大跨度、大体量现浇连续箱梁关键施工技术

周筱留 潘丹丹 李锦锦

摘 要：从宁波环城南路西延第九联现浇连续箱梁的施工实例出发，对大跨度、大体量现浇混凝土连续箱梁支架的设计、混凝土分段浇筑等关键技术进行了论述，通过本项目施工的实践，证明此方案具有良好的安全性和可操作性，取得了一定的经济、社会效益。

关键词：大跨度;大体量;现浇连续箱梁;分段施工;高大支模架

0 引言

现浇连续箱梁整体性好，结构形式可以根据桥梁受力变化调整截面尺寸，可以跨越较大尺寸的路口、河流等;但同时因施工工艺复杂，受现场周边环境因素、施工时气候因素、混凝土供应因素影响大，施工质量不易控制，特别是大跨度、大体量连续箱梁，一次成型混凝土浇筑量大，高大支模架风险高，在施工中如何控制现浇连续箱梁的质量和安全是工程的难点。

1 工程概况

宁波环城南路西延启动段工程位于宁波市海曙区，工程西起薛家南路，东至机场路;本工程采用“高架主线+辅道”的建设形式，标准段主线高架为双向6车道，立交分合流区域局部双向10车道。

主线高架第九联Z26-Z29#墩跨跃进河为（45.5+75+43=163.5）m三跨一联预应力混凝土变截面连续箱梁，桥面宽度 39.5 m，为单箱九室断面，中支点梁高4.6 m，跨中和边支点梁高2 m。

2 关键技术

（1）第九联共三跨一联，跨径布置为45.5+75+43=163.5 m，桥面宽度39.5 m，全联共需浇筑混凝土总量7 601 m3。

按一般施工工艺，一联现浇箱梁分两次浇筑混凝土，第一次浇筑底板、腹板，第二次浇筑顶板;这样的话，第一次需要一次浇筑混凝土5 321 m3，第二次需要浇筑混凝土2 280 m3;这样大体量的现场浇筑混凝土，施工组织难度大，作业时间长，后时间段内现浇作业对已浇筑混凝土质量影响大，现场质量控制难点多，易出现质量隐患;如何选择合适的现浇施工工艺，确保现浇箱梁施工质量，是本项目的关键施工技术。

（2）本项目主跨跨度达到75 m，中墩处箱梁高度4.6 m，边墩处箱梁高度2.0 m;现浇箱梁高度高，单位面积箱梁施工荷载大，混凝土自重荷载最大达到11.96 t/m2！全联混凝土自重达到19 762 t。

同时第九联主线与桥下跃进河斜交45°，地面桥桩位布置与跃进河平行;主线支模架基础布置时需要充分考虑地面桥施工、是否利用地面桥桩基等;高大支模架的设计、施工受环境限制较大，是本项目的第二个关键技术。

3 现浇箱梁混凝土浇筑方案比选

3.1 方案比选

为了选择更好的主线第九联设计、施工方案，参建各方召开了多轮次专题会议，希望能找到最优的方案，考虑到前期Z26、Z29墩桩基、桥墩、盖梁已经完成，Z27、Z28墩桩基已经完成，各方充分讨论后形成了几个方案，见表1。

3.2 推荐施工方案

经过综合对比各施工方案，考虑现场情况及结构安全，主线桥第九联采用整幅箱梁结构，两阶段施工，先浇筑中跨箱梁，部分预应力张拉完成后，再施工两个边跨箱梁;施工周期约120天。具体施工流程如下：

（1）第一阶段施工中跨75 m及中跨两侧边跨的各10 m，共95 m。

分两步施工，先施工底腹板混凝土，共3 490 m3;第二步施工顶板混凝土，共1 495 m3。

待混凝土达到设计强度后，张拉预应力钢筋，通长束钢绞线长度95 m，两端张拉。

（2）第二阶段同步施工两侧边跨的剩余部分，西端35.5 m，东端33 m。

分两步施工，先施工底腹板混凝土，西段945 m3，东段886 m3，共1 831 m3;第二步施工顶板混凝土，西段405 m3，东段380 m3，共785 m3。

钢绞线接长，待混凝土达到设计强度后，张拉预应力钢筋，接长束钢绞线一端张拉。

4 高大支模架方案设计

根据现场实际情况，结合以往施工经验，决定先施工主线高架桥，再施工地面桥;考虑到主线高架正断面与地面桥正断面存在45°夹角，且主线施工荷载超过地面桥设计荷载，主线高架支模架不利用地面桥结构，具体方案如下：

