1、大節段現澆連續箱梁施工技術摘要: 介紹了大節段現澆箱梁的施工工藝、砼配合比設計及線性和撓度的控制，并對具體情況提出了一些處理措施。關鍵詞: 大節段現澆箱梁 支架 合龍段 預應力 施工1 工程概況天寧大橋是京杭運河常州市區段改線工程中的一座重要橋梁，位于常州市東側，是連接常州東部地區與市區的主干道，橋梁全長624m。主橋為避讓運河駁岸采用左幅74m+120m+70m,右幅70m+120m+74m錯墩布置的三跨預應力混凝土變截面連續箱梁，主跨跨越改線后的運河，邊跨跨越運河河畔規劃河濱道路。橋梁按上下行分離式兩幅橋設計，間距1米。主橋采用單箱雙室直腹板結構，三向預應力體系，混凝土標號為C60，橫斷面

2、設計見圖1。圖1 主橋箱梁橫斷面（單位：cm）主橋箱梁頂板寬16.5m，底板寬10.5m，翼板寬3 m。箱梁高度跨中為2.6m，至距主礅1.5m處按圓曲線變化至6.8m。除在墩頂0#塊處設3m的橫隔板及邊跨端部設1.6m的橫隔板外，其余部位均不設橫隔板。箱梁在橫橋向底板保持水平，頂板設2%的單向橫坡，通過腹板高度來設置。2 主橋變截面連續箱梁總體施工方案京杭運河常州段改線工程采用先造橋后挖河的方式，天寧大橋橋址位于老312國道。主橋一開始設計為掛籃懸澆，后指揮部為了加快施工進度，根據現場條件將主橋變更為大節段現澆。變更后，主橋一幅箱梁節段變為0#塊長18m，0#塊兩側各有4個現澆段，梁段長度分

3、別為13m、12m、12m、13m，邊跨梁段13m（9 m），中跨及邊跨各設長2m的合龍段。主橋主跨以主橋連續墩（7#、8#墩）為中心，向兩側對稱、平衡進行施工作業。施工過程中支架搭設及拆除順序具體的施工流程如下：連續墩梁固結，搭設0#段支架并預壓，分2次現澆0#段，張拉本節段鋼束搭設1#段支架，現澆1#段，張拉本節段鋼束，拆除1#段支架搭設2#段支架，現澆2#段，張拉本節段鋼束，拆除2#段支架搭設3#段支架，現澆3#段，張拉本節段鋼束，拆除3#段支架搭設4#段支架，現澆4#段，張拉本節段鋼束，拆除4#段支架搭設邊跨現澆段支架，現澆邊跨現澆段(本段可提前進行)搭設邊跨合攏段支架，分別現澆邊跨合

4、攏段，張拉邊跨頂、底板鋼束拆除邊跨現澆段及合攏段支架，解除墩頂臨時固結，安裝中跨合攏段吊模，現澆中跨合攏段，張拉中跨底板鋼束及合攏段鋼束拆除所有支架，成橋。主橋箱梁0#塊4#塊、邊跨現澆段及邊跨合龍段采用滿堂支架現澆，中跨合龍段采用吊模澆注。除0#塊采用二次澆注，其余塊段均采用一次澆注。各對稱塊段混凝土的澆注平衡、對稱進行。先邊跨合龍，在中跨合龍。在中跨合龍后橋梁由T形靜定懸臂狀態變為超靜定狀態，實現了體系轉換。箱梁施工流程見圖2.圖2 主橋箱梁施工流程圖3 混凝土配合比設計主橋箱梁采用C60高標號混凝土，屬于大體積混凝土，其原材料及配合比設計均依據大體積混凝土施工要求進行。原材料選用：水泥為

5、嘉新京陽P· 52.5R硅酸鹽水泥，碎石為溧陽產的花崗巖，525mm連續級配碎石，砂為長江中砂，粉煤灰為鎮江諫壁發電廠產的級粉煤灰，外加劑為上海格雷斯ADVA152型高效減水劑，水為深井水。其配合比為：水泥:砂:碎石:水:粉煤灰:外加劑=431 : 674 : 1103 : 67 : 3.7 : 163 kg/m3。主要性能指標：坍落度為140mm180mm，和易性良好，可泵性良好，其7天抗壓強度為60.2MPa，28天抗壓強度為74.2 MPa。彈性模量為4.34×104 MPa。4 大節段現澆箱梁主要施工技術4.1 0#塊支架現澆施工0#塊長18m，中心梁高6.8m，底

