道路桥梁 悬浇连续箱梁结构桥梁施工关键技术及要点探析 悬浇连续箱梁结构桥梁施工关键技术及要点探析 王管军 （睢宁县公路管理站，江苏 睢宁 221200） 【摘 要】随着社会快速发展，大力推进城市化进程，为满足人们正常生活、工作需要，铁路、公路桥梁工程络绎不绝。悬浇连续箱梁结构也广泛应用在桥梁设计中，尤其在高速公路高架桥等工程施工时，常规悬浇梁挂篮工艺难以进行锚固，对此，采用悬浇连续箱梁施工技术，以提升施工质量。 【关键词】施工技术；方案；桥梁；钢模板；悬浇；预应力 悬浇挂篮施工技术在近些年桥梁工程中得到普遍应用，具有节省材料、重量轻、受力情况显著、结构简单等特点。但是，该技术也有自身缺陷，如设备挂篮临时锚固等问题。对此，在无竖向预应力悬浇箱梁中三角形挂篮施工工艺，希望对悬浇连续箱梁结构桥梁工程有所贡献。以某高速公路桥梁为例进行探讨，节段悬浇预应力砼连续箱梁以及装配式预应力砼连续箱梁作为桥梁上部结构。悬浇段跨城区道路，左右幅挂篮悬浇孔总共6个。直腹板高度连续箱梁作为悬浇段上部结构，悬臂浇筑节段长度在3.5米左右。双向预应力体系为设计箱梁，箱梁底板宽度为13米，无竖向预应力筋，砼为C50，顶板斜置，箱梁底板保持水平横向。 1 桥梁概述 伴随着城市化进程的大力推进，人行道、铁路、道路等都离不开桥梁建设。桥梁建筑施工工艺虽然不断在提升，从固定桥梁至旋转、可升起桥梁等。但是不论哪一种桥梁，都是为了防止因承担重力而出现破裂、下陷等问题，因此牢固的结构是桥梁设计人员应考虑的问题。在此简单介绍几种桥的类型，桁梁式桥具的横梁十分的坚固，且支撑均位于横梁的每一端。伴随不断发展，现代的桁梁式桥的特点是坚固且重量轻，一般情况下，横梁采用长型中控桁架，该架由混凝土或钢铁制成。建造桥梁采用这种方法称为箱式梁桥。悬臂桥与桁梁式桥相似，可将桥身按段划分，可具有一定长度、且坚固，不过每段都在中间而非两端支承。支承位于中间位置，这样可以很好地起到作用。支承部位不是两端都有，其中一端在支撑物上浇筑或埋入，另一端则将支撑物挑出，这种桥梁为悬浇梁，如实墙、柱子等支撑物并非每边都配备，有些支撑物的一部分被浇筑或预埋在建筑结构中，而另一部分则悬挑出结构外，箱梁形似箱子，翼缘位于其上部的两侧，而内部则是空心的，箱梁属于梁。现浇箱梁与预制箱梁这两种桥梁结构都属于钢筋混凝土结构。在建造大型连续桥梁的过程中，现浇箱梁被广泛应用。而预制箱梁的有点在于可缩短工期、加快工程施工进度，通常结合架桥机完成桥梁下部的架设。现浇箱梁的材料分为钢箱梁以及预应力钢筋砼箱梁。其中钢箱梁既有加钢筋砼铺装层，也有全钢结构。而预应力钢筋砼箱梁可对横向预应力进行设置，其自身还拥有纵向预应力，优势在于现场施工。通常情况下，钢箱梁在跨度非常大的桥梁制造中使用，又被称为钢板箱形梁，其外箱与箱子相似，因此在跨径较大的桥梁结构中普遍采用。在桥梁建筑工程中，应用较为普遍的结构形式就是钢板箱型梁，将数量不同的简支钢箱梁设置其中，对掌握、分析集中荷载受横隔板间距作用时对简支钢箱梁变形的影响，同时可对其产生的刚性扭转与畸变展开对比，在集中荷载的作用下，伴随横隔板数量的不同，所产生的最大畸变则相应改变。按照偏心作用、对称弯曲、刚性扭转、畸变等工况的不同，将荷载施加于箱梁腹板的顶部位置，可计算出分解荷载。在分析箱梁的过程中，应先了解活载与恒载的作用。这两种载荷作用于箱梁上，其中，活载作用既是偏心、非对称的，也可以使对称的，因此，在分析活载作用时，应对对称与非对称分别考虑。而恒载作用通常不会发生偏心的现象，其作用基本上为对称的，这与箱型梁截面的情况大致相同。在偏心作用下，箱梁会发生变形，且分为四种状态，分别是横向挠曲、畸变、扭转、纵向弯曲。 