变截面连续箱梁支架法节段现浇施工技术

变截面连续箱梁支架法节段现浇施工技术

摘要:变截面连续箱梁支架法节段现浇施工是一种经济合理的工法。本文结合工程实例，通过其支架法施工方案、施工流程及效果的描述，重点探究了变截面连续箱梁支架法节段现浇关键施工技术。实践表明，采用该支架法施工技术，可大大缩短工期以及降低施工成本，对同类桥梁支架法浇筑施工具有一定的实际借鉴价值。

关键词:变截面连续箱梁；支架法；节段式；施工

引言

变截面连续箱梁由于具有良好的刚性、整体性以及外形美观等优点，逐渐成为跨越河流、道路的主流桥型。目前连续梁施工方法主要有悬臂浇筑法、满堂支架法、预制顶推法等。实践表明，在地面条件允许的情况下，采用满堂支架法进行连续梁施工与挂篮悬臂浇筑法相比，无需投入挂篮，具有投入少，施工节段少，施工工期短等优点，在高架桥跨越线路施工中有很大的应用前景。鉴于此，本文结合实际案例，对变截面连续箱梁支架节段现浇法施工技术进行分析。

1 工程概况

某高架桥全长4012.8m。其中4联为变截面连续箱梁，(40+60+40)m和(45+75+45)m各2联，上部结构形式为整幅式单箱五室双向6车道，宽度33m。根据设计图纸，4联变截面连续箱梁采用挂篮悬浇法施工，施工周期相对较长。为确保项目总工期，4处变截面箱梁必须同时展开施工，挂篮投入大，施工成本高。经现场实地调查，高架桥跨越当地开发区，桥下现状为规划道路，具备落地支架施工条件。因此，采用了变截面连续

箱梁支架法节段现浇技术方案，以加快施工进度，节约成本。

2 工程特点和难点

该项目变截面箱梁桥面宽达33m,属超宽整幅式箱梁。根据设计，节段法支架现浇工艺仍遵循挂篮悬浇工艺流程，先进行墩顶0#块的施工，然后两侧对称同步进行节段现浇，最后合拢。针对超宽整幅式变截面连续箱梁，0#块和节段混凝土方量均较大，对箱梁临时固结措施提出了更高的要求，再加上超宽箱梁特殊构造特点(节段宽跨比大)，施工中若不注意温控、龄期和支架整体性等技术问题，箱梁混凝土极易出现裂缝。

3 总体施工方案及流程

3.1 总体施工方案

0#块临时固结结构采用钢管柱支架体系。首先，充分利用连续墩柱承台安装钢管支撑柱(直径1.0m，壁厚10mm)；根据不同地基支架易出现沉降差异原理，对承台外地基采用灌注桩+承台基础作为支撑钢管柱基础(直径1.2m钻孔灌注桩)，以解决支架基础不均匀沉降问题。同时，针对大宽跨比箱梁悬浇法施工底板易出现纵向裂缝的问题，采用节段支架法对称现浇时，通过多节段同步立支架(HR型门式支架或碗扣式支架)，以加快节段施工周期，减少节段龄期差，减少由于宽幅箱梁特殊构造特点造成的混凝土收缩导致的横向效应，以解决底板纵向裂缝问题和连续箱梁的线形控制难题。

3.2 施工工艺

施工工艺流程:

0#块临时固结体系设计→0#块施工→温度监控分析→0#块养护和施加预应力→箱梁临时固结→多节段支架搭设预压→节段逐段对称现浇→合拢段施工。

3.2.1 0#块临时固结体系设计施工

根据变截面箱梁结构设计参数，设计由临时钢管支撑柱与预应力体系共同组成的桩柱结合式临时固结体系。沿连续墩柱纵桥向两侧，横桥向分别设计一排钢管柱支撑，其中最外侧钢管支撑柱分别位于箱梁外侧腹板下。在每根钢管柱内设置4根精扎螺纹预应力筋，等0＃块施工完成后，锚固于其底板，把梁体转换成静定结构。承台范围内的钢管支撑柱，通过在承台顶预埋钢板，直接安装；位于承台范围外的临时支撑柱，采用钻孔灌注桩(φ1.2m)和钢筋混凝土方形承台(1.5m×1.5m×1m)基础，钢管支撑柱与承台采用法兰板连接(见图1～图4)。

