基于单箱单室变高度箱形梁的预应力混凝土连续箱梁施工

饶志喜

（ 中铁十八局集团第五工程有限公司，天津 300459）

预应力混凝土连续箱梁结构具有刚度好，变形量较小，通车平稳性高，行车比较平顺和舒适，抗震能力强等优势。 随着施工技术和施工设备的不断发展，预应力混凝土连续箱梁施工技术愈发先进，逐步成为公路和铁路桥梁施工的主要应用技术。为最大限度上提升施工质量，保证桥梁的承载力和整体强度，降低施工难度，提升施工效率，在多数桥梁施工中均采用了预应力混凝土连续箱梁施工技术，主要优点是可实现桥梁分段施工，降低施工的难度，保证桥梁成形质量，满足铁路桥梁对强度、承载力的需求。 基于此，开展基于单箱单室变高度箱形梁的预应力混凝土连续箱梁施工研究就显得尤为必要。

1 工程概述

本桥为襄渝线安康至重庆增建第二线，工程横跨紫阳汉江， 为本标段重点工程。 设计范围为ZDK369 +793.4 ～ZDK370 +235.35， 中 心 里 程 是ZDK370 +003；桥跨布置3 ×24 m预应力混凝土简支梁+48 m+2 ×80 m+48 m预应力混凝土连续梁+3 ×32 m预应力混凝土简支梁。 连续梁体系采用单箱单室变高度箱形，箱梁顶板宽7 m，箱宽4 m，梁高3.3 ～6.0 m，梁高变化段按二次抛物线变化，共9 墩、2 台、82 根 钻 孔 桩。 全 部 采 用 桩 基 础， 其 中0#台、1#墩采用人工挖孔桩，其它墩台采用冲孔桩，0#、1#、9#、10#墩台桩基础桩径为1.25 m，4#—6#主墩桩基础桩径为2.0 m，2#、3#、7#、8#墩桩基础桩径为1.5 m。

2 工程特点

2.1 对绿色施工的要求比较高

案例工程地处当地饮用水一级保护区，为避免污染水源，严禁向河流中排放污染物，也不能新建污水排放口。 在具体施工建设中，用水必须经过严格处理， 达到排放标准后才能排放， 避免污染水源[1]。

2.2 河水流速和深度比较大

在本工程施工中，最大水深为45 m，最大流速为5 m/s，水深和流速大是本工程预应力混凝土连续箱梁施工的最大难点。

2.3 保证河道通航

本工程为紫阳线汉江重要的航道，河面上船只比较多，因此，在施工中必须保持河道航道在施工期间的通畅性。

3 预应力混凝土连续箱梁施工技术的应用要点

3.1 0#块梁段施工托架施工

在墩柱施工中，墩壁上预埋连接的预埋件，预埋通过栓接的方法与异型结点板联结。 而异型结点板则通过和万能杆件结点板联结，实现托架和桥墩的相互联结[2]。 本工程托架采用了万能杆进行拼装，万能杆立面为双肢，平联则为单肢，并在托架上用型钢作为分配梁，本工程托架布置施工示意图（见图1）。

图1 0#段施工托架示意图

3.2 临时支座施工要点

为了承受悬臂施工中连续梁重量和产生的不平衡弯矩，在0#梁段立模前分别在墩顶设置临时支座，并且临时支座的布置和技术要求，严格按照设计要求实施，本工程临时支座的形式（见图2）。

在进行体系转换中，为便于拆除临时支座，支座的混凝土采用了分层浇筑法，在每层中间铺设一层硫磺砂浆，铺设厚度控制在5 cm左右，并埋设电阻丝。 这样可以方便拆除临时支座， 降低劳动强度[3]。

3.3 悬臂梁段灌注施工方法和要点

悬臂梁段灌注施工是指正常悬灌梁段和中跨合龙后的边跨悬灌直线梁段施工。 图3 所示为本工程挂篮结构。

图2 临时支座施工示意图

图3 轻型挂篮示意图

3.3.1 承重系统施工要点

承重系统是悬臂梁段灌注的主要结构，本工程悬臂梁段灌注规模比较大，对承重系统的稳定性要求比较高，由主梁、横梁、平面联结系、前后吊杆等结构共同组成。 为保证施工质量，避免在后期浇筑中发生倾覆问题，在承重系统的末端设置了高强度限位器，将限位器和竖向预应力相互连接，形成一个整体，保证承重系统可以斜吊水平。 采用56 工字钢作分配梁，在承受施工荷载时，为保证0#段的整体稳定性，在横桥向上布置穿墙对拉预应力扎丝锚，保证挂篮结构的整体稳定性，满足工程要求。

3.3.2 模板系统施工

在模板施工中，侧模和底模采用了钢模板，端模则采用了木质模板。 严格按照结构的尺寸要求，控制顶面分配梁的标高。 为提升施工效率，本工程选择在固定平台上完成模板拼装工作，再通过浮吊吊运到指定位置进行安装，安装之前要进行测定测量，确认达到设计标准后再行动。 在模板标高调整中，可采用活动支承来调整外侧模板，在模板横向调整中，则采用了调丝杠来完成[4]。

