预应力连续刚构桥边跨现浇段箱梁施工技术

预应力连续刚构桥边跨现浇段箱梁施工技术

摘要：本文以广东珠江三角洲环线高速公路黄岗至花山段项目北江特大桥施工过程为背景，介绍了大跨径预应力混凝土连续刚构桥边跨现浇段施工工艺和施工过程中常见问题及解决办法，为其他同类工程项目的施工控制提供参考。

关键词：连续刚构；边跨现浇；支架

Abstract: This paper takes Huanggang to Huashan section of Guangdong Pearl River Delta ring expressway project of Beijiang bridge during construction as the background, introduces the common problems of large span prestressed concrete continuous rigid frame bridge side span cast-in-place construction technology and construction process and the solution, provides the reference for the control of the construction of other similar projects.

Key words: continuous rigid frame; the side span cast-in-place bracket;

1 工程概况

广东珠江三角洲环线高速公路黄岗至花山段北江特大桥在跨越西岸大堤及右汊辅航道处，采用52+2×85+52m刚构-连续组合结构；跨越中汊主航道设计采用125+210+125m连续刚构；跨越左汊主航道及东岸北江大堤、南北大道（S269）设计采用65+4×100+62.5+35m刚构-连续组合结构；中汊与左汊之间桥跨采用2×65mT型刚构过渡。

北江特大桥全桥2×85m、210m、4×100m三大连续刚构共有24#、28#主墩52m刚构侧、50#、53#墩主墩125m刚构侧、55#墩左右65m刚构侧及61～62#墩100m刚构侧、35m现浇段侧共8个边跨现浇段需要要搭设钢管支架来进行施工。

2边跨现浇段施工方案

北江特大桥8个边跨现浇段箱梁根据梁高和腹板厚度不同主要分以下三种截面形式：

1）24#、28#主墩52m刚构侧：箱梁顶板宽度18.5m、底板宽度9.5m、腹板厚度45cm两侧悬臂缘翼板宽4.5m，箱梁截面中心高度2.30m；

2）50#、53#主墩125m刚构侧：箱梁顶板宽度18.5m、底板宽度9.5m、腹板厚度50cm、两侧悬臂缘翼板宽4.6m，箱梁截面中心高度4.50m；

3）53#、55#主墩61#、62#墩65m及35m刚构侧：箱梁顶板宽度18.5m、底板宽度9.5m、腹板厚度45cm两侧悬臂缘翼板宽4.5m，箱梁截面中心高度2.50m。

现浇段箱梁截面段，采用搭设扣件式支架的方式来支撑和传递箱梁顶板、翼板的荷载；采用纵桥向铺设12cm×10cm方木来支撑和传递箱梁底腹板荷载。

荷载传递顺序为：荷载（包括结构自重，模板、扣件式钢管支架、方木及施工荷载）→ I25分布梁→贝雷梁→I56a承重梁→Φ820×8ｍｍ钢护筒。

图1现浇段支架形式

3边跨现浇段施工工艺

3.1现浇支架施工

50、53#墩125m刚构侧边跨现浇段支架时，在50#墩承台面东岸侧、53#墩承台面西岸侧预埋3块钢板以用来立钢管桩，水中振设12条钢管桩。钢管桩上铺双拼2I56a工字钢横梁，横梁上架设贝雷梁，贝雷梁上铺设I25工字钢及方木，方木上铺设底模，形成施工支架。翼板部位在支架平台上搭设门碗扣支架形成承重支架，顶板利用在箱里搭设碗扣架做承重支架。

24、28#墩52m刚构侧边跨现浇段时，直接在现浇箱梁侧振设6条钢管桩，管桩基础以上部分支架搭设形式同50、53#墩；

53、55#墩65m刚构侧边跨支架时，直接在现浇箱梁侧振设8条钢管桩，管桩基础以上部分支架搭设形式同50、53#墩；

施工61-62#墩段边跨支架时，省道S269路面范围部分直接在路面制作钢筋混凝土扩大基础来立钢管，61#墩62.5m刚构侧两个扩大基础立两排共12条钢管桩，61-62#墩35m现浇箱梁段侧两个扩大基础立两排共12条钢管桩，其余两排共12条钢管桩在路基外侧，采用直接振设入土的方式，管桩基础以上部分支架搭设形式同50、53#墩。

