大纵湖互通C匝道桥现浇箱梁施工技术

2022-07-18胥疆

城市建筑空间 2022年5期

胥疆

（中铁十五局集团第五工程有限公司，天津 300133）

1 工程概况

阜宁—溧阳高速公路建湖—兴化段是《江苏省高速公路网规划（2017—2035年）》“十五射六纵十横”高速公路网中“纵三”（编号S35）的重要组成部分。路线始于阜建高速公路终点九龙口枢纽，终点顺接兴泰高速公路兴化南互通，路线全长71.72km。

大纵湖互通C匝道桥位于阜宁—溧阳高速公路建湖—兴化段的JX-YC6标段，其中心里程桩号为CK0+668.148，全长 367.2m，孔跨布置为 3×（4×30m），下部结构形式为柱式墩、薄壁墩、肋板台、桩基础，箱梁48片，桩基48根，墩台18个。

大纵湖互通C匝道桥第1联上部结构为预应力混凝土连续箱梁，现浇箱梁采用盘扣式钢管满堂支架法施工。跨道路现浇设置过车、过人门洞。

2 施工流程及方案

支架现浇梁施工工艺流程如图1所示。

图1 支架现浇梁施工工艺流程

施工前，先对施工现场进行场地平整，并进行地基承载力检测，进行支架搭设（如基础承载力不满足要求需处理地基），然后铺设底模，进行预加载试压，立模绑扎钢筋，浇筑混凝土，待整联混凝土达到设计要求强度后，张拉预应力钢绞线，真空辅助灌浆。

2.1 地基处理

支架安装前先进行地基处理，清除支架范围内地表杂物和植物，用机械整平场地并碾压，再在地面上浇筑100mm厚C20混凝土，地基满足设计承载力后再安装支架，在支架基础四周挖好排水系统，待箱梁施工完成后，清除混凝土基础层。

2.2 支架结构布置

在经过处理的地面基础上按设计距离铺设木方，以降低地基应力，支架下托盘直接置于木方上。钢管脚手架顶部设可调螺杆，以调整底模标高，可调螺杆上设槽钢分配梁，分配梁上再铺纵向木方，木方上再铺设底模、侧模钢管需保证横向和纵向均成直线，严格按设计横纵距离布设。

2.3 加载预压

2.3.1 加载方法

加载重按箱梁自重110%进行加载。采用预制混凝土块作为加载材料，用汽车式起重机吊装就位，并按预压荷载分布图布置。

2.3.2 观测点布置

在箱梁底模上，对应箱梁腹板每隔5m布置观测点；空腔和翼缘板每隔10m布置观测点。在支架顶部水平横杆上每隔10m布置观测点。在钢管支架横杆上绑扎细铁丝并悬挂垂球，垂球离地面约15cm，在垂球附近钢管立杆上作好标记（立杆与垂线距离0.3～0.5m），在同一高度的垂线上也作相应标记。

2.3.3 观测频次

加载过程中，荷载达到60%，80%，100%时各观测1次，加载至110%后按每4h观测1次，直至最后连续6次的沉降值＜1.0mm时方可卸载。

2.3.4 观测方法

预压时设专人进行观测，每级加载完成后用设置在箱梁底模上观测点和钢管支架横杆上观测点进行观测，均无异常后再进行下步工序，并根据预压结果按二次抛物线设置一定的预拱度。

1）箱梁底模观测点用全站仪在箱梁底模观测点上测支架沉降量和水平位移。

2）钢管支架横杆观测点通过在钢管顶层横杆绑扎细铁丝并悬吊垂球，垂球离地面大约15cm，然后分别在铁丝上及附近钢管立杆上的同一高度上作标记，用钢尺测量2点的相对标高，并测量2点的相对水平距离L′。

2.3.5 非弹性变形测量

在底模安装完成后，在模板顶面每个观测点位置钉铁钉作为基准点，加载前进行初始标高测量，卸载后再进行相对标高测量，两者之间差值Δ′，即为模型、支架、地基总的非弹性变形值。对地基混凝土面上布置的观测点进行加载前后观测，两者之间差值Δ″，即为地基非弹性变形值。

2.3.6 弹性变形测量

对底模观测点进行加载后（卸载前）测量，并与卸载后标高进行比较，差值Δ即为支架弹性变形值。

2.3.7 支架水平位移测量

在支架预压前、预压过程中和预压后，采用全站仪测量支架顶部水平横杆上布置的观测点，计算支架位移量，从而进行支架整体稳定性控制。

2.4 模板安装

采用全断面整体浇筑成型方法施工，箱梁模板选用钢模板和竹胶板，在支架顶按支架单元尺寸及步距铺设工字钢，在工字钢上铺设10cm×10cm木方，调平模底标高，以准备箱梁模板安装。

考虑地基下沉和现浇混凝土时支架的压缩变形，根据类似工程施工经验，对支架回弹变形进行测量，以此对箱梁外模加设正施工预拱度。

模板安装完成后，检查验收是否满足设计要求，并将腹板、横隔板等设计轮廓精确放线于底板，以便于钢筋绑扎和余下部分模板的安装。

内箱模板采用竹胶板。内箱模顶板应设置2～3块活动木板，以便浇筑顶板时人员可下去检查作业。

2.5 钢筋安装

钢筋安装前应放线，并按顺序安装；安装钢筋时，在适当位置加设混凝土垫块，确保钢筋保护层厚度。绑扎顶板钢筋时，要注意预埋桥面梁端伸缩缝、护栏板、预埋件等需预埋的构件。