2 施工方案 对施工方案进行设计，1#块的长度为10米，桥宽度为20米，截面位置梁高度为3.2米，支点处梁高度为3.6米，底板的厚度在29厘米至57厘米，顶板厚度在29厘米，腹板厚度为66厘米，箱型梁段长度为3.5米，中横梁的宽度为2.3米。将壁厚为6毫米的钢管砼柱八根安设于墩身顺桥位置的两侧，箱梁结合位置可采用硫磺砂浆预先进行隔离，硫磺砂浆型号为40号，厚度可设置为15厘米，这样做可便于施工完毕后对临时支撑吨的及时拆除。将Φ12加强钢筋架设于箱梁底部位置，采用槽钢压杆作为单排钢管之间的纵横向连接。可有效加强横向的钢管砼结构安全、稳定性。利用定制好的落地钢管托架以及临时固结钢管砼柱，对梁体进行支撑，这是该方案的措施之一，托架斜立柱及横梁、纵向贝雷梁支点、支点部分槽钢支垫、单层双排贝雷主梁、槽钢分配梁、厚度为四毫米的钢板平台、钢管脚手架、支架顶托、整体钢模板等为箱梁翼板下部构件。托架立柱及横梁、纵向贝雷梁支点、支点部位槽钢支垫、平齐于墩柱顶面的横向单层双排贝雷主梁、厚度为七厘米的铁尖脱模楔块、工字钢分配梁、槽钢底模托架(三角形)、厚度为八厘米的钢模板等未箱梁底板以下各部位构件。 3 悬浇箱梁施工 在介绍悬浇箱梁施工之前，先设计挂篮。设计模板及挂篮时，其重量应小于六十吨，这是施工图的设计标准。对于该工程，拟定采用三塔式三角形结构挂篮，这是对单箱双室结构特点进行考虑后决定的。根据全桥双幅主墩的数量，分配相应有4个T。工程应按照整体工期要求，对施工中挂篮的数量进行确定。模板、锚固、悬吊行走、桥面三角形主桁这4个系统共同组成了挂篮结构，外侧模板、内模、底模等组成了模板系统；轨道梁锚固系统、后锚系统等组成了锚固系统；悬吊、行走、横梁系统共同组成了悬吊行走系统；前支架、横梁桁架、节点、立柱、主纵梁等共同组成了三角形主桁系统。应用型钢加工工艺打造挂篮的主要各位置部件，除底篮后吊点采用锰板吊带外，其余位置的吊点可应用精轧螺纹钢吊杆。在水平牵引力的作用下，实现了模板及挂篮的行走，滑移沿着轨道产生动作，该拉力产生于手拉葫芦。底篮在滑移过程中，随着侧模板的不断前移，悬挂于外侧模导梁上的后横梁两侧也同时前移。三道主桁可采用槽钢桁架连接成为一个整体，这样可避免篮子在移动的过程中发生横向抗扭，以及确保挂篮的安全性与整体性。 在进行锚固时，建议采取将孔道预埋于腹板两侧，同时穿入轨道、扁担梁压主桁架、锚杆的方式，这是为了更有效地克服连续箱梁无永久竖向预应力而不能采用竖向筋对轨道锚固剂后锚进行临时设置。砼面与采用穿孔后的枕木楔块应想贴合，制作成腹板倒角位置的接触面，竖直锚杆。使用完毕锚杆后，可经由预留孔道，将其取出。悬浇节段，施工工况有两种，在挂篮主桁处将尾节预留出来，拼装时应注意对称，后锚可共用两只挂篮。另一种情况为：在进行施工的过程中，解体了两只挂篮，并将尾节安装上，将后锚单独配备于尾节部位，之后开展悬臂浇筑工程。采用全断面一次性浇筑成型作为悬浇节段箱梁砼的施工技术。 4 施工合拢段 先中跨合拢、在边跨合拢的方式运用于该工程施工中，一般情况下，这是按照施工设计要求而确定的。中跨合拢段的支撑和模板利用挂篮，当完成所有悬浇节段的施工后，前移挂篮，并从合拢段施工工区内退出另一套挂篮，通过吊杆将内模导梁挂在已浇块箱梁顶板上部，在浇筑梁体翼板上挂上外侧模导梁。利用手拉葫芦可对底板下横梁的水平位置进行调整，最后，利用浇梁体底板将其挂住。在开展梁体施工之前，应预埋临时固结预埋钢板，埋入底板靠梁肋部。在对中跨合拢段安装模板之前，利用水箱对已浇梁体的合适节段进行配重，同时，在规范允许的范围内，按照设计标高来调整两侧已浇节段底板及顶的高程。