3.1.1钢管桩及立柱架立

①在钢管桩定位过程中，测量组应严格按照图纸要求进行放样控制，导向架就位后，应通过复测确定导向架定位准确后方可进行钢管桩施工。

②钢管桩施工过程中，施工作业及现场管理人员应全过程观察钢管桩的入土

情况，发现钢管桩入土深度无明显变化时应停止振动锤，以免发生钢管桩底卷边，降低钢管桩的承载能力。

③钢管桩及其它钢构件的加工和安装焊缝必须满足要求，所有焊缝必须饱满密实，在焊缝不能根据设计要求进行施焊时需报工程技术人员，并经同意后方可变更。

④所用的贝雷不得使用锈蚀严重或有严重缺陷的贝雷，贝雷的连接销必须使用贝雷梁专用的连接销及保险销，贝雷连接花窗的连接螺丝必须全部上满并拧紧。

⑤贝雷顶的横向I25a工字钢必须摆放在贝雷梁顶的节点处，并采用骑马螺栓与贝雷固定。

⑥贝雷梁支点位置处节点与非节点位置均要采用10#槽钢进行竖向加强，每组贝雷梁之间均要采用12#槽钢焊接剪刀撑、交叉节点要焊接固结，焊缝要饱满密实。

3.1.2平联及横向承重梁安装

平联钢管采用直径为42.6cm，壁厚为6mm螺旋钢管。钢管桩沉桩完毕并验收合格后，利用专门设计制作的挂篮作施工平台，进行横联、上横梁的焊接、安装施工。

在桩顶按设计标高抄平钢管，并打磨保证管桩顶平整，吊放预先切割好的2cm厚钢板与钢管桩焊接固定，并焊接4道15cm×20cm，厚为2cm三角加劲板。

I56a工字钢在东西两岸钢结构加工厂焊接接长至18.5m后转运至现场加工成2I56a承重梁，采用起重设备进行整体吊装，并将2I56a和桩顶钢板焊接在一起，两侧焊接10#槽钢限位。

3.1.3贝雷梁安装

架设贝雷梁之前，根据要求在现场拼接成长12m的单层双排贝雷梁，贝雷支撑点布设在钢管桩中心，贝雷与工字钢面采用10#槽钢固接。各组贝雷梁之间节点位置每隔3m设12#槽钢剪刀撑进行横向加固，交叉位置采用焊接固结。

3.2支架预压

为消除支架非弹性变形、预防因过大的支架变形和失稳，支架使用前必须对进行预压。

预压要求支架同时对称、均衡预压，吊装预压配重块时两翼板侧最大不平衡荷载不得大于6t。支架横向加载亦应注意尽量保证重量均衡，尽量保证支架预压

过程与混凝土浇筑加载过程一致（首先进行底腹板加载→再进行顶板及翼板加载）使支架受力尽量均匀。

支架预压按荷载总重的0→20%→50%→80%→100%→持荷观测→80%→50%→20%→0进行加载及卸载，每级加载完成静载1个小时，并观测各点变形值，加载到100%持荷2天（或沉降速率小于3mm/天）时进行卸载。并测得各级荷载下的测点的变形值。

3.3安装底模及侧模

翼板区采用扣件式钢管脚手架支撑模板进行施工，步距75cm一道、跨距和间距均为90cm一道。钢管支架外侧横纵方向均布设剪刀撑和斜撑，增强其整体稳定性。由于横向坡度影响，需通过上下托和水管高度调整支架高度，控制上下托自由长度不超过20cm。

腹板外侧模板采用标准钢模或者木夹板，安装完成后由测量组复核，调整到符合要求。模板的接缝要严密以防止漏浆。

3.4绑扎底板、腹板钢筋及布置预应力筋管道

先绑扎底板底层钢筋，然后安装腹板钢筋，完成以后，开始绑扎底板顶层钢筋，安装预应力锚垫板及其他预埋构件。

预应力管道安装必须顺直，安装偏差不大于10mm。每隔80cm设置定位钢筋一道。定位钢筋在曲线位置进行加密处理，间距为20cm一道。在梁段施工时伸出梁体外的波纹管，要认真做好保护工作，防止人为碰撞损伤。为保证压浆的质量，在预应力管道安装时注意安装管道的排气孔或压浆孔。特别注意在曲线最高点安装一个排气孔。在附近有波纹管的地方作业时，应小心以免使波纹管受到机械损伤或电焊、风割火花烧伤。

