李陆明1，李孟军2
（1.河南省水利科学研究院 河南 郑州 450003；
2.河南省水利第一工程局 河南 郑州 450003）〖HJ*1/2〗
【摘 要】盆窑南公路桥是南水北调渠道上的一座桥梁，其上部箱梁采用跨径（35+54+35）m的现浇连续箱梁，一次性浇筑难度大。本文详细介绍了该桥梁的支架设计、搭设、预压，模板制安，钢筋制安，混凝土浇筑，预应力张拉以及支架拆卸等全过程施工技术，可供类似工程施工参考。
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关键词 公路桥；现浇连续箱梁；支架；模板；浇筑；张拉
The road bridge cast-in-place continuous box girder construction technique
Li Lu-ming1，Li Meng-jun2
（1.Water conservancy science research institute of henan province Zhengzhou Henan 450003；
2.Henan province water conservancy first Zhengzhou Henan 450003）
【Abstract】Basin kiln south highway bridge is a bridge on the south-north water diversion channels， the upper box girder used （35 + + 35） 54 m span cast-in-place continuous box girder， one-time casting is difficult. This paper introduces in detail the bridge bracket design， build， preloading， the template system， system of steel bar， concrete pouring， the prestressed tensioning and stent removal， etc. The whole process of the construction technology， to provide a reference for the similar engineering construction.
【Key words】Highway Bridges；Cast-in-place continuous box girder；Support；The template；Casting； The tensile
1. 工程概况
盆窑南公路桥是306省道跨越南水北调渠道的一座桥梁，设计桥梁荷载等级为公路－I级。该桥全长130m，分3跨，上部采用跨径（35+54+35）m现浇连续箱梁。下部结构型式为柱式桥台、钻孔灌注桩基础；柱式桥墩、钻孔灌注桩基础。连续箱梁采用支架法整体现浇施工。
2. 支架设计
2.1 支架基础。
由于支架基础要承受整个箱梁重力、模板与支架重力及施工荷载，支架地基需进行碾压加固后用20cm厚的C20素混凝土进行硬化处理。
2.2 受力荷载计算。
根据施工图纸计算荷载的最不利情况（梁肋处）如下：
混凝土截面积：
S=9.75m*3.2m-（3.975m*1.95m*2m）+（1m*0.2m+0.5m*0.2m）*2=16.298m2
混凝土重量：（取钢筋混凝土的重量R=2.6t/m3）
G砼=16.298m2×1m×2.6T/m3=42.375t
单位面积的重量：q=42.375÷9.75=4.34 t/m3
单位面积上模板及托架重0.07T/m2
单位面积施工活荷载取0.12 T/m2
Q=4.34+0.07+0.12=4.53 T/m2
2.3 支架方案的选择。
2.3.1 根据工地实际情况分析采用WDJ碗扣式多功能脚手架作为梁支撑架，受力验算如下：
以上述计算确定单位面积上最不利垂直均布荷载4.53 T/m2。
（1）脚手架单元尺寸为0.9m×1.2m×1.2m，步距为1.2m，顺桥向为1.5m，横桥向为0.9米，最不利处单杆承重4.53 T/m2×0.9m×1.5m=3.36T。
