高架桥多形式箱梁结构的施工

毛文忠 张志敏 徐大为

上海建工五建集团有限公司 上海 200063

1 工程概况

上海崧泽高架路工程是虹桥枢纽综合交通配套“一纵三横”中的重点工程之一，位于青浦区和闵行区。3标段新建高架桥全长5 825 m，地面道路全长5 522 m。平行匝道设置3对。G15互通立交1座，含6条匝道。G15主线桥拼宽1座，地面桥梁6座。现状道路为双向4快2慢，设置有中央分隔带，部分路段外侧未实施人行道，跨越路口平面交叉13处，立体交叉1处（G15），河道6条。标段范围内崧泽大道与轨交17号线并行（轨交17号线在崧泽大道段G15以东为地下线路，西侧均为高架线路）。

本工程跨越多条河流，存在许多匝道，路况复杂，根据各节点的设计要求，存在小箱梁、现浇混凝土箱梁、刚接空心板梁、铰接空心板梁、钢-混组合梁、钢结构连续箱梁、简支T梁等共7种形式的箱梁结构。其中，小箱梁和现浇混凝土箱梁最多，其他箱梁结构只用于特殊跨线节点。

立交匝道变宽异形结构及半径较小的非跨线节点采用现浇混凝土箱梁结构，36 m跨径以下梁板采用预制小箱梁或空心板，40～60 m结构跨径采用钢混组合梁结构，超过60 m结构采用钢结构连续箱梁结构，NW匝道既有匝道拼宽采用连续刚构的无梁板结构，NW、WN匝道对原结构加宽宽度小于1 m，采用既有悬臂加宽的形式实现拓宽。

2 钢箱梁施工技术

2.1 钢箱梁分段制作

钢混组合梁存在40、42、45、50、55、60 m共6种跨径，异宽段钢混组合梁有50、52、55 m共3种跨径。纵向以设计的箱室为准，单箱制作运输吊装。横向50～60 m的钢梁分为2段制作运输吊装，40、42、45 m的钢梁跨中不分段，整体制作运输吊装[1]。

2.2 跨桥钢箱梁分阶段吊装施工

本工程钢结构桥梁共分20联，其中跨路口钢混组合梁12联，跨河钢结构桥梁8联：新通波塘桥7联（高架桥1联、地面桥外侧2联、内侧2联、匝道2联），嵩塘（湖五河桥）1联。跨河钢梁共计跨越2个路口，分别是新通波塘桥（7联钢梁）与湖五河桥（1联钢梁），吊机均选用双机抬吊；跨路异宽段钢梁共计4联，吊机选用250 t履带吊。

受到现场条件限制和地面交通要求，对各跨桥和跨路钢箱梁进行分段吊装，以新通波桥段为例，将该桥7联钢结构梁分4个阶段吊装（图1）。

图1 跨桥钢箱梁分段示意

第1阶段吊装外侧地面桥K5（A1、A2），跨度55 m，共计2幅，每幅质量266 t，每幅分2段吊装。

第2阶段吊装内侧地面桥K5（B1、B2），跨度55 m，共计2幅，每幅质量206 t，每幅跨中分段，现场拼装成整体后吊装。吊装时拆除内侧2幅地面桥，施工内侧2幅新建地面桥，利用既有旧桥基础作为吊装停机位置。

第3阶段吊装新通波塘高架桥（C1），跨度55 m，总质量639 t，加工跨中分段，共计6段，每个箱室现场拼装成整体后吊装，吊装质量约196 t，利用既有旧桥基础作为吊装停机位置。

前3阶段吊装时均利用地面老桥人行桥运输钢梁，再采用双机抬吊吊装。

第4阶段吊装新通波塘匝道JDAK5/JDBK5（D1、D2）跨度55 m，共计2幅，每幅质量206 t，每幅跨中分段，现场拼装成整体后吊装，此时拆除地面老桥人行桥，利用新建内侧地面桥运输匝道钢梁，再采用双机抬吊吊装。

2.3 跨路钢箱梁吊装施工

跨路钢混组合梁吊装包含不设置钢支架和设置钢支架2种吊装工况[2]，对小于等于45 m的跨路钢混组合梁不设置支架，吊装采用单机吊装（45 m跨采用320 t履带吊，其他跨采用260 t履带吊）；大于45 m的跨路钢混组合梁设置支架，分段吊装采用250 t履带吊，双机抬吊。