3.5安装部分内模及端模

钢筋绑扎完后，安装腹板及模隔板内模，同时在腹板预留通气孔。内模采用夹板和方木加工的木模，端模采用夹板制作定型模。内模板应注意对拉杆严禁串过或压迫塑料波纹管。对拉杆采用直径为16圆钢制作，间距控制在75cm一道，背肋采用钢管蝴蝶管扣对拉。

3.6底腹板劲性骨架预埋件埋设

根据劲性骨架的断面布置图，通过测量预埋件位置准确，水平尺保证预埋件垂直度。

图4内刚性支撑劲性骨架示意

3.7浇筑底板及腹板混凝土

浇筑箱梁砼时，先底板后腹板。根据支架受力特点，浇筑时，在纵桥向应从箱梁中间往两侧进行浇筑。浇注砼过程测量跟踪监控，分析支架沉降情况。砼采用插入式振动器振动，振动时对钢筋密集部位和布有波纹管道的地方，应特别注意振捣。振捣时必须振动到该部位砼密实为止。密实的标志是砼停止下沉，不再冒出气泡、表面呈现平坦、泛浆。试验人员必须严格控制好现场坍落度在180-220mm（对于输送管线长、混凝土坍落度损失大的浇筑部位可根据实际情况稍作调整），同时多做几组试件以准确确定初期龄期强度。浇注砼过程中须测量人员对支架沉降及变形进行观测监控，发现异样情况需及时报告。

3.8箱梁养生及交接面凿毛

箱梁混凝土的养护采用浇水保湿养护措施，浇水养护中应注意水资源的循环利用，保证混凝土浇筑后前七天，混凝土表面一直处于湿润，注意混凝土静养、升温、降温、脱模温差的控制等。

箱梁混凝土施工缝凿毛：①凿毛的作用是为了混凝土表面与其他附加层（抹灰、粘贴面砖、地面）结合力更强；②最好的凿毛是除去混凝土全部表面，深度一两个毫米即可。但也有间隔凿毛的。③肉眼观察外表、用手摸摸。总体感觉凹凸不平，无粒、块及浮附物，要凿除混凝土表面浮浆，露出混凝土内石子。

3.9绑扎顶板钢筋及布置预应力管道

①预应力管道横向预应力管道与纵向向预应力管道交错处，必须保证横向与纵向预应力间有空隙，防止横向预应力压浆时串孔。

②预应力管道布设时，必须在预应力锚垫板上压浆嘴处使用海绵堵塞，防止堵塞压浆孔。

③压浆嘴及排气孔必须使用胶带粘结牢固，保证预应力压浆。

④混凝土浇筑前逐一检查预应力管道是否有破损，发现破损需要重新进行包扎处理。

⑤纵向预应力管道安装后，需使用PE内撑管或钢绞线穿入到波纹管里面，对波纹管进行保护。

⑥混凝土浇筑时，检查压浆排气孔是否被混凝土埋设，发现必须立即清理上面混凝土，保证排气孔创通。

⑦竖向预应力锚垫板必须水平。

⑧挤压套是否与P锚板紧贴顶死。

3.11浇筑顶板砼

为保证以后的桥面铺装质量，必须对箱梁顶面平整度进行控制，控制措施如下：

1）事先在钢筋上纵向每隔1.5m设置1个标高点；横向每隔3m设置1个标高点。横向用16以上钢筋焊接成整体固定。横向根据具体情况可以加密支撑点，减小标高带变形。

2）在顶板砼的浇筑过程中，按照浇筑进度用插入式振动砼，同时按照标高点控制顶面标高浇筑完成后用3m的铝合金水平尺抹平表面。

3）为防止砼裂缝和边棱破损，箱梁砼达到设计强度75%时，方可拆模。现浇梁段拆模后，梁端面应凿毛清洗干净，以保证新旧砼的整体性。顶板混凝土浇筑完12个小时内进行麻袋覆盖洒水养生，养生龄期不少于7天。

3.12箱梁混凝土养生

箱梁混凝土的养护采用覆盖土工布并不定时浇水保湿养护措施，浇水养护中应注意水资源的循环利用，保证混凝土浇筑后前七天，保证混凝土表面一直处于湿润，注意混凝土静养、升温、降温、脱模温差的控制等。

5 结论

本文介绍的预应力混凝土刚构桥边跨现浇段的施工工艺，在工程中实际应用和顺利完工，在广东地区是比较适宜的施工方法，其经验可作为其他项目的借鉴和参考。

参考文献

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