2x50m變高度魚腹式箱梁轉體橋工程施工工藝的探討

胡衛(wèi)科

摘要：本文就冀南新區(qū)創(chuàng)業(yè)大道跨京廣鐵路2x50m變高度魚腹式箱梁轉體橋施工技術進行了探討，介紹了變高度魚腹式箱轉體橋梁施工工藝及工作流程，為跨公路、鐵路變高度魚腹式箱梁轉體橋施工施工提供一定的借鑒意義。

關鍵詞：變高度；魚腹式箱梁；轉體；施工工藝；探討

1工程概況

冀南新區(qū)創(chuàng)業(yè)大道跨京廣鐵路立交橋工程位于冀南新區(qū)新區(qū)創(chuàng)業(yè)大道與滏陽大道交匯處，承擔著有效溝通經濟和交通的重要作用。本互通為全定向匝道互通式立交，由主線、匝道及地面輔路組成。

其中主橋為為50+50m箱梁結構，為單箱三室變高度箱型組合截面，中間主箱為直腹板變高度箱梁，兩側邊箱為等高度魚腹型截面，中間主箱底寬9m，兩側邊箱寬7.75m，梁長2x50m，全寬24.5m，上跨既有京廣鐵路、規(guī)劃石鄭城際鐵路及107國道，與鐵路交叉處鐵路里程為K449+953.1，交角為76.3

本工程轉體箱梁為魚腹式與變高度箱梁相結合的結構，箱室內布設多道縱橫隔板增加整體結構的強度和剛度，與同規(guī)模的T型箱梁相比能節(jié)省原材10%，具有跨度大、質量輕、造型美觀堅固的特點，體現(xiàn)了力與美的結合，技術為國內首創(chuàng)，體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念，該轉體橋是變高度魚腹式箱梁技術成功應用的典范，是全國第一座變高度魚腹式箱梁跨鐵路轉體橋。本文就變高度魚腹式箱梁跨鐵路轉體橋工程施工過程中控制重點進行探討。

2工程重點及分析

2.1重點分析

由于本工程轉體結構為變高度魚腹式箱梁，同時為在最大程度減少原材用量前提下保證結構剛度，在箱梁內布設多道縱橫隔板增加箱梁剛度，具有跨度大、質量輕、造型美觀的特點，該設計為國內首創(chuàng)。同時由于結構新穎，大體積混凝土及薄壁混凝土需同時澆筑，箱梁內部隔板較多、結構非常復雜，因此魚腹式箱梁既是本工程最大的特點也是本工程施工的特點。

2.2難點及分析

魚腹式箱梁施工的難度大：本工程主橋共分五次澆筑，在箱室內共設置18道橫隔板增加強度，大體積混凝土及薄壁混凝土需同時澆筑，箱梁內部縱橫隔板較多、結構非常復雜，也是本工程的難點。

3魚腹式箱梁施工工藝

3.1主要施工步驟

主橋箱梁由轉體施工段（A0節(jié)段～A4節(jié)段）、現(xiàn)澆段（A5節(jié)段）構成，其中轉體施工段共長89.8m，現(xiàn)澆段長5m。

主梁中支點梁高為5.2m，等高度長度為3.2m，經圓曲線漸變至端部梁高為2.7米，端部等高度梁段長5m。為增加箱梁剛度，主橋跨度內共設18道橫隔板，間距4.8米，隔板厚30cm，與腹板相交處設40*20cm倒角，梁體采用縱、橫向雙向預應力體系。

3.2箱梁施工 3.2.1地基處理及計算 在搭設支架前，先進行支架范圍內地基進行處理，采用二灰穩(wěn)定碎石墊層對原狀土進行換填，頂面鋪設20cm厚C20混凝土墊層。在排架四周設置排水溝，防止基礎被水浸泡。 3.2.2現(xiàn)澆支架布置及計算 現(xiàn)澆連續(xù)箱梁采用碗扣式滿堂支架施工，支架采用碗扣式腳手架，施工前請檢算單位對項目部設計的支架體系進行檢算，腳手架承載力設計時，對實際采購腳手架進行立桿、上下可調、橫桿進行壁厚檢驗，焊接質量、重量實驗，按照實測碗扣式腳手架數(shù)據(jù)進行設計檢算，施工中按照規(guī)范設置掃地桿、剪刀撐，保證整體性。滿堂紅支架體系設計及理論計算與實施中，均以實測實驗數(shù)據(jù)作為依托，進而保證支架體系安全穩(wěn)定性。