（2）根据《公路施工手册》横杆歩矩为1.2m时，每根立杆荷载设计为30KN，此时的安全系数为3/3.36=0.893，安全系数太小不能满足施工要求，，歩矩为0.6米时，每根立杆荷载设计为40KN，此时安全系数为4/3.36=1.19。从连续箱梁截面分析看出，最不利荷载位于梁肋处，其余部分结构重量小于此处。因此支架在梁肋处歩矩为0.6m，其他歩矩为1.2m，中横梁处支架为0.6m×0.9m×1.5m。步设完成后根据支架间距设计方木尺寸，保证纵横方木刚度符合要求。
2.3.2 综合1、2计算，以上支撑搭设方案满足施工要求。
2.4 支架搭设。
（1）按设计方案采用满堂支架现浇施工。在支架基础施工完成后，对箱梁支架进行放样，确定其平面位置，在架设时按预先确定的位置，竖向钢管平面纵横间距为90cm×150cm，墩四周的纵横间距加密为90cm×60cm。为了增加支架的整体性对于每根竖向钢管用纵横钢管水平相连结，水平钢管的竖向间距为90cm。为了确保满堂支架的整体强度、刚度和稳定性，每跨纵向每隔3m分别在桥墩处、1/8跨、3/8跨、跨中设置9道钢管剪刀撑，每跨横向设立5道剪刀撑。
（2）搭设要求：竖杆要求每根竖直，采用单根钢管。立竖杆后及时加纵、横向平面钢管固定，确保满堂支架具有足够的强度、刚度、稳定性。满堂钢管支架搭设完毕后，应测量放样确定每根钢管的高度（每根钢管的高度按其位置处梁底高〈考虑预拱度设置〉减构造模板厚度和方木楞、木楔的厚度计算），并在钢管上做上标记，对高出部分的钢管用电焊机切割，保证整个支架的高度一致并满足设计要求。在支架顶部横桥向设横向钢管（以在其上直接设方木楞和木楔，铺装模板），在横向钢管扣件的下部紧设纵向钢管，要求横向钢管扣件紧贴在纵向钢管扣件之上，再在纵向钢管扣件下紧贴着增设一个加强扣件，这样就能保证横向钢管与竖向钢管的扣件连接具有足够的强度来承受施工荷载。为了施工方便和安全，分别在0号和3号台的外侧搭设人行工作梯，并在支架两侧设置1.2m宽的工作、检查平台，工作梯和平台均要安装1.2m高的护栏。
2.5 施工预拱度的确定与设置。
2.5.1 在支架上浇筑连续箱梁时，在施工中和卸架后，上部构造要发生一定的下沉和挠度，为保证上部构造在卸架后能达到设计要求的外形，在支架、模板施工时设置合适的预拱度。在确定预拱度时，主要考虑了以下因素：
（1）由结构自重及活载一半所引起的弹性挠度δ1；
（2）支架在承荷后由于杆件接头的挤压和卸落设备压缩而产生的非弹性变形δ2；
（3）支架承受施工荷载引起的弹性变形δ3；
（4）支架基础在受载后的非弹性沉陷δ4；
（5）超静定结构由混凝土收缩、徐变及温度变化而引起的挠度δ5。
经计算，定为1.8cm。
2.5.2 纵向预拱度的设置，最大值为梁跨的中间，桥台支座处、桥墩与箱梁固结处为零，按抛物线或竖曲线的计算确定。
2.6 支架预压。
（1）预压荷载：在铺设完箱梁底模后，对全桥支架、模板进行预压，预压荷载按新浇混凝土自重、钢筋自重和施工人员及设备荷载总和的1.2倍取值。
（2）预压方法：预压采用砂包，即对全桥梁体半幅范围内分段（按梁跨分）用等同于混凝土自重、钢筋自重和施工人员及设备荷载总和1.2倍的砂包对桥梁模板、支撑架预压7天。在预压前、后和预压过程中，用仪器随时观测跨中1/4梁跨位置的变形，并检查支撑架各扣件的受力情况，验证、校核施工预拱度设置值的可靠性。
3. 模板制作与安装
3.1 箱梁底、腹板采用钢模板，竖板、内腹模采用竹胶板，渐变段内模采用泡沫塑料。
（1）底模安装：在钢管支架的顶纵向钢管上，架纵向弧线形钢管，在其之上横向架10cm×8cm×2.5m方楞木。楞木接头相互交错布置，楞木间距为25cm，纵向钢管、楞木之间用木楔调整以保证底模线形。底模采用900×1500钢模板直接固定在方楞上，拼缝间夹贴双面棉胶，拼缝表面用石腊密封。在铺设底模前先放置好盆式支座，并在支座位置处根据梁底的楔块尺寸在底模上开孔，在开孔处支立梁底楔块的模板，楔块的底模根据预埋钢板的尺寸也开孔，预埋钢板与楔块的底模用支座专用灌浆料密封。
