不对称斜拉桥压重混凝土施工工艺

摘要：不对称的斜拉桥需设计压重混凝土进行配重。文章以实际工程为例，介绍了压重混凝土施工工艺，压重混凝土配合比，压重混凝土施工。

[作者简介]王相坤（1986—），男，本科，工程师，主要从事公路、桥梁工程施工及现场工作。

桥梁的造型美观增加了桥梁的施工难度，又因城市建设中土地使用存在限制，事故不对称斜拉桥的增多。压重混凝土施工直接影响了施工安全、质量以及施工进度，本文对压重混凝土施工工艺作了详细介绍。

1 工程简述

该斜拉桥是一座工程规模大，造型美观的“义”形独塔单索面斜拉桥，义阳大桥工程属于恩阳城区外环线建设工程的一部分，桥梁位于恩阳区芦溪河与恩阳河交汇处西侧，桥梁跨越恩阳河。桥梁总长655 m，孔跨布置为3×30 m+4×40 m+（105+140）m+4×40 m，主桥采用独塔单索面斜拉桥，塔梁墩固结体系。A0#桥台～P8#主塔与P9#主跨～A13#桥台位于芦溪河与恩阳河交汇处西侧，其中第8～9#墩上部结构为现浇连续梁跨越恩阳主河道。主桥立面布置见图1。

主梁采用预应力混凝土结构，共分为6种类型：0#块、边跨现浇段、主跨现浇段、悬臂浇筑段、边跨合龙段、主跨合龙段。边跨长度为105 m，主跨长度为140 m，为了平衡，在边跨现浇段箱室内设压重混凝土，其中边跨现浇段长33.9 m，压重混凝土容重为3.8 t/m3。压重混凝土段断面示意图见图2。

2 压重混凝土施工工艺理论分析

义阳大桥边跨现浇段长33.9 m，通过粗略计算，边跨现浇混凝土约1 283.2 m3，按26 kN/m3计，重约3 336 t。箱室内压重混凝土容重为38 kN/m3，需配重22 500 kN，重约2 250 t。边跨现浇段采用螺旋管支架方式施工，螺旋管支架高约45 m，如一次性浇筑压重混凝土需考虑支架承载能力，增加了施工安全风险以及材料的投入。为减少压重混凝土影响支架的稳定，需制定压重混凝土加载工序，保障支架安全以及减少支架材料投入。

因箱室内空间有限以及中箱室调索的需求，压重混凝土容重为38 kN/m3，增加了压重混凝土配合比确定的难度。

3 施工方案

3.1 施工工艺

压重混凝土施工工艺见图3。

3.2 施工准备

3.2.1 压重混凝土配合比确定

根据设计图纸要求，提前做混凝土配比试验，配出符合设计指标的混凝土。压重混凝土主要指标参数为容重，同时混凝土具备无收缩性，对钢材不会造成腐蚀[1]。

实验室根据设计和实际材料考察，反复的进行试配，根据试配的数据选择最优的配合比，容重为3.88 t/m3，详见表1。

3.2.2 各箱室压重混凝土数量

按设计要求，边跨现浇段29.875 m，共压重22 500 kN，压重混凝土每1 m 753.1 kN;压重区域共横隔板9道，中箱室厚度45 cm，次箱室厚度37.5 cm，边箱室厚度30 cm;1～8箱室内有效配重长度2.65 m，每1 m 21.83 m3，每排箱室需压重混凝土57.8 m3。1～8各个箱室压重混凝土高度见图4。9箱室内有效压重长度2.95 m，每1 m 21.83 m3，每排箱室需配重64.4 m3。9箱室压重混凝土高度见图5。

10箱室内有效压重长度2.45 m，每1 m 21.83 m3，每排箱室需压重53.5 m3。10箱室压重混凝土高度见图6。

3.3 压重混凝土施工

3.3.1 压重混凝土加载工序

按设计文件要求，压重铁砂混凝土需在主梁纵向预应力钢束和横梁预应力钢束张拉完成后灌注，则现浇段支架需要满足现浇段自重+压重混凝土重力的全部或局部梁段范围的承载安全要求。根据现浇段支架钢构布置方案，是难以满足以上要求的。因此，需要改进压重铁砂混凝土加载工序，以满足现浇段支架的承载安全要求。