3.2.3滿堂紅支架體系預壓施工工藝

（1）預壓目的a.檢測滿堂紅支架體系及地基處理后的強度及穩(wěn)定性，消除混凝土施工前支架系統(tǒng)的非彈性變形（即消除因地基的沉降造成變形和滿堂紅支架桿件接觸部位的變形）：b.檢測滿堂紅支架的受力及彈性變形的情況，得出滿堂紅支架的彈性變形，為后續(xù)模板工程施工時設置預拱度值提供依據(jù)。

（2）預壓方法預壓工藝采用在滿堂紅支架搭設完成和箱梁底板模鋪設完成后，再支架體系預壓作業(yè)，本工程預壓作業(yè)采用等同粱體混凝土重量1.2倍荷載的砂袋進行施工。根據(jù)現(xiàn)澆梁結構和分段澆筑次數(shù)，分6段進行預壓，即轉體前預壓5段，轉體后預壓1段。由于砼分段澆筑，故預壓的荷載也分段進行放置。施工時在每段支架搭設完工后，按澆筑混凝土的順序分段、分級進行預壓，采用1.2倍箱梁重量堆載的方法布設于支架上，并設觀測點進行觀測。同時在施工中根據(jù)粱體結構在底板處布置等效荷載，并嚴格按照計算指導書要求控制預壓荷載布置。 3.2.4模板系統(tǒng)施工工藝 變高度魚腹式箱梁模板系統(tǒng)包括側模和底模、箱室內模三部分。施工中嚴格控制接縫質量，側模板采用組合鋼模板和定制鋼模板組合而成，底模板和內模采用組合膠合板，側模采用鋼模板現(xiàn)場拼裝。為保證模板拼裝形成魚腹式效果，翼緣板模板模板下采用工字鋼冷彎機加工工字鋼成設計線型，安裝于滿堂紅腳手架上可調之上，間距60cm，工字鋼上鋪設10cm方木間距30cm，作為模板的支撐骨架，保證線型效果。

模板的安裝：模板采用橋梁用竹膠板，厚度15mm，支架體系上拼裝，施工時調整支架設計標高后，鋪裝底模并進行微調標高和對中，鎖定底模與支架。支架預壓完成后，重新調整支架扣件和底模標高，刷脫模劑。綁扎底板和腹板鋼筋后安裝箱室內模板，箱室模板采用墊塊和16mm拉筋固定模板，保證結構尺寸。

箱梁模板安裝施工注意環(huán)節(jié)：

a.箱梁鋼模板安裝前，對鋼模板必須打磨，保證模板光潔度和平整度，同時刷模板漆；b.竹膠板施工時檢查支撐方木與竹膠板、滿堂紅支架頂托間的密貼接觸情況，對不穩(wěn)定密貼部位及時調整：c.箱室模板與要與箱梁鋼筋安裝配合進行，對個別影響鋼筋安裝的模板在鋼筋安裝完成后進行施工：d.相鄰模板接縫處采用安裝密封條保證接縫緊密，防止因漏漿造成蜂窩現(xiàn)象：e.模板安裝時需注意防撞護欄鋼筋、伸縮縫預埋鋼筋、橋面泄水孔和波紋管等預埋件的安裝以及張拉槽空間的布設：f.箱梁模板安裝后，采用全站儀和水準儀對其平面位置和底板、腹板、頂面高程進行復核，同時檢查模板牢固穩(wěn)定性：g.自檢完成后，請監(jiān)理單位聯(lián)合檢查平面位置和細部尺寸及縱橫向穩(wěn)定性，檢驗合格后方可澆注混凝土。

3.2.5鋼筋綁扎及安裝

（1）在施工前對彎曲的主筋進行基本調直，調直后的主筋彎曲度應不大于長度的1%，并不得有局部彎折，長度偏差小于1cm。鋼筋調直、下料、彎制均在加工場進行，焊接、綁扎在現(xiàn)場進行。