（2）腹板侧模、翼板底模的安装：在底模铺设完成后，重新标定桥梁中心轴线，对箱梁的平面位置进行放样，在底模上标出腹板侧模、内腹模、翼板边线和钢筋布置的位置。施工时必须保证模板支架的强度与刚度，箱梁侧模与翼板底模须连成一体。
（3）内腹板使用竹胶板，为保证侧模稳固在箱梁主筋和腹箍筋上，设置一定数量的定位钢筋，准确确定模板位置，并在箱梁腹板上设置?14圆钢对拉钢筋。内模腹板肋条间距为25cm，顶板和底板的肋条间距为40cm，顶板和底板之间设立纵向间距为40cm、横向间距为60cm的竖向方木支撑，横向设置上下两道竖向间距为60cm的横支撑，横支撑和竖支撑形成组合“＃”字架，此组合“＃”字架事先钉好，内模底板和顶板设置成可活动的，在绑扎顶板钢筋之前先支好内模，待浇筑底板的时候卸掉组合“＃”字架，打开内模的顶板和底板，当底板浇筑好后，合上内模底板，放入组合“＃”字架固定好，最后合上内模顶板。
3.2 在安装模板时特别注意以下问题：
（1）在梁端与横梁位置预应力锚头位置的模板和支座处模板，应按设计要求和支座形状做成规定的角度与形状，并保证锚头位置混凝土面与该处钢绞线的切线垂直。
（2）在外露面底、侧面的模板，特别是预应力张拉端模板应按要求安装附着式振动器，以保证混凝土浇筑质量。
（3）所有外露面模板接缝采用涂石腊新工艺处理，保证模板光洁、严密不漏浆。
（4）在中间靠近张拉端，顶板模板应设置适当面积的工作孔，以便进行预应力张拉工作。
（5）所有排气孔、压浆孔、泄水孔的预埋管及桥面泄水管按设计图纸固定到位，预埋件的预埋无遗漏且安装牢固，位置准确。
4. 钢筋加工与绑扎
（1）箱梁钢筋按设计图纸在钢筋加工棚内进行加工。布置按设计图纸，在底模上先绑扎底板钢筋，安装腹板外模和翼板底模，再绑扎腹板钢筋，最后绑扎顶板及翼板钢筋。
（2）为保证钢筋保护层的厚度，在钢筋与模板间设置砂浆垫块，垫块用预埋的铁丝与钢筋扎牢，并互相错开布置。
（3）为了便于操作及考虑到今后的内模拆卸，在每跨梁板距支点1/4处开设人孔，因此在此处的顶板纵向钢筋须断开中间的上下层各11根，同时顶板需断开横向钢筋4道，如果是箍筋，则调整为箍筋的环接处为断开处，此几根断开的钢筋须考虑今后露出人孔边缘的搭接长度15cm，下料时要特别注意，今后待内模拆出后再根据顶板的钢筋设计焊接钢筋网片或焊接断开处，焊接时要按规范要求。
5. 预应力管道及预埋件的安装
（1）预应力管道的埋置位置决定了今后预应力筋的受力及应力分布情况，因此对管道的埋设要严格按照设计图纸仔细认真的进行，注意平面和立面的位置，用?12的钢筋焊成“＃”架夹住管道点焊固定在箍筋及架立筋上。安装时要严格逐点检查管道的位置，如发现有不对的地方要立即调整。浇筑前应检查波纹管的密封性及各接头的牢固性，用灌水法做密封性试验，做完密封性试验后用高压风把管道内残留的水吹出。
（2）浇筑前要仔细核对图纸，注意支座预埋钢板、预应力设备、泄水孔、护栏底座钢筋、箱室通气孔、伸缩缝等预埋件的埋置，千万不可遗漏，预埋时同样要注意各预埋件的尺寸和位置。
6. 混凝土浇注振捣
（1）混凝土浇筑前应对支架、模板和预埋件进行认真检查，清除模板内的杂物。为防止混凝土本身的收缩及施工时间较长，混凝土中应掺入缓凝剂。浇筑过程中先底板后肋板，用插入式振捣器振捣，顶板部分用平板式振动器振捣，注意不要振破预应力束波纹管道，以防水泥浆堵塞波纹管。浇筑工程中要经常来回地敲击钢绞束的两个端头，防止浇筑时漏浆堵塞管道。
（2）箱梁砼浇注前，必须对支架体系的安全性进行全面检查，经自检和监理检查确认后，方可进行浇筑。
（3）箱梁混凝土浇筑分三批前后平行作业。第一批浇筑底板，当底板浇筑有1.5m长度后，合上内模底板，固定好组合“＃”字架，合上内模顶板，紧跟着第二批浇筑腹板，当腹板浇筑长度达1.5m后开始第三批浇筑顶板及翼板，就这样保持三批浇筑相隔有1.5m以上的平行作业。混凝土浇筑应按顺序、一定的厚度和方向分层进行，分层厚度为30cm，必须注意在下层混凝土初凝或重塑前浇筑完上层混凝土。上下层同时浇筑时，上层与下层前后浇筑距离应保持1.5m以上。振捣采用插入式振捣器，移动间距不应超过振捣器作用半径的1．5倍，并与侧模保持5～10cm的距离。振捣时插入下层混凝土5～10cm，每一处振完后应徐徐提出振动棒。振捣时避免振捣器触碰模板、钢筋等；对每一振动部位必须振到该部位混凝土密实为止，也就是混凝土停止下沉，不再冒气泡，表面呈现平坦、泛浆。在浇筑过程中应安排各工种检查钢筋、支架及模板的变化，遇到情况及时处理。混凝土浇筑顺序为：底板、腹板→顶板、翼板。