2.6 混凝土浇筑

立模、绑扎钢筋完成且经监理工程师检查合格后，即进行混凝土浇筑，混凝土由标准化混凝土生产供应中心集中拌合，混凝土运输车通过施工便道运输，混凝土泵车或布料机配合混凝土泵泵送入模。

2.7 预应力钢束施工

2.7.1 预应力管道施工

预应力钢束管道均采用金属波纹管，波纹管接头采用比其大一个型号等级的波纹管套接，接头长度为5D（D为波纹管直径），接头要对称旋紧，并用胶带纸缠好接头处以防止混凝土浆渗入。波纹管外观应清洁，内外表面都应没有妨碍黏结的油污、孔洞和不规则的折皱。其内外径和抗集中、均布荷载试验均应满足有关要求。波纹管的下料长度应根据钢束长度及锚具长度确定，波纹管伸入锚具的长度为锚具直段部分的长度。

波纹管在安装前逐一进行外观检查，并做U形满水检漏试验，作好检查记录备查。波纹管安装时，首先进行测量放线，确定波纹管的准确位置，然后根据所放点位安装波纹管，用10U形定位钢筋进行定位。按设计坐标准确安设波纹管，每隔1m加设1道定位钢筋，曲线处每隔0.5m加设1道定位钢筋，将波纹管牢固地捆扎在定位钢筋上，确保管道位置准确，不移位，不变形。所有定位钢筋和防崩钢筋均固定于梁体普通钢筋上。安装波纹管时，管道定位须准确且管道的中心线与锚具垫板严格垂直，在混凝土浇筑前应检查波纹管是否有孔洞和变形，确保管道净空；并在波纹管接头处用胶带包裹，用铁丝扎紧，保证接缝严密，确保在混凝土浇筑过程中不漏浆。当预应力或配套的锚杯、螺旋筋等与钢筋的位置发生冲突时，适当调整钢筋间距，保证预应力筋位置准确。

安放固定后的管道必须平顺、无折角。普通钢筋如与预应力管道位置冲突，适当调整普通钢筋位置，确保波纹管位置准确。若箱梁采用先穿钢绞线后浇混凝土，在浇筑混凝土的过程中，必须采用空压机不间断向管道压风，同时安排专人用导链拖拽钢绞线，防止水泥浆堵塞管道。

2.7.2 预应力钢绞线下料

预应力钢绞线的下料长度应通过计算确定，计算时应考虑锚夹具厚度、千斤顶长度、弹性回缩值、张拉伸长值和外露长度等因素。下料采用砂轮机切割，在切口处两端20mm范围内用细铁丝绑扎牢固，以防止头部松散。禁止用电、气焊切割，以防热损伤。钢绞线应梳整分根、编束，每隔1.5m左右绑扎铁丝，使编扎成束顺直不扭转。编束后的钢绞线应顺直并按编号分类存放。

2.7.3 预应力钢绞线穿束

穿束顺序为：钢绞线下料→钢绞线编束→固定锚板安装→挤压头施工→约束圈安装→波纹管安装固定→钢绞线束穿管→波纹管与约束圈连接。

钢绞线由人工配合卷扬机牵引穿束。穿束采取整束牵引，先用单根钢绞线牵引钢丝绳贯穿整条孔道，然后钢丝绳一端用卷扬机牵引，另一端穿出后绑牢钢绞线束头，用卷扬机慢慢把钢绞线引进管道内。

穿束前将钢绞线逐根理顺，捆扎成束，以防在穿束过程中钢绞线打绞、张拉时受力不均，导致有的钢绞线达不到张拉控制应力而有的可能被拉断。预应力钢束按长度和孔位编号，穿束时核对长度，对号穿入管道。穿束时先将波纹管安装固定于托架上，并将波纹管采用专用接头接长进行牢固连接，然后将2t卷扬机的钢丝绳系在引绳上，用人工先将引绳拉过波纹管，然后将钢丝绳头用卡环与钢束头接在一起，开启卷扬机将钢束徐徐拉进波纹管内，在钢束头进波纹管时，用人工协助使其顺利入管。钢束穿入后将波纹管与约束圈连接，同时安装排气管及螺旋筋，完成穿束工作。

2.7.4 预应力张拉

千斤顶、压力表、油泵校验合格后，组合成全套设备，进行设备的内摩阻校验，并绘出油表读数和相应张拉力关系曲线，建立匹配方程。对配套标定的千斤顶、油泵、压力表进行编号。

对锚具进行外观检查、硬度检验和静载锚固试验，应从同批中抽取6套锚具，组装3个预应力筋锚具组装件，进行静载锚固性能试验，其性能要求应符合JGJ 85—2010《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》。

预应力钢束的张拉严格按规定的张拉顺序和张拉控制应力进行。施加预应力时，混凝土强度应达到设计强度，混凝土龄期不少于设计规定要求。张拉采用张拉力和伸长量双控，以张拉力为主，钢束伸长值作校核。实际张拉伸长值与理论伸长值应控制在±6%范围内，每端锚具回缩量应控制在6mm以内。

预应力张拉顺序为：0→初应力→100%σcon（持荷5min）→锚固。

2.7.5 管道压浆

张拉工艺完毕后，应立即将锚具周围预应力筋间隙用水泥浆封锚。待封锚水泥浆抗压强度达到2MPa后进行压浆，管道压浆应在张拉完成24h内进行。预应力管道压浆采用真空辅助压浆工艺，同一管道压浆连续进行，一次完成。