（2）鋼筋接頭：縱向主筋主要采用直螺紋連接。鋼筋接頭應設置在內力較小處，并錯開布置。

（3）鋼筋在運輸、加工中注意防止撞擊、刻痕等缺陷。

（4）鋼筋的交叉點綁絲成梅花型布置扎牢。

（5）鋼筋與模板間設置混凝土墊塊。

（6）由于鋼筋工程屬于隱蔽工程，在澆筑箱梁混凝土之前對箱梁鋼筋箱梁中鋼絞線波紋管、錨具、泄水孔等預埋件進行檢驗驗收，同時作好工序的隱蔽工程檢查證，自檢完成后在監(jiān)理驗收合格后方可進行下一步工序施工。 3.2.6混凝土澆筑 按照圖紙共分5節(jié)段澆注，每節(jié)段澆筑后養(yǎng)護強度不得低于90%，且齡期不少于7天，才可進行張拉壓漿?；炷翝仓捎孟淞簝啥藢ΨQ進行澆筑，采用2臺臂長45米混凝土輸送泵車，澆筑時采用底板→腹板→頂板順序施工，施工時保證混凝土澆筑聯(lián)系性。

（1）混凝土澆筑前的準備工作：檢查箱梁模板各部位結構尺寸是否符合圖紙要求，模板拼縫是否嚴密，支架體系與模板連接是否牢固。

（2）混凝土澆筑時，坍落度控制在160～180mm，同時根據(jù)提前測試的初凝時間，控制混凝土分段澆筑長度。

（3）箱梁每段混凝土一次澆筑完成，澆筑方向從中墩位置開始，向懸臂處推進。混凝土振搗采用振搗棒、插片式振搗器和附著式振搗器組合振搗，箱梁頂直接進行振搗密實，再進行壓面處理。待混凝土達到一定強度后，進行鑿毛。

（4）混凝土澆筑必須連續(xù)進行，分層厚度約30cm，每插入點的振搗時間20～30s，混凝土自由落差不大于0.8米。

（5）混凝土澆筑時設專人維護模板，檢查變形，發(fā)現(xiàn)問題立即停止?jié)仓?，查明原因，在混凝土凝結之前修正完好。

（6）澆筑頂板時注意預留供張拉施工的作業(yè)口。振搗時嚴禁碰撞鋼筋、波紋管、預埋件、模板等，防止造成位移或者表面損傷。

（7）混凝土養(yǎng)護混凝土外露面收漿、凝固后即用土工布覆蓋灑水養(yǎng)護。在養(yǎng)護期間，使混凝土表面保持濕潤。養(yǎng)護期限視混凝土強度的增長情況確定。 3.2.7預應力施工方案

（1）工藝概況

a.預應力筋采用高強度低松弛鋼絞線，公稱直徑為（s15.2mm，參考截面積140m㎡，箱梁采用滿堂紅腳手架現(xiàn)澆施工，其中兩端主梁5m后澆直線段待轉體就位后再現(xiàn)澆：b.預應力鋼絞線張拉順序應嚴格按照圖紙要求施工順序進行，施工時采用兩端對稱張拉，施工時兩端千斤頂采用保持同步對稱張拉。預應力張拉時采用鋼絞線伸長量和千斤頂張拉應力雙控方案，施工中以張拉應力為主，而且實際伸長值量與理論計算值誤差需控制在6%內。

（2）預應力施工

a.預應力鋼絞線加工采用砂輪切割機截斷，切口兩端50mm處用鉛絲綁扎，以免切割后鋼絲松散，且應使鋼絞線的切割面為一平面，以便在張拉時檢查是否斷絲，制好的鋼絞線束按長度和孔位編號，避免搬運和穿束時出錯。

b.波紋管安裝預應力金屬波紋管施工前按照設計圖紙計算出波紋管的尺寸下料，接頭連接嚴密，在澆筑混凝土前通過人工穿束并定位牢固，仔細檢查波紋管保證無孔洞。

由于本工程箱梁采用分5段進行混凝土澆筑，為保證分段安裝波紋管接縫完整嚴密，防止波紋管內漏漿，項目部采用在保證既有波紋管接縫嚴密基礎上，在波紋管內安裝PVC內襯管套管證波紋管安裝質量，防止因漏漿而造成波紋管堵塞，影響預應力鋼絞線施工。

c鋼絞線安裝混凝土箱梁澆筑后對未進行壓漿的預應力鋼絞線，施工時采取防止銹蝕措施，直至張拉壓漿。鋼絞線在混凝土澆注后進行穿孔道作業(yè)，穿線時將鋼絞線編束后整體穿入管道內，為保證穿束質量，在穿束施工前將鋼絞線做側棱處理，同時將端頭用塑料帶纏繞，便于順利穿束作業(yè)。