（4）浇筑时需注意在每跨的1/4处留出0.8m（横向）×0.5m（纵向）的人孔，待内模拆出补上钢筋后，用铁丝吊住底板，补上人孔混凝土的浇筑。
（5）混凝土采用强制式搅拌机拌制，吊车送入模。为防止内模移位，采取对称平衡浇筑。砼振捣用插入式振捣器。混凝土原材料和外加剂选用、配合比设计均须符合混凝土的施工技术规范的要求，以保证梁体质量。
（6）在混凝土浇筑完成后，应在初凝后尽快保养，采用麻袋或其他物品覆盖混凝土表面，洒水养护，混凝土洒水养护的时间为7天以上 ，每次洒水以保持混凝土表面经常处于湿润状态为度。
（7）用于控制拆模，落架的混凝土强度试压块放置在箱梁室内，与之同条件进行养生。
（8）在养护期内，严禁利用桥面作为施工场地或堆放原材料。
7. 箱梁预应力施加
构件砼抗压强度最小值达到设计强度要求后，方可开始预应力筋进行张拉施工。预应力张拉采用300T液压千斤顶两端张拉，本工程预应力筋设计为钢绞线束，其张拉程序与张拉施工要点如下：
7.1 张拉施工程序。
低松弛预应力筋 ： 0 ～初应力（持荷 2 min）～σk（锚固）
σk为张拉时的控制应力（包括预应力损失在内）；采用两端同时张拉，两端千斤顶升降压、画线、测伸长、插垫等工作应一致；预应力的张拉控制应力应符合设计要求。
7.2 张拉施工要点。
（1）应尽量减小力筋与孔道摩擦，以免造成过大的应力损失或使构件出现裂缝、翘曲变形。预应力筋的张拉顺序应按设计规定进行。
（2）在张拉过程中，保持两端千斤顶升降速应大致相等，测量伸长的原始空隙、伸长值、插垫等工作在两端同时进行。千斤顶就位后，先将主油缸少许充油，使之蹬紧，让预应力筋绷直。在预应力筋拉至规定的初应力时，停车测原始空隙或画线作标记。为减少压缩应力损失，插垫应尽量增加厚度，并将插口对齐，实测σk值时的空隙量减去放松后的插垫厚度应不大于1mm，插垫可在张拉应力大于σk时进行。任何情况下，预应力筋的σk不得大于0.8Ryb。两端同时张拉成束应力筋时，为减小应力损失，应先压紧一端锚塞，并在另一端补足至σk值后，再压紧锚塞。
（3）张拉控制采用“双控法”，整个箱梁浇筑完毕，待砼强度达到设计强度的90%以上，同时养护15天后，经监理认可，两端分批张拉预应力钢绞线。张拉顺序严格按设计预应力钢束布置图，同排的钢绞束同时张拉，张拉时两端同时进行。每束钢束张拉程序为：0→10%δcon→100%δcon（ 持荷5分钟）→回油锚固。
（4）初张拉时预应力钢绞束张拉端先对千斤顶主缸充油，使钢绞束略为拉紧，同时调整锚圈及千斤顶位置，使孔道、锚具和千斤顶三者之轴线互相吻合，注意使每股钢绞线受力均匀，当钢绞束达初应力10%δcon时两端作伸长量标记，并借以观察有无滑丝情况发生。张拉采用逐级加压的方法进行，当张拉达到设计控制应力（100%δcon）时，继续供油维持张拉力不变，持荷5分钟，同时在两端分别测量实际伸长量，比较是否与计算值相符。计算伸长量和实测伸长量误差应在±6%以内，当实测值与计算值不符合要求时，应及时查明原因，上报监理，调整计算伸长量再进行张拉。
（5）锚具外 （锚具外留3～5cm） 多余的钢绞线采用砂轮切割机切除，绝对不准电、气焊焊烧割。
（6）全部预应力钢筋张拉完成后24小时内进行孔道压浆，孔道压浆顺序是先下后上一次压完，孔道压浆后，应立即将梁端水泥浆冲洗干净，同时清除支承垫板、锚具及端面砼的污物，并将端面凿毛，设置端部钢筋网，立模浇注砼封端完成。
8. 支撑系统的拆卸
当梁体混凝土强度达到设计强度90%以上且张拉压浆完毕，并得到监理指示后，方可进行支架卸落。卸架顺序：台、墩处→1/4跨径处→跨中，各次卸落之间应有一定的时间间歇，间歇时须将松动的木楔打紧，使梁体落实。卸架时尤其要注意施工作业的安全。
［文章编号］1006-7619（2014）08-30-624
［作者简介］ 李陆明（1968.10-），男，职称：高级工程师，工作单位：河南省水利科学研究院，研究方向：工程项目管理。