临时固结可使用双排工字钢与预埋钢板焊接的方法。当安装完成模板和复测后，可埋设管道以及绑扎钢筋进行实施。根据设计标准，在进行砼浇筑前，应设计应力，并预先穿入管道。在天气温度较低的时间段进行合拢段砼浇筑施工，如 （下转第144页） 2015.07︱149︱ Road & Bridge （5）自由膨胀率小于10%。 水泥浆必须通过工地试验室进行配合比试验，验收合格并报审后才能使用。 2.3.2 主要压浆机具选用及布置 真空灌浆主要施工设备包括真空机、螺杆式灌浆泵和净浆拌浆机，各设备装置连接示意图如下。 2.3.3 真空辅助压浆基本操作方法 （1）试抽真空 封端强度达到15MPa以上，且封端表面无裂纹，就可以进行试抽真空了。将灌浆阀、排气阀全部关闭，真空阀打开，启动真空阀抽真空，当真空压力表达到-0.08MPa时，停泵约1min时间，如果压力表读数不变，表示孔道达到且能维持真空。如果不能达到要求的真空度，或者不能维持，则应查明原因，并及时采取措施，直至满足要求。 （2）拌制水泥浆 为了检查机械完好情况，同时，充分润湿搅拌机内壁，水泥浆搅拌前，加水空转几分钟，然后将积水倒净。 根据配合比及需要的搅浆量，将各原料准确称好，首先将水倒入搅拌机里，同时启动搅浆机，然后投入计量好的外加剂并搅均匀，最后加水泥，加水泥要慢且均匀，尽量避免浆体中有结块。浆体搅完后，按规范要求进行取样试验，合格的浆液通过过滤网倒入储浆桶。 （3）压浆 1）水泥浆搅拌均匀后，经过一层1.2mm过滤网，送入储浆罐，再由储浆罐引到灌浆泵，在灌浆泵高压橡胶管出口打出浆体，直到出来的浆体与灌浆泵的浆体浓度一样时关掉灌浆泵，然后将高压橡胶管接到孔道压浆管，绑扎牢固。 2）关闭灌浆阀，启动真空泵，当真空值达到并维持在-0.06～0.1MPa时，打开灌浆阀，启动灌浆泵，开始灌浆，灌浆过程中，真空泵应保持连续工作。压浆时要保证从低端压进，高端压出。 3）待真空端的透明胶管有浆体经过时，关闭通向真空机的真空阀，关闭真空机，水泥浆会流向废浆池，且稠度与灌入的浆体相同时，关闭抽真空端的阀门。 4）灌浆泵继续工作，压力达到0.6MPa左右，持压至少5min，完成排气泌水，使管道内浆体密实饱满，完成灌浆，关闭灌浆泵及灌浆阀门。 （上接第148页） 理，保证集料级配与实验室比例相协调，施工人员要认真把握水泥剂量，确保基层材料的强度具有较高的均匀性。另外在碾压过程中，要注意碾压机械以及碾压次数合理，避免出现混合料受到影响。与此同时，控制碾压层的厚度和含水量，提高基层压实度和道路整体的稳定性，提升地面基层荷载状况，避免出现裂缝或者是裂痕现象。在搅拌过程中，配置好水泥、水以及砂砾比例之后，将其均匀搅拌，并且要注意搅拌的次数等，严格控制裂缝现象的发生。最后在控制好裂缝之后，道路养护部门要加强对路面的维护和保养工作，路面出现裂缝现象或其他非正常现象，要及时采取措施，加强对道路路面的管理，对裂缝现象及时维护和补修，避免出现大的影响，酿成道路交通事故等。针对水泥稳定碎石基层沥青路面的裂缝采取控制 （上接第149页） 凌晨，合拢温度应控制在17～21℃。梁体砼采用砼天泵车泵送入模、且全断面一次浇筑成型。经过养生后，砼可达到标准，并将余下的合拢束张拉，并将临时固结刚性连接解除，按照从内向外、先下后上的顺序张拉剩余钢束。当张拉完节段钢束后，可以将水箱配重物卸下，同时将位于中跨部位的两个挂篮卸除，这样，该体系的一次转换就完成了。 由梁端倒角部分和直线段构成了两边跨现浇段，当改变了直线段的长度后，方案可采用振入钢管搭配主梁平台支模，并可分别进行砼浇筑成型，第一次浇筑施工可至腹板外上倒角下部位置，剩余部分再次浇筑完成，当浇筑砼结束后，将现浇段支架拆除，体系的第二次转换得以完成。 