3.3.3 单箱单室变高度箱形线形控制

本工程为典型的单箱单室变高度箱形0#段较短，在1#段浇注时，采用轻型挂篮空间不足，利用短主梁将两挂篮连为一体，缩短挂篮占用长度，做好挂篮与0#段锚固，保证施工过程安全、平衡。 1#段施工完后即可拆开相连的两个挂篮背向滑行对称悬灌施工，同时严密控制桥梁线形变化。 在施工中除严格控制混凝土拌制质量和预应力施工工艺，尽量减少混凝土弹性模量、收缩、徐变、预应力值与设计值之间的偏差外，拟采用大跨度预应力混凝土梁桥施工动态跟踪控制程序 “ TRBT” 软件进行线形控制计算，在箱梁灌注过程中，将影响箱梁挠度的各因素及变化信息及时反馈，根据实测数据计算各梁段的挠度调整值，确保施工线形满足设计要求。

3.3.4 行走系统施工

为满足施工要求，本工程挂篮结构由两片主桁组成，挂篮的自重为30 t，满足本工程最大梁端控制重量的要求，也满足梁高3.0 ～6.6 m的要求，挂篮在行走中抗倾覆稳定系数在2.0 以上。 施工中挂篮主构架和外模板一起走行到位，并调整好定位，绑扎腹板钢筋和底板后，内模架、内模板再走行到位。 当标高调整到设计要求之后，再进行混凝土灌注，当混凝土强度达到80%后进行张拉压浆。 从0#段施工技术后，从1#段开始进行悬臂浇筑。

3.4 混凝土浇筑

在本工程混凝土浇筑中，采用了混凝土输送泵入模的方法，按照挂篮前端向后端逐步施工，底板和腹板下部混凝土通过串筒导流到模板中，腹板混凝土也采用分层浇筑法，分层浇筑厚度在30 cm左右，在顶板浇筑时，从两侧向中央浇筑[5]。 边浇筑边振捣，达到设计要求后，进行混凝土养护，表面通过塑料布覆盖，进行洒水养护，等混凝土强度达到设计强度的90%后，再拆除覆盖布，但要继续洒水养护，养护时间不小于14 d。

3.5 预应力施工

在本工程预应力施工中，纵向采用低松弛钢绞线，孔道为波纹管，选择了OVM 系列锚具，竖向则采用精扎螺纹钢，孔道也采用波纹管。 当混凝土强度满足预应力施工的要求之后， 再进行预应力施工，混凝土浇筑前，插入直径为8 mm或者10 mm的塑料管，边浇筑混凝土，边抽动塑料管，在混凝土终凝后及时抽出。 在桥梁施工中，采用了人工穿束和人工配合机械设备传输的方法进行穿束，在前端安装引导头，将钢束表面污染物清洗干净，而且引头需要用电焊牢牢焊接[6]。 纵向预应力筋采用一次张拉的工艺，其步骤为：0 →初应力（ 持 荷2 min） →σk（持荷2 min） →锚固。 竖向钢筋的张拉：单端张拉，0→初应力→1.05δk（持续荷载5 min）→锚固。

3.6 孔道压浆

当预应力张拉完成之后，尽快进行孔道压浆， 并且在压浆之前，要全面清理孔道，便于灰浆有效流动。 本工程压浆水灰比在0.40 ～0.45 之间，掺入0.1%的铝粉作为膨胀剂，控制水泥浆泌水率小于3%，膨胀率小于8%，而且稠度要控制在14 ～18 s之间[7]。 在压浆时要采用活塞式压浆泵，从一端向另一端压浆，当孔道另一端冒出浆液后，关闭终端阀门，控制压浆压力在0.6 ～0.7 MPa之间，持压时间控制在3 ～4 min 之间。 对连续结构中的曲线束，在孔道的每个峰顶处设置泌水孔；对较长的直线孔道，每隔15 m左右设置排气孔（ 见图4），用来排水及排气和中间压浆。 排气孔、泌水孔必要时也可作为灌浆孔用。 需采用大一号的同型波纹管进行波纹管的连接，采用密封胶带封口。

图4 波纹管上排气孔示意图

3.7 合龙施工

本工程合龙施工中，分为2 个中跨合龙梁段和2 个边跨合龙段，为保证施工质量，先进行中跨合龙，再进行边跨合龙。 在中跨合龙端的挂篮全部拆除，在拆除前观测梁端高程，加载时以高程控制为主。 按照设计要求逐步移动完成中跨合龙段施工，再拆除上部桁架，下导梁作为施工吊架，保证内模不滑出。 及时观测两梁端的高程，此高程用于评定合龙的精度[8]。 连续梁的边跨直线不平衡段梁体在中跨合龙后，采用边跨侧悬臂挂篮现浇施工，边跨墩顶段梁体采用悬臂托架现浇施工，并且在托架上采用预压重措施，防止支架的弹性变形引起的沉降影响，边跨合龙段采用吊架施工。 边跨墩顶直线段托架示意图（见图5）。

合龙前先在3#、7#墩安装好两边跨永久活动支座，在托架上浇注边跨墩顶直线段混凝土。 然后利用挂篮上下纵梁做吊架作为合龙施工平台，绑底板钢筋，滑出内模，绑腹板钢筋，和其它中跨合龙段一样进行合龙[9]。

图5 边跨托架施工示意图

4 结 语

综上所述，本文结合理论实践，分析了基于单箱单室变高度箱形梁的预应力混凝土连续箱梁施工，分析结果表明，单箱单室变高度箱形梁是连续梁体系施工中常用的箱形结构，采用预应力混凝土连续箱梁施工技术，可有效缩短施工工期，严格按照相应的工序进行施工，可有效保证施工质量，从而获得更多的经济效益和社会效益，可为单箱单室变高度箱形梁施工提供必要技术支持，值得大范围推广应用。