2.4 吊装效果

跨河钢箱梁分阶段吊装方案充分利用了既有旧桥基础作为停机位置，利用老桥人行桥运输钢梁，大大降低了吊装难度，很大程度上提高了吊装效率。而跨路钢箱梁的吊装高度高，吊装空间狭小，吊装施工困难，对吊装技术和吊装管理有着十分严格的要求。

钢箱梁起吊过程，先用汽车吊将其吊送到高空，随后在16.0 m和37.5 m处先后进行2次90°的“空中转体”，将钢箱梁精确送至预先设定的点位后，再用2台汽车吊机在吊装点开展“空中换手”。重新布置完吊装点后，使钢箱梁准确到达定位点。最终凭借搭积木式的预制施工技术，在保证吊装精准安全的前提下，不仅大大加快了安装速度，还最大程度上减少了噪声、扬尘和对道路交通的影响。

3 小箱梁施工技术

本工程高架、平行匝道上部结构除跨线处及特殊节点外均采用小箱梁结构。其中，除变宽段、K487跨及K495采用简支小箱梁外，其余均采用简支变连续小箱梁。本标段预制小箱梁、空心板梁共有14种跨径，需架设的混凝土小箱梁共1 328片、孔心板梁共216片。根据现场施工条件，择优选择架桥机架梁、履带吊架梁和汽车吊架梁3种方案。

3.1 架桥机架梁施工技术

架桥机的主梁中心距为6 m，配合架桥机和起吊天车的横向移动可以实现箱梁的一次就位。吊装前采用运梁车预制混凝土小箱梁从制作工厂运送至吊装现场，使用龙门吊将小箱梁吊送到桥面的运梁车上，通过移动运梁车将小箱梁送到架桥机尾部的主梁内，随后使用起吊天车吊运和安装小箱梁。线上运梁车在喂梁时都采用5.6 m/min的速度，当前起吊天车起吊梁后，起吊天车和后运梁平车都以5.6 m/min的速度运行，直到后起吊天车起吊梁后，两天车以5.6 m/min的速度携梁纵移，此时喂梁工作完成[3]，两运梁车返回继续拉梁，空车返回时可挂高挡快速运行。

架桥机架梁共分4个步骤，工艺流程如下：预制梁由轮胎式运梁车驮运至架桥机尾部，至前天车能够起吊的位置停止；前天车吊起梁的前端，与后运梁车同步向前，至后天车可以起吊的位置停止；后天车吊起梁的后端，与前天车同步向前，直至预制梁纵向吊运到位；两天车同步落梁，离支座一定高度时，通过大车横移和小车横移将预制梁在横向上安装到预定位置；运梁车返回继续拉梁。

3.2 履带吊架梁施工技术

根据履带吊所吊质量最大的30.5 m小箱梁的规格、尺寸、质量以及现场的作业环境，结合吊车站位、吊车走位以及起重机的性能，选用2台260 t履带吊进行双机抬吊作业。2台履带吊，其中1台在当前所架小箱梁的跨内站立，吊车沿平行于盖梁的方向走位，另一台在下一跨的跨内站立，吊车也是沿平行于盖梁的方向走位。

以P338～P342墩小箱梁吊装为例，吊装过程如下：

1）运梁车拉梁至线路旁边，履带吊停在运梁车外侧从运梁车上将梁提起。

2）梁从运梁车上提起1 m后，运梁车开走。2台履带吊提梁向前，将梁放到盖梁预定位置上。

3）重复步骤1、2，架设该孔的另外5片小箱梁。

4）同样，运梁车将第2孔梁拉运到至线路旁边，履带吊停在运梁车外侧从运梁车上将梁提起。

5）梁从运梁车上提起后，运梁车开走。2台履带吊提梁向前，将梁放到盖梁预定位置上。

6）重复步骤4、5，架设该孔的另外5片小箱梁。

3.3 汽车吊架梁施工技术

根据梁长20 m，最大吊重37.5 t，桥台顶至地面高度2.0～2.5 m，吊车工作最大吊高17 m，回转半径在15 m左右，计算出臂长约为22.7 m，因此选用1台220 t汽车吊。

架梁按由内向外的原则，横桥向先架中间，再架两侧；顺桥向先架中跨，再架边跨。汽车吊吊装步骤如下：

1）在正式吊装前进行试吊，将梁吊至离运梁车5～10 cm，停止起吊，停顿3～5 min无异常后继续起吊。

2）将梁吊至距离运梁车1 m左右位置停止起吊，等到梁保持稳定后，检查箱梁和运梁车是否还存在接触，确认无误后将运梁车驶离。将梁离开梁车后及时落低，然后由汽车吊旋送至盖梁上方编号相应位置，吊车停止动作，待梁平稳后，缓慢落钩至距盖梁上方10～15 cm处（保持梁的平稳），待校正好垫片后，吊车同时缓慢落钩，桥梁就位[4]。

