曲线变截面连续箱梁施工技术

曲线变截面连续箱梁施工技术

摘要：本文以工程桥梁实例建设为主体，阐述了曲线变截面连续箱梁施工的技术方案和设计细节。

关键字：连续箱梁；桥梁；施工；技术方案

一、工程概况

丹东市三号干线跨线桥址处跨沈丹线K247﹢120.4与沈丹线铁路斜交，交角为57.62°，上跨桥采用40m﹢60m﹢40m一联连续梁。中跨跨越铁路，单箱六室顶板宽26m，底板宽21m，悬臂长2.5m，支点处梁高3.6m，跨中处梁高1.7m，箱梁中墩采用2根直径3m钢筋混凝土柱式桥墩，边墩采用2根直径2.5m柱式桥墩。连续梁段全长139.84m，平曲线位于400m圆曲线上，该段纵坡按小里程侧3.65%、大里程3.06%、横向设1%单向破。跨铁路孔桥下净空7m。

二、曲线变截面连续箱梁施工方案

箱梁采用满堂支架现浇施工方法，采用分段浇筑，每段之间设后浇带，待箱梁达到设计强度后，用微膨胀混凝土浇筑后浇带。每段梁分3层浇筑，分别为底板（含倒角）、腹板和隔板、顶板（含倒角）。施工顺序见图１。

图１

2.1现浇段支架搭设及预压

根据施工特点，本工程采用在支架上浇筑混凝土施工。满堂支架按支架及基础的专项施工方案进行施工, 除保证其强度、刚度及稳定性外，根据支架情况考虑支架的弹性和非弹性变形。

支架体系形成后，在支架体系上设灌砂筒，上安放支架，其上铺设底模板。用行架结构将两根钢管锚固于墩顶，可节省许多落地支架所需要的构件安设，既节省材料、缩短安装时间，又增加了支架的安全安全系数。此外，支架体系上设砂筒，有利于底模的高度调整和拆除，加快了施工进度。

支架搭设完成后，要进行预压，以监测支架的承载能力和稳定性，同时消除永久变形，测定弹性变形，为底板高程的调整提供依据。预压重量为主梁重量120%。支架预压达到施工要求后，便可进行施工。

2.２现浇段施工

１）纵向预应力管道集中，钢筋密集，混凝土方量大，为了确保结构强度防止有害裂缝，浇筑时采取控制混凝土水化热的影响，分层浇筑。合理确定分层位置，各层龄期差尽可能小，避免各层混凝土收缩差异导致混凝土开裂。在顶层浇筑后，及时注意内外浇水养生，及时拆模，以避免内外温差造成的混凝土开裂。

２）箱梁内锚块钢筋与箱梁钢筋焊接为整体，并注意锚块上封锚钢筋的预埋，锚块混凝土与箱梁混凝土同时浇筑。当箱梁内各部分的钢筋与预应力管道发生干扰，局部调整钢筋的位置或绕过管道通过，严禁截断钢筋。校核预应力孔道的尺寸与位置，准确无误后方可浇筑混凝土。

３）预应力钢束在浇筑混凝土前全部穿入波纹管，定位牢固，接缝密封，进浆口和排气口畅通，管道峰位埋设排气管。在浇筑混凝土时专人负责检查。

箱梁混凝土达到95%设计强度后施加预应力。纵向预应力束张拉控制应力为1340MPa，纵、横预应力束张拉程序为：

0→初应力持荷2min OK（锚固）

４）预应力管道穿束顺利与否是预应力施工的一个重要环节。若施工不当或者方法不慎，穿束时往往会戗起波纹管，引起钢带聚积而造成管道堵塞，此时打开堵塞处处理会对梁作结构造成损害，既影响质量又影响进度。为保证波纹管的圆顺，在直线段用钢管作为内衬套，曲线部分用塑料管作为内衬套，提高圆管的圆顺度。

2.３桥梁预拱度控制

预拱度是为抵消桥梁等结构在载荷作用下产生的挠度，而在施工或制造时所预留的与位移方向相反的校正量。在进行桥梁的悬臂灌筑过程中，悬臂由于受到诸多因素的持续作用，会使完工时的梁顶高程与灌注前的模板高程明显不同，有的点甚至会相差5～10cm，而且桥墩越高，跨度越大，建设速度越快，这个高程差就会愈明显。

桥梁主梁悬浇段的各节段立模标高可按下式确定

Hi=H0+fi+(-fi预)+f篮+fx(1)

式中：Hi为待浇筑主梁底板前端底模标高；

H0为该点设计标高；

fi为本施工段及以后浇筑的各段对该点的影响值；

fi预为本施工段顶板纵向预应力束张拉后对该点的影响值；

f篮为挂篮弹性变形对该施工段的影响值；

fx为由徐变、收缩、温度、结构体系转换、二期恒载、活载等影响值。

上述各参数在有限元倒向分析基础上根据实测信息对计算预拱度进行调整和预测，确定最佳预拱度。

2.４预应力张拉控制

预应力筋的张拉采用张拉应力与伸长值双控的措施，即以张拉应力为主，以锚下张拉力为主延伸量校核。在预应力筋张拉实施前，要对张拉应力和伸长值进行理论值的计算，确定设计范围。实际伸长值与理论伸长值差值应控制在6%以内。在施工中，要对伸长值进行检测，当检测值与理论值偏差较大时，应暂停张拉，并采取调整措施。

施工时实测管道摩擦系数、局部偏差系数及钢绞线弹性模量，据此调整实际张拉力及伸长量，顺序进行。曲线预应力筋或长度≥25m的直线预应力筋与孔道壁的摩擦力较大，宜两端张拉；否则，一端锚固，另一端张拉会使摩擦阻力集中在一端的锚具和千斤顶上，使实际预应力可能达不到要求。对于长度＜25m 的直线预应力钢绞线或直线精轧螺纹钢筋可在一端张拉。

2.５灌浆施工

孔管应尽量压浆，采用C40水泥，压浆宜先压注下层孔管。压浆前在孔道的一端用真空泵对孔道进行抽真空使之产生-0.1MPa左右的真空度（真空度达到80%以上），然后用灌浆泵将优化后的水泥浆从孔道的另一端灌入，直至布满整条孔道，并加以之不小于0.7MPa的正压力，以提高预应力孔道灌浆的饱满度和密实度。

水泥采用P42.5普通硅酸盐水泥，水灰比控制在0.3～0.35，按实验室配合比适量掺入微膨胀剂现场试配。拌合后3小时泌水率控制在2%，浆体流动度≤30s（拌合后完成）。压浆前关闭所有排气阀门，启动真空泵10分钟，真空度达到－0.08～－0.1MPa。真空度稳定后，保持真空泵运行的同时，往压浆端的水泥浆入口压浆。一条波纹管的压浆必须连续进行，从低到高逐一打开埋设于波纹管各峰顶排气管，排出残余空气及泌水，保证浆体饱满。

变截面连续箱梁施工，混凝土浇注量大，且需对称浇注。为了满足对称浇注要求，提高浇注速度，采用三通管，既可单向泵送混凝土，又可双向同时泵送。采取这一措施可将浇注时间缩短至６－８小时，避免了由于混凝土浇注过慢可能出现的明显接茬和断面新老混凝土可能出现的裂缝。

2.６箱梁段施工监测校核内容