6、板厚0.9m，腹板厚0.8m，橫隔板厚3m，頂板中部厚0.28m，采用支架現澆施工。由于0#塊位置管道密集，預埋件及預留孔多，結構和受力情況復雜，高度高，自重大，同時施工面狹窄，混凝土不易振搗施工，為確保安全和施工質量，分兩次澆注完成。第一次澆注高度高出腹板2cm，第二次澆注至橋面標高。具體采取以下措施：（1）按照底板腹板橫隔板頂板翼板的順序澆注，分層厚度控制在30cm40cm。（2）控制兩次混凝土施工的時間間隔，同時調整好混凝土的水灰比以減少兩次澆注混凝土的收縮徐變差值；（3）將第一次施工的混凝土面鑿毛，確保全斷面鑿毛及鑿毛深度，保證兩次混凝土間的銜接。（4）在0#塊中隔板設置兩道冷卻管，防

7、止高標號、大體積混凝土出現溫度裂縫。（5）在0#塊中隔板加厚處設置加密鋼筋網，防止在隔板位置出現裂縫。右幅兩個0#塊施工處于冬季，混凝土澆注后采用一層彩條布和一層土工布形成擋風的保溫層，在夜間氣溫較低或氣溫驟降時箱室內用爐子燒水養護。4.2 1#4#塊及邊跨現澆段支架現澆施工1#4#塊及邊跨現澆段全部采用一次澆注工藝，由于塊段高度較高，尤其是1#塊，塊段中心梁高高達5.825m，模板支撐體系是關鍵。外模采用加工的大塊鋼模，10#槽鋼做背帶，5mm厚的鋼板做面板，采用側包底的方式。內模采用12#工字鋼做縱梁，支架底托坐在其頂面。為減小內模支架在澆注過程中的變形，適當增加底板鋼筋之間的支撐鋼筋，同

8、時將用小鋼板作為支撐面的支撐鋼筋加密焊接在底板鋼筋和工字鋼之間，與內模支架共同承受頂板的重量。在夏季施工中，適當調整混凝土的坍落度、水灰比，盡量避開高溫時段施工，澆注后及時用土工布全梁段面灑水覆蓋養護，有效解決了混凝土表面易產生收縮裂縫的問題。4.3 預應力施工本橋因采用大節段施工，同原來的掛籃懸澆小節段相比，縱向預應力在腹板的錨固斷面減少很多，為增加錨固斷面，設計單位在腹板內側箱室內設計齒塊和在箱梁底板設計槽口以增加錨固斷面，每一節段砼澆筑完成后，達到設計張拉強度后，即進行預應力張拉，張拉順序為縱向橫向 豎向；下彎索張拉順序遵循先長束后短束、先兩邊后中間、對稱的原則進行張拉作業。 波紋管的定

9、位及預應力筋的穿束嚴格按施工圖紙提供的坐標定位波紋管，按照曲線段50cm間距、直線段100cm間距布置波紋管定位鋼筋，防止波紋管偏移，各波紋管接頭保證接頭長度。澆注混凝土之前在管道中穿入比管道直徑小2cm的塑料內襯管。對于長度50m的管道采用人工穿束，長度50m的若人工不好穿，則用卷揚機及轉向滑輪緩慢將鋼束穿入管道。 預應力筋的張拉與壓漿張拉前，首先根據實驗測得的鋼絞線彈模修正設計伸長值。張拉時嚴格按照圖紙設計要求順序對稱進行。壓漿采用活塞式壓漿泵進行，壓力范圍0.51MPa，持壓時間不少于2min。澆注混凝土時在管道的高側埋設排氣孔，若管道較長，則可埋設多個排氣孔，保證孔道內排氣暢通，從而保