5 拆卸临时固结 在边跨合拢段施工按照设计标准完成后，可逐渐将挂篮切除，第一步可将对脚手架的工作平台进行搭设，切除时对箱梁与钢管连接位置采用养割的办法实施，要熔解结合面硫磺砂浆可接通电源，（4）灌浆量控制 计算单根波纹管的理论体积，减去钢绞线或粗钢筋的理论体积，即为每根波纹管理论灌浆量计算量。在实际施工时,实际压浆量做好记录，与理论压浆量进行对比,其实际灌浆量应不小于理论灌浆量。 （5）清洗 拆卸外接管路，清洗真空机的空气滤清器及管路阀门，清洗灌浆泵、搅拌机及所有沾有水泥浆的设备和附件。 2.4 压浆注意事项 （1）严格掌握材料配合比，各种原材料的配比误差不能超过1%； （2）灌浆时应选用牢固结实的高强橡胶管，在有压力时不易破裂； （3）灰浆进入灌浆泵之前应通过1.2mm的筛子； （4）真空泵的放置宜低于整条管道，启动时先将连接的真空泵的水阀打开，然后开泵；关泵时先关水阀，后停泵； （5）浆液自拌制完成至压入孔道的延续时间不宜超过40min，且在使用前和压注过程中应连续搅拌，对因延迟使用所致流动度降低的水泥浆，不得通过额外加水增加其流动度。 2.5 封锚施工 压浆完成后，及时进行封锚混凝土施工。封锚施工时，先对钢套管壁及槽口进行清理，然后填塞混凝土，封锚混凝土的强度应符合设计要求。 2.6 塔柱预应力预埋 塔柱设有竖向预应力，在0#块施工时需进行竖向预应力固定端的预埋。中塔柱共13束、边塔柱共16束。严格控制预埋位置，如有钢筋相冲突，对钢筋进行调整。 3 结语 桥梁建设中预应力张拉技术的使用，有利于消除不利弯矩，使得结构粗处于较好的受压应力状态。桥梁的大数值跨径，与预应力张拉技术的进步直接相关。本文主要介绍了预应力在桥梁中使用技术方案，在传统预应力张拉的施工中，机具设备的可靠度和操作工人的施工水平及责任心都是直接影响其质量的重要因素，所以要切实提高预应力张拉施工控制水平，保障桥梁的施工质量，确保工程的顺利进行，提高经济效益。 注：作者身份证号码为432522198711271899措施之后，有助于提升道路路面质量，加强道路运输效率，促进我国道路运输行业不断发展，进而提升经济发展速度。 参考文献： [1]钱进,王冠.水稳碎石基层施工的质量控制要点[J].华东道路,2007(4). [2]鹿中山,杨树萍.沥青路面的施工质量控制[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2008(3). [3]蔡成虹.水泥稳定碎石基层沥青路面裂缝控制[J].科技信息,2009(20). 作者简介： 黄良(1976年6月-),男，江苏常州人，工程师。学历本科，研究方向：公路与桥梁。 之后，结合面可采用风镐人工凿除的方法，对未达到熔解要求的残余砼进行拆除，采用手动砂轮机切割锚固钢筋，同时将钢管砼柱逐根去除，体系的第三次转换也完成了。 6 结束语 桥梁建筑施工工艺虽然不断在提升，从固定桥梁至旋转、可升起桥梁等。桥梁牢固的结构是桥梁设计人员应考虑的问题。文章探讨了悬浇连续箱梁结构桥梁施工的技术及要点，箱梁体系经过三次转换后，获得良好实际效果，在施工成本与施工进度的控制与管理上也比较成功。确保了成桥质量。希望能够为悬浇箱梁施工提供理论依据。 参考文献： [1]郭玮宏.桥梁工程中预应力混凝土裂缝对箱梁结构承载力的影响分析[J].科学与财富,2010(2). [2]邓昌宁,马俊,张雪.悬浇施工预应力混凝土连续箱梁裂缝类病害试验研究[J].北方交通,2013(3). ︱144︱华东科技