：(30 m+2×50 m+39 m)+(30+40+30)m=269 m，单联分别长100 m、169 m，均为双幅单箱三室预应力混凝土梁体结构的现浇箱梁。引桥按双向六车道设计，桥面宽32.5～36 m，整幅修建。

项目部根据相关施工技术规范要求，结合韩滩双岛大桥现场施工的实际情况，针对多箱室长联连续梁结构混凝土施工过程中的质量控制要点制定了相应的技术措施。

2 所采用的有针对性的施工技术

2.1 预应力穿束施工技术

现浇长联连续梁属于后张法施工，在长束预应力穿束过程中，通常会在波纹管起伏或弯曲位置遇到钢绞线穿破波纹管、扭折、弯曲堵塞等情况，造成摩擦力大、穿束效率低的情况。

项目部针对钢绞线穿束问题研发了一种辅助穿束装置(图1)，该装置采用Φ48×3.5 mm钢管直接液压松紧滑移系统(由外侧滑移缸筒及内部液压环形钳组成，可同时完成压紧前推或松钳后移动作)，根据钢绞线穿束端头形式、钢绞线工作长度及空间限制情况，于钢管端头外侧约1 m位置固定，钢绞线穿束端头的钢绞线经过Φ48×3.5 mm钢管孔后进入液压松紧滑移系统，在距离槽口波纹管入口约2 cm位置处采用拉杆光圆面设置“#”形限位口，减少或避免了钢绞线安装入槽口前的弯曲、扭折状态，配合“#”形限位口，该装置减小了端头穿束摩擦，且可同时进行2根或3根钢绞线穿束，提高了钢绞线穿束效率和穿束人员的安全系数。

2.2 梁体浇筑振捣施工技术[1]

梁体浇筑影响混凝土质量的一个重要因素是混凝土振捣效果。混凝土外观质量问题、坑洞、凸起、麻面等均与混凝土振捣工艺技术直接相关。

项目部采取的具体技术措施：箱梁浇筑首先按交底进行人材机分配，在底板混凝土浇筑时先从腹板用传料筒下料，底板混凝土不足部分利用输送泵直接浇筑并通过腹板和底板对混凝土进行振捣，混凝土通过腹板流入底板，待腹板混凝土高度超过底板厚度不小于30 cm并确认振捣密实后停止腹板振捣，再利用输送泵直接对箱梁底板泵送混凝土，至底板混凝土浇筑完成。混凝土下料时按每层50 cm左右分层，混凝土浇筑应连续进行。震动棒不宜插入太深，避免扰动底板混凝土造成腹板混凝土自底板翻入；对于倒角盲区，采用了一种辅助装置，该装置由φ48钢管剖成两半，将半块钢管下端50 cm进行弯制，起弯角度为15°。施工时，先将该装置放在腹板下倒角处，然后将振捣棒顺钢管下放振捣以保证各个位置混凝土振捣密实(图2)。

1.滑移架,3.液压驱动机构,4.环形液压钳,5.橡胶垫,6,波纹管,7.安装槽,21.外套管,22.液压伸缩杆图1 辅助穿束装置简图

图2 辅助振捣装置简图

2.3 梁体养护施工技术

混凝土浇筑完成后在其硬化过程中，对温度、湿度的变化比较敏感，若养护工作得不到高度重视且养护不及时，忽视了对养护温度、湿度和时间的控制，就容易出现裂纹、裂缝，进而严重影响到工程实体质量和混凝土的强度与耐久性。

项目部针对养护面积大、传统洒水养护达不到及时、水量的控制要求等问题，采取了[2]智能设备进行辅助施工(图3)：在梁体混凝土浇筑完成后，在混凝土面上盖一层土工布，再布置智能养护喷淋管网，通过无线网络化技术与高精传感技术结合[3]，实时监控混凝土面的温湿度并自动调整喷淋时间，在不同养护龄期变化养护频率与喷淋强度以达到养护效果。对于梁箱内，研发了一种多功能养护喷头，该喷头采用1.5～2 m长(根据梁高确定)PP-R管，通过软管与养护设备的喷淋主管道接长，一端通过横向撑杆固定于梁面预留人孔上方，另一端伸入箱室内部并通过一个U型弯头与出水喷头连接。养护作业时，水流通过喷淋主管道进入喷头接长管道至箱室内部的U型弯头处，于出水喷头处向箱室内旋转360°洒水，完成箱室内部的养护，进而达到梁体箱内外的养护效果。

1.纤维增强软管,2.横向撑杆,3.接长管,4.U形弯头,5.自动感应旋转喷头,6.喷淋主管图3 智能多功能养护喷头简图

2.4 张拉施工技术[4]

多箱室宽幅长联连续梁预应力束多而长，张拉施工质量的好坏将直接影响到结构的耐久性。而采用传统的张拉施工技术，由人工手动驱动油泵，根据压力表读数控制张拉力，待压力表读数达到预定值时用钢尺由人工测量张拉伸长值、记录张拉数据纯靠施工人员凭经验、手动操作，误差率很高，无法保证预应力施工质量。

项目部针对张拉技术改进了一种智能张拉设备(图4)，该设备主要包括编程控制器、工业计算机、继电器、位移传感器、执行器件、操作面板、张拉主副泵站、张拉油缸、千斤顶等，主泵与副泵采用无线连接，距离不超过300 m。副泵将位移、压力信号传输到主泵，主泵处理信号后，将控制信号传输给副泵用以控制千斤顶的供油、停止、回油。采用该智能张拉设备，能够精准地控制千斤顶所施加的预应力值，将误差缩小到1%，从而大大降低了预应力施加不正确所引发的安全风险，有效地保障了结构安全、延长了梁体结构的使用寿命、降低了养护维修成本。系统传感器会实时采集钢绞线的延伸量数据，实时地将数据传输到主机中，主机系统自动计算延伸量，及时地审核延伸量是否在规定的范围以内，达到双重把控的目的，进而提高了安全性且操作简单、安全、快捷，提高了张拉效率，而且可以通过输入相应的张拉设备编号和张拉日期查询并下载张拉参数。

图4 智能张拉数据显示简图

2.5 压浆施工技术[5]

多箱室宽幅长联连续梁由于预应力管道长、数量多，管道压浆的质量控制将直接影响到梁体的使用寿命。而传统压浆技术中水泥浆液的配制存在很大的人为性因素，配制浆液的设备亦不标准，难以达到试验室配合比的要求；浆液自流排气难以保证孔道内的空气排除干净；压力表盘读数控制难度大；不能达到设计与规范的要求。

针对以上问题，项目部改进了一种智能真空压浆设备。该设备包括自动上料系统、自动称重系统、抽吸真空系统、微电脑自动控制系统、高低速搅拌系统、供水系统和行走系统。施工时通过设定的浆液配比、压浆压力和保压时间自动进行浆液配比、孔道压浆密实、压力控制和保压时间。采用智能压浆技术，不仅能够保证工程质量，提高工作效率，还能减少内业整理工作，是一种非常智能的技术，在实际应用中，智能压浆技术能够精确地控制压浆压力的大小，提高压浆的密实度与充盈度，从而有效地增强了工程结构的耐久性和安全性。