3）用事先准备好的等高木块支垫箱梁下沿，垫片架设顺序由一侧外边梁至另一侧外边边梁逐片进行架设，架设时箱梁不倾斜，确保梁安全。

3.4 质量控制

1）架梁前须按照设计图纸做好测量放线工作，对预埋件、支座、伸缩缝、安装设备及构件外形尺寸进行复核。

2）梁体安装时，必须保证伸缩缝宽度，并对伸缩缝位置进行覆盖防护，避免缝中掉落杂物。

3）梁体就位必须准确，底面同支座完全接触，支座水平，梁底面符合设计要求的坡度。支座四角高差≤1 mm，支座水平位置偏差≤2 mm，就位不准确时须吊起重放。

4）边梁架设时，应按桥梁总体设计的坡度和曲线要求，外侧线形顺畅，桥梁宽度控制准确。在梁体横移就位后翼板下缘应架设斜撑稳固，并与相邻箱梁采取外露钢筋间焊接牢固，保证边梁横向稳定。

4 现浇混凝土箱梁施工

4.1 支架体系施工

支架采用碗扣式钢管脚手架[5]。为保证横向车辆通行，采用螺旋钢管支设支撑式横向门洞。支架搭设完成后进行预压，根据事先计算的相应部位的质量来防止压重，预压质量为钢筋混凝土荷载的1.2倍。预压过程中在支架竖向设置2道观测点用以监测支架的变形与沉降。

4.2 模板施工

模板材料为厚15 mm竹胶板，根据箱梁尺寸进行现场加工。支架顶设可调高度顶托，横向采用方木作为背楞，竹胶板固定在方木上。支模分2次进行，第1次安装外底模和纵向肋侧模，支模到顶板承托以下50 mm；底、腹模板钢筋绑扎成形安装内模后，在内模内设置斜交钢管作为内撑，相邻箱室用对拉螺杆连接（图2）。

图2 底/腹板浇筑支撑

第2次进行箱梁顶板内底模的安装，安装过程中在顶板设100 cm×120 cm人孔，顶板底模设置内支撑，便于内模拆除重复利用，人孔用吊模支模补缺，人孔设置需避让预应力钢束位置。顶板底模模板采用与底板、腹板相同材质，顶板支撑采用钢管支撑（图3）。

图3 顶板浇筑支撑

4.3 钢筋与混凝土施工

1）钢筋在后场加工成半成品，塔吊转运到施工现场绑扎成形。箱梁的钢筋安装程序为：梁底板→梁肋板→横隔梁→梁顶板。水平箍筋、拉钩筋自上而下绑扎，间隔绑扎呈梅花形。钢筋焊接、螺纹接头或绑扎接头应设置在内力较小处，并错开布置，搭接、焊接头焊缝平整。

2）混凝土分2次浇筑，顺桥向采用每孔顺序分层浇筑，横向从断面中间向两侧浇筑，先底板、后腹板。每孔箱梁的混凝土工程量较大，为避免冷缝产生，泵送混凝土掺加缓凝剂，初凝时间10 h，延长初凝时间。箱梁底板、腹板混凝土浇筑从低向高，采用斜向分段、水平分层的方法浇筑，先进行底板混凝土浇筑，待混凝土稍凝时再浇筑中腹板和边腹板，每次浇筑间隔时间最好控制在1 h内。箱梁顶板混凝土浇筑前在箱梁顶板上采用4#角钢作为顶板面标高控制点和分仓控制线，标高控制在角钢上以纵向5 m一个点设置，分仓缝以纵断面按混凝土浇筑方向布置。

4.4 预应力施工

预应力波纹管与内衬管在浇筑混凝土前安装到位，混凝土强度达到设计强度的90%时，且龄期满10 d以上，允许张拉。张拉顺序为：先长束后短束。张拉预应力钢束为后穿施工，采用自锚功能的千斤顶两端张拉，张拉完成48 h内采用真空压浆工艺进行孔道压浆。

5 结语

为适应各个节点的施工设计要求，崧泽高架3标段项目采用多种形式的箱梁结构，是同类工程中一个较为典型的案例。文中总结了钢箱梁的分阶段吊装、预制小箱梁多形式吊装和现浇混凝土箱梁施工等技术方案。这些方案不仅在该工程中发挥积极作用，也对类似工程具有借鉴意义。