优化边跨现浇段压重混凝土加载工序：

（1）主跨10#梁段挂篮就位、混凝土浇筑、预应力张拉、（因中箱室压重混凝土重索导管处灌入，在安装斜拉索前将中箱室压重混凝土提前灌入）斜拉索张拉，边跨施加10#索剩余箱室全部压重、11#索所在中箱室全部压重，其余箱室 1/2 压重。

（2）主跨11#梁段挂篮就位、混凝土浇筑、预应力张拉、斜拉索张拉，边跨施加11#索箱室所在剩余1/2压重、12#索所在中箱室全部压重，其余箱室 1/2 压重。

（3）重复以上主跨梁段的单悬臂悬浇施工过程，以及压重施加方式。

（4）主跨17#梁段挂篮就位、混凝土浇筑、预应力张拉、斜拉索张拉，边跨施加 17#索所在箱室剩余 1/2 压重、18#索所在中箱室全部压重，其余箱室 1/2 压重。

（5）主跨18#梁段挂篮就位、混凝土浇筑、预应力张拉、斜拉索张拉，边跨施加 18#索所在箱室剩余 1/2 压重、19#索所在箱室全部压重。

（6）主跨19#梁段挂篮就位、混凝土浇筑、预应力张拉、斜拉索张拉。

按照此加载工序有效地解决了压重混凝土自重问题，压重混凝土由斜拉索受力，减少了支架的受力，大大减少了安全风险。在设计支架时可以解决压重混凝土自重的问题，减少材料投入。

3.3.2 压重混凝土浇筑

压重混凝土施工前将边箱室人孔进行封堵，封堵要牢固，防止爆模流入其他箱室;并铺设隔离彩条布与箱室混凝土分开。浇筑顺序为先两边后中间。压重混凝土采用拌合站集中拌合，自动计量，混凝土罐车运输到现场，直接入仓浇筑（边跨现浇段靠中间行驶），插入式振捣器振捣。混凝土罐车运输过程中按照5 m3/车。防止重量过重对边跨现浇段以及支架扰动。

箱室清理干净，做好浇筑准备，经监理工程师验收同意后进行灌注。

压重混凝土采用混凝土罐车运送至指定箱室直接浇筑，振捣器采用插入式振捣器。混凝土浇筑前先做塌落度试验，混凝土出站时塌落度控制在100～120 mm，入模时的塌落度宜控制在80～100 mm之间，每搅拌50 m3压重混凝土检测一次。入模温度控制在5～30 ℃，每工作班至少测温3次，并填写测温记录。

在压重混凝土的浇注过程中，要保持混凝土浇筑的连续性。

压重混凝土施工分层浇筑，分层厚度控制在30 cm，在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完上层混凝土浇筑[1-2]。

浇筑过程中还应注意边跨现浇段、支座以及支架，如有变形、位移、沉陷等现象应立即校正并加固。

箱室内侧布置振捣点，各点间的间距严格控制在30 cm左右。插入振捣棒时应快插慢拔。一般每处振捣时间控制在20～30 s，严禁漏振和超振[3]。

待混凝土浇筑至留好的刻度时，为保证混凝土面平整，用木抹先收一遍，将混凝土面找平;待初凝后，用光面抹再收一遍。

炎热天气混凝土浇注应避开高温时段进行，尽量选择当日最低温度进行施工，避免模板温度和模内温度高造成混凝土水分过快散失。

4 结束语

压重混凝土施工是不對称斜拉桥施工的重要工序，尤其是施工工艺的确定直接影响了施工周期以及施工造价。本文的压重混凝土施工工艺在结合义阳大桥施工中得到优化，并取得良好的效果。

参考文献

[1] 郭福强.某1桥梁承台深基坑开挖的施工技术[J].四川建材，2014（3）：95.

[2] 李强.官地矿选煤厂槽仓基础大体积混凝土施工实例[J].山西焦煤科技，2014（Z1）： 104-105.

[3] 杜帅锋.清水混凝土施工技术研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库，2014.BA07F014-57FD-49B2-8481-E15B93C53CDA