10、證管道內水泥漿的密實度。4.4 合龍段施工合龍段作為梁體澆注的最后一個塊件，是連續梁施工的關鍵，它包含了線形控制、應力控制、體系轉換、合龍精度等一系列施工重點和難點，因此合龍段的施工方案十分重要，按設計圖紙要求，合龍段采用先邊跨、后中跨的合龍順序。邊跨合龍段張拉合龍束后，拆除0#塊的臨時固結，完成結構的體系轉換，最后進行中跨合龍段的施工。4.4.1 合龍段支架及模板施工邊跨合龍段直接采用支架現澆。中跨合龍段采用精軋螺紋鋼做吊點，型鋼做橫梁及分配梁，上鋪竹膠板和方木，形成合龍段施工吊架。4.4.2 合龍段臨時鎖定合龍口采用體外勁性骨架方式鎖定，每個勁性骨架由雙榀40#工字鋼與兩箱梁端預埋鋼板焊接

11、而成，每個合龍口上下共設置8到勁性骨架。鎖定前，對箱梁懸臂端進行48h觀測，以便選擇在氣溫較低、溫度變化較穩定時進行合龍段勁性骨架的鎖定，焊接要求在環境溫度上升前完成，為縮短鎖定時的焊接時間，勁性骨架安裝后預先焊好一端，鎖定時安排4臺焊機同時對稱焊接另一端。4.4.3 合龍段混凝土施工合龍段混凝土的影響因素較多，而且復雜，在混凝土強度增長的過程中，將承受來自于縱向已澆注梁段的拉、壓作用，應盡可能縮短合龍段施工周期。在合龍段的混凝土中加入早強劑和微膨脹劑，使混凝土盡早達到設計強度，及時張拉合龍段預應力束，以防混凝土出現裂縫。同時，為了保證合龍段施工時混凝土始終處以穩定狀態，在澆注之前合龍段兩側采

12、用砂袋壓重，并依橋面中線對稱加載至合龍段混凝土的重量，在澆注混凝土的過程中，分級等量卸載。合龍段澆注選擇一天中氣溫最低、溫度變化最小的時間，這樣可保證新澆注的混凝土處于氣溫上升的環境中，在受壓狀態下凝固。4.5 箱梁線形控制本橋箱梁線形的控制是一個難點，影響箱梁線形因素有支架的彈性變形、節段張拉引起的撓度及新澆混凝土自重引起的撓度，為達到施工控制的最終目標，建立了一套完善的監控系統、信息傳遞與運行機制，以保證施工與控制之間形成良性循環。施工控制系統流程見圖3 施工控制系統流程圖?，F場采集的各項施工控制數據按照施工控制理論進行分析處理，對施工過程中的施工誤差進行分析評價，并根據實際情況給出施工預

13、拱度，從而確定下一節段的模板標高。 支架變形控制將原地面硬化處理，支架搭到設計高度后，首先進行100%120%荷載預壓，并進行過程觀測，根據觀測數據計算支架彈性變形量。設計參數監控方案實測值現場數據采集參數識別、修正施工控制計算體系施工控制計算值比較分析修整計算下節段模板標高等施工控制信息施工現場圖3 施工控制系統流程 箱梁線性控制箱梁線形控制包括高程控制、中線控制和橫向變形控制。高程測量是重點，每個工況都將引起主梁高程的變化，這種撓度變形是否與理論計算值相吻合，是橋梁施工控制的主要內容之一。箱梁三向預應力張拉、溫度、風等因素可能引起主梁在橫橋向產生位移，導致平面合龍困難，因此主梁中線控制也是

14、橋梁施工控制的內容之一。1、0#塊高程基點布置在橋梁節段施工過程中，以0#塊高程基點為參考點，測量其它梁段的高程，這樣可減少測量時間。主梁高程基點設置在每個主墩頂的0塊上，此處高程受主梁施工和溫度影響較小，可以保證控制基點的穩定性。0#塊基準點的布置13個，以便基準點間相互校核以及作為備用點。其中0點位于0塊中心，是主要的高程基點。圖 1 0#塊高程基點布置在橋梁節段施工過程中，每隔1個梁段應對0#高程基點進行修正。2、梁段測點布置梁段高程測點布置在箱梁頂板和底板上。在每一個梁段頂板距離前端臨空面約5 cm處布設3個控制點，一個位于主梁中線，另外兩個位于外側腹板承托處。這樣可以觀測箱梁橫向變形