主线第九联箱梁支架考虑跃进河两侧地质条件较差，拟全部采用贝雷梁型钢支架，基础形式为：直径Φ800 mm灌注桩+Φ609 mm钢管桩+双拼（三拼）HN700*300 型钢横梁+贝雷梁纵梁+碗扣支架;具部临近承台位置利用桥梁承台做为支架基础。

碗扣支架上方设置双拼Ø48×3.5钢管分配梁+（100 mm×100 mm方木）分配梁+15 mm厚竹胶板。主线第九联碗扣支架间距300 mm～900 mm，方木布置间距120 mm～300 mm。

5 施工控制要点

5.1 支模架施工控制要点

（1）支模架自下而上进行，施工顺序为：钻孔桩基础→桩帽→609钢管安装→HN700*300 型钢横梁安装→贝雷梁纵梁安装→20号槽钢分配梁安装→碗扣支架搭设→双拼Ø48×3.5钢管分配梁→（100 mm×100 mm方木）分配梁→15 mm厚竹胶板。

（2）钻孔桩基础完成后，凿除桩头，桩头松散部分需清理干净，然后施工桩帽，桩帽施工时注意预埋钢板，钢板顶面水平。桩帽顶面高程要充分考虑支架高度、609钢管分节长度合理确定，避免609钢管切割调整高度。

（3）钢管立柱安装时要保证垂直度，底部与预埋钢板焊接牢固，相邻钢管立柱之间设立连接剪刀撑。

（4）立柱顶部双拼工字钢与钢管顶部工字钢之间采用钢板夹片焊接固定，以提高整体稳定性。

（5）H型钢采用定制长度9 m规格，型钢接头采用双面缀板焊接连接;双拼或三拼H型钢每隔2 m点焊加固，防止侧翻。

（6）标准贝雷梁每节长度3 m，进场后先在桥下拼装至1跨长度，按方案设计两片或三片利用横向連接片固定，然后整榀吊装至预定位置。

贝雷梁安装从内至外，确保安装位置准确，贝雷梁与横梁交接处位于竖杆位置。

（7）分配梁安装间距同碗扣支架纵距，确保碗扣支架下托放置于槽钢分配梁内。

（8）碗扣支架材料必须经过验收合格方允许使用，搭设支架时，先弹线确定支架位置，底座放置准确;按立杆、水平杆、斜杆顺序进行安装，每步架体完成后及时核对水平杆步距、立杆间距、垂直度等。

（9）底板弧形渐变段支架需设置必要的斜撑，斜撑垂直于底板。

（10）支架搭设完成后，及时进行堆载预压，堆载重量为施工荷载的1.1倍，并测量变形量，在底模安装时根据支架变形量预调底模高程。

（11）支架拆除时依据先搭后拆的原则，自上而下逐层拆除;拆除时设立警戒区，非作业人员不得进入警戒区。

5.2 模板施工控制要点

（1）立模顺序：先立底模，再立侧模。

模板采用15 m厚竹胶板，底模采用标准尺寸竹胶板逐块拼装，底模完成后拼装腹板模板，并调整标高及线形，立好加固支撑等;最后处理模板缝。

（2）模板要洁净，均匀喷涂脱模剂，采用双面胶条填塞侧模间及侧模与底模间接缝，保证接缝严密平顺，并随时整修。

（3）浇筑混凝土时有专人检查模板，防止跑模、漏浆。

5.3 钢筋施工控制要点

（1）钢筋安装顺序：底板钢筋→横梁钢筋→腹板钢筋→顶板钢筋。

（2）横梁钢筋首先将普通钢筋制成平面或立体骨架，骨架在模具上制做，焊接牢固，主筋骨架之间、骨架与斜筋之间采用双面焊，

焊缝长度不小于设计要求的钢筋直径的5倍，以免在吊装过程中变形。

（3）横梁高度最高超过4.5 m，钢筋安装时先采用Ø48钢管搭设临时支架，在支架上弹线确定钢筋骨架位置，然后安装下部主筋、上部主筋、弯起钢筋，最后安装分布筋;最后拆除临时支架。