預應力鋼絞線在波紋管安裝完成后，波紋管端部開口處應密封以防止鋼絞線受損，當在安裝有預應力鋼絞線構件附近進行電焊作業(yè)時，對全部預應力鋼絞線和波紋管采取覆蓋鐵板進行保護，防止焊渣對鋼絞線造成損壞。 d.預應力張拉作業(yè)準備工作 按圖紙要求，箱梁預應力張拉時混凝土強度應達到設計要求90%強度，且齡期不得小于7天?；炷翉姸冗_標依據(jù)為箱梁同條件試塊試壓強度報告。

構件的外觀、尺寸應符合規(guī)范和設計要求：檢查粱體混凝土質量，重點檢查項目為有無蜂窩、麻面現(xiàn)象，是否出現(xiàn)子L洞、露筋、錨墊板處空洞等情況，如有質量缺陷需報驗備案后進行處理。 e.預應力鋼絞線的張拉作業(yè) 后張法預應力筋張拉程序：0→初應力（0.1con）→con→錨固（持荷5min錨固）

張拉施工轉體Y構現(xiàn)澆箱梁按設計規(guī)定順序張拉進行。張拉至初應力以后，在預應力鋼筋的兩端標記，預應力鋼筋的延伸量或回縮量即從該記號起量。張拉力和延伸量的讀數(shù)應在張拉過程中分階段讀出。當預應力鋼筋由很多單根組成時，每根應作出記號，以便觀測是否有滑移。

預應力鋼絞線錨固后的按照規(guī)范要求，外露長度不小于30mm，鋼絞線采用無齒鋸進行切割，后采用C50封端混凝土進行保護。 f.預應力管道道壓漿及封錨處理 為保持預應力鋼絞線不銹蝕、與構件砼連成整體，壓漿工作在張拉完成后24小時內進行。壓降材料采用M50水泥漿液，和易性良好。施工前對配合比進行驗證，并嚴格按監(jiān)理工程師批準的配合比執(zhí)行，且水泥漿泌水率最大不超過3%，拌合后3小時泌水率宜控制在2%，并且在24h后能全部被吸回。

壓漿方法采用活塞式注漿泵，壓漿時順序為從下往上，進出漿口應設置閥門，壓漿時，關閉出漿口，壓漿泵的壓力一般取0.7Mpa，并持壓兩分鐘。壓漿過程中及壓漿后48h內，結構或構件混凝土溫度和環(huán)境溫度不得低于5°C，否則應采取保溫覆蓋，整體加溫等保溫措施，當溫度高于35°C時，壓漿宜在夜間進行。

壓漿的充盈度應達到孔道另一端且排氣孔排出稠度相同的水泥漿，且保持0.5Pa壓力的穩(wěn)壓期，時長3～5分鐘。

水泥漿應按規(guī)定制作試件，以檢查其強度，壓漿過程中如發(fā)生設備故障，不能連續(xù)一次注漿壓滿時，應立即停止作業(yè)，立即采用壓力水對波紋管進行沖洗，待故障處理后再進行二次壓漿。壓漿作業(yè)時保留試塊，頻數(shù)為每工作班制作試件6組，其中現(xiàn)場留取2組同條件養(yǎng)生，4組試塊進行標養(yǎng)。 3.2.8模板、支架的拆除 箱梁排架的模板拆除順序是根據(jù)施工工序順序而進行的。從梁端處向中支點處拆除：豎向拆除順序為由上而下進行拆除。

4結束語

本工程通過把滿堂紅支架體系設計計算時均以實測實驗數(shù)據(jù)作為依托，進而保證支架體系安全穩(wěn)定性，變高度魚腹式箱梁使用異形鋼模板，翼緣板模板模板下采用工字鋼冷彎機加工成設計線型、分段安裝波紋管采用PVC襯管保證波紋管安裝質量等技術的實際應用，順利完成全國首例變高度魚腹式箱梁轉體橋施工，得到建設單位的認可，為下步相似工程施工積累了經驗。