15、以及是否發生扭轉變形，并且可以相互驗證測量成果的可靠性和精度。圖 2 主梁高程測點布置圖中測點編號順序為從路線中心線內側向外側編號。根據現場情況，測點橫向間距可適當調整，以不妨礙預應力管道布置、橋面設備運輸為原則，但橫橋向需對稱布置，以簡化數據處理。底板上的測點設在現澆段底板外模前端處，主要用于底模定位。3、測量儀器及精度利用精密水準儀(DS2)和水準尺，采用水準測量的方法測量箱梁高程。為了能控制到主梁較小的撓度變形，并使外業觀測的工作量適中，采用國家三等、四等水準測量的精度要求和觀測方法施測，能測量到變形±1mm的撓度值。以0塊上的水準基點為起閉點的閉合水準路線進行水準測量。4、測

16、量的頻度在箱梁施工的每個標準節段內，對主梁高程觀測3個測次：(1) 模板定位后，綁扎鋼筋、澆筑混凝土前；(2) 綁扎鋼筋、澆筑混凝土、養生后，張拉預應力前；(3) 張拉預應力、壓漿、落架后。隨著箱梁逐節段地施工，測點不斷增多。如果每階段都測量現澆段和已澆段所有測點，勢必工作量太大而影響施工進度?？梢?1)、(2)測次只觀測現澆段，(3)測次觀測現澆段和已澆段。觀測已澆段的目的是看每施工一個主梁節段后實測線形與理論線形是否吻合。根據多座橋梁施工控制實踐表明，這種方法使得測量與分析效率最高。對邊跨合龍、支座轉換、中跨合龍、橋面鋪裝等關鍵工序前后，對全橋高程進行通測。5、測量的時機考慮到混凝土變形的

17、遲滯性和水化熱的影響，觀測時間應盡量推后，使變形充分發生?；炷翝仓瓿?小時后、預應力張拉完成8小時后再進行測量。為減小非線性溫度場的影響，尤其對于模板定位、全橋通測等重要工況，應在日落后、日出前完成觀測，并使觀測時間相對固定。4.5.2 梁體撓度控制梁體在張拉及澆注混凝土時。受張拉力、混凝土自重、日照、溫度變化等因素影響而產生豎向撓度，混凝土自身的收縮徐變也會使懸臂端發生變化。因此須對施工節段進行撓度觀測控制，以便在施工時及時調整有關標高參數，確定下節段合適的模板標高。 施工過程監控針對本橋跨度大，施工工藝新的特點，對施工全過程進行監控量測，全面掌握施工過程中的支架變形規律、結構內力和變形

18、，以達到保證施工安全、合理安排工序、優化結構，加快施工進度的目的。主要的控制項目、方法和頻率見表1。表1 監控量測項目、方法及測量頻率表序號控制項目測試方法測試儀表頻率1箱梁橫向位移現場觀測萊卡TPS800全站儀澆注、張拉前后2箱梁豎向位移水準測量水準儀、塔尺澆注、張拉前后3應力應變埋設傳感器，現場采集數據 傳感器、數據采集儀澆注、張拉前后通過合理的質量控制和全過程的監控量測，加快了施工進度，同時通過施工測試修正預測施工的循環過程，保證了線形與設計相吻合。5 結論5.1 支架基底處理及變形控制、施工預拱度的合理設置是大跨度變截面連續箱梁大節段支架現澆施工時保證線形的前提條件。5.2 0#塊采用兩次澆注不僅能保證混凝土施工質量，同時方便了施工，保證了施工安全。5.3 在復雜的三向預應力施工過程中，對設計參數的修正、識別是非常必要的。管道的準確定位是梁體合理受力的前提。5.4 監控量測是大節段支架現澆施工的重要組成部分，施工過程中必須堅持以監控量測為手段來指導施工。6 幾點體會6.1 由于箱梁由掛籃懸澆的小階段變更為支架現澆的大節段，原有的腹板張拉錨固斷面減