（4）钢筋绑扎成骨架后，根据各预应力钢束的座标和曲线要素，在骨架的箍筋上测量划线，安装波纹管定位筋、波纹管。

（5）张拉齿块钢筋、锚垫板加固钢筋等最后安裝。

5.4 混凝土浇筑控制要点

5.4.1 混凝土浇筑施工组织

（1）现浇箱梁纵向分两次（两次之间预应力设连接器），横断面分为上下两次浇筑，第一次先浇筑底、腹板（至腹板倒角下口处），第二次浇筑顶板。

（2）主线第九联第一阶段采用4台泵车，桥梁两侧各布置两台泵车，分别位于箱梁横断面两侧从两端向中间进行浇筑，浇筑时间约22 h;第二阶段两侧各采用两台泵车，从低向高浇筑，浇筑时间约12 h;每台泵车配备一个班组负责浇筑混凝土，1组质量检查验收人员，全桥配置1组沉降观测人员。

混凝土浇筑原则为：纵向从低向高，横向从端部往中间。先横梁→底板→腹板→横梁→底板→腹板、横梁。混凝土浇注时纵向以阶梯分段（分段长度以15 m为宜，气温高时长度适当缩短），水平分层进行，分层高度不得大于30 cm。

（3）混凝土浇筑顺序：

第一步：浇筑横梁混凝土，至底板倒角位置。

第二步：从横梁向两侧浇筑底板混凝土;箱室腹板两侧混凝土浇筑至倒角，箱室中间浇筑至底板顶层钢筋下方。

第三步：浇筑腹板混凝土，腹板混凝土至底板倒角位置翻出。

第四步：整理倒角位置翻出混凝土，浇筑剩余底板混凝土。

第五步：浇筑剩余横梁、腹板混凝土;依次反复，纵向向前推进，至完成本区所有混凝土。

5.4.2 混凝土浇筑注意事项

砼浇筑前，应认真细致对支架、模板、预埋件进行一次检查，模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢清理干净，对于模板有缝隙地方，应填塞严密。施工插入式振动器时，移动间距不超过振动器作业半径的1.5倍;与箱梁的侧模保持50 mm～100 mm的距离;插入下层混凝土的距离为100 mm左右，每一处振动完毕后边振动边徐徐提出振动棒，避免振动棒碰撞模板、钢筋以及其他预埋件，对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止。

振捣工作业范围明确，每台泵车一个振捣小组，不得交叉换位，避免漏振。

混凝土浇筑应连续进行，如因故必须间断时，其时间应小于前层混凝土初凝时间，若超过初凝时间则必须按施工缝进行处理。

混凝土浇筑过程中应派专人对支架和模板进行检查和监测，发现异常变形和声响应立即停止作业。

5.5 预应力钢绞线接长

本工程最长钢绞线达到163.7 m，因分段施工需要，第一阶段混凝土浇筑完成后需要先进行部分预应力张拉，然后接长钢绞线，在第二阶段混凝土强度达到要求后再进行预应力张拉。

预应力钢绞线接长工艺复杂，质量要求高，是本项目的关键工序。

（1）连接器是由连接体、挤压套、挤压簧、工作夹片、锚垫板、螺旋筋、约束圈、保护罩等组成。

（2）挤压式P型锚固头制作注意事项：1）挤压前检查钢绞线、挤压套等，并清理，然后将挤压弹簧套入钢绞线端部并旋紧，最后套上挤压套。2）把套好挤压套的钢绞线穿过挤压模孔，并使钢绞线全部穿进挤压套内，其一端抵在顶杆凹槽内。钢绞线、挤压模与活塞杆应在同一中心线上，以免挤压套被卡住。3）挤压过程要一鼓作气完成，中间不得停顿。4）完成后锚固头钢绞线外端应露出挤压套筒1 mm～5 mm。

（3）连接器的安装。在上一梁段张拉、压浆完成后，将已挤好挤压套的钢绞线逐根挂入相应连接体的卡口内，挤压套紧贴连接体槽口底部，钢绞线应平顺，不得缠绕，整束钢绞线应松紧均匀。

（4）喇叭筒罩安装。保护罩为喇叭状，两半用螺栓安装好，并用扎丝扎牢，在保护罩与波纹管间安装约束圈;保护罩两半之间、与锚垫板间可用玻璃胶进行密封。

保护罩安装时注意压浆排气孔要预留好。

6 结束语

通过环城南路西延主线第九联大跨度现浇箱梁的实际工况，对大跨度、大体量混凝土现浇施工关键技术进行了分析研究，验证了大跨度、大体量现浇连续箱梁分段施工、高大支模架方案设计的可行性，为今后类似工程支架结构体系设计和施工提供有益的参考和借鉴。

参考文献：

[1]高江.跨越既有铁路线的支架设计[J].石家庄铁道大学学报（自然科学版），2020，33（2）：137-142.

[2]黄绍金，刘陌生.装配式公路钢桥多用途使用手册[M].人民交通出版社，2004.