图4 预埋钢板大样图

在承台外钢管柱灌注桩基础临时承台施工时，要注意顶部钢板和精扎螺纹筋预埋。钢管支撑柱内的4根JL32精扎螺纹预应力筋，采用连接套筒接长穿出0#块底板20cm以上。钢管支撑柱采用扶墙件与连续墩柱的预埋钢板连接；钢管柱之间横向、侧向采用H588型钢进行连接。待后续0#块施工完成后，安装千斤顶张拉精扎预应力筋至设计吨位后锚固，完成箱梁的临时固结。

3.2.2 大体积混凝土温控设计

通过实验室设计不少于三组配合比方案，在混凝土中掺加粉煤灰和外加剂等，以降低

水泥用量，减少水化热，降低混凝土温升峰值，从而降低构件内外温差。根据施工实际及施工配合比，采用MIDAS有限元软件进行0#块三组施工配合比进行水化热温度仿真计算，并进行对比分析，选定最佳配合比。结果显示，各组配合比均于70h后结构物内部温升达到峰值，峰值温度最小达到64℃，最大温升约40℃；结构物表面混凝土在浇筑后25h即达到最大值约43℃，均大于温控规定限值。有限元模拟混凝土温度变化图见图5、图6所示。

图6 混凝土表面测点温度变化图

由图5、图6可知:大体积混凝土配合比设计中主要考虑在满足混凝土强度的前提下，适当降低水泥用量，降低水化热，以减小混凝土的绝热温升。在混凝土浇筑时，分析季节性温度，采取措施降低混凝土出机温度(如夏季高温使用冷却机和冰块降低施工用水温度。施工时加强表面混凝土的保温养护，在混凝土浇筑12h后，即进行覆盖土工布及洒水养护；混凝土浇筑后，做到混凝土内部降温(埋设冷却管)，外部保温，以降低内外温差。

3.2.3 箱梁0#块施工

3.2.3.1 支架体系

箱梁0#块支架可以利用临时固结钢管支撑柱作为主承重，其上安装底腹板托架(由H70型钢和I25工字钢组成牛腿)，然后铺设H40型钢分配梁，间距30cm一道；翼板托架采用H60型钢和I25工字钢组成的牛腿，分配梁采用H40型钢，间距120cm一道。在分配梁上铺设10cm×10cm方木(净间距20cm)，然后铺设底模板。当地基条件较好，直接硬化基础，搭设满堂支架，间距按横桥向30cm，纵桥向60cm进行设置。设置横向、纵向、水平向剪刀撑，在顶托上设置纵桥向型钢分配梁，其上铺设10cm×10cm方木(净间

距25cm)作为横桥向分配梁，然后铺设底模板，按设计要求进行预压。

3.2.3.2 冷却管布设

为加快0#块横隔梁水化热散发，减小内外温差，在钢筋骨架绑扎施工时，同时进行中横梁处五排冷却管的铺设(见图7)，在混凝土浇筑完成后立即进行通水冷却。

图7 冷却管布置图

3.2.3.3 测温元件埋设

为实时掌握0#块混凝土浇筑后的结构内温升、内外温差、降温速率和环境温度等指标，确保大体积混凝土构件质量，根据《大体积混凝土施工规范》要求，在0#块中横梁的内、外侧、底、顶端、中点等有代表性的部位埋设测温元件(见图8)。该测温元件应和室内电脑实现无线联网，通过对各监测点的温度变化进行实时观测，以实时掌握构件各部位的温度变化及内外温差，并整理分析，以指导冷却水流速、拆模时间、养护水温度等后续施工。发现异常，及时采取相应措施。

图8 测温元件实景

3.2.3.4 箱梁临时固结实施

0#块完成后，对钢管支撑柱内预埋精扎螺纹筋进行预应力施加。在预应力张拉时，应做到前后左右对称同步进行，严禁单侧张拉，并锚固于0#块底板上。在悬臂支架节段施工过程中，经常检查其紧固程度，每完成3个节段后需对临时锚固筋进行复张拉。

3.2.4 支架法节段施工

3.2.4.1 多节段支架搭设预压

将悬臂浇筑的2～3个节段、甚至整跨支架同步搭设和预压，以节省节段拼装预压就位时间，加快施工进度。搭设前，先对桥位处地基进行碾压密实，测试承载力满足要求后，浇筑素混凝土作为支架基础。然后搭设HR型门式支架或碗扣式或门式支架，采用小碎石袋预压。根据预压数据，设置箱梁预拱度。

3.2.4.2 节段逐段对称现浇

根据挂篮悬臂浇注原理，首先沿0#块两侧，对称进行1#节段施工，其模板安装、钢筋绑扎、混凝土浇注、预应力张拉、压浆等工序均在支架上进行。该节段施工完成后，对称向前各移动一个节段，进行下一阶段施工，如此循序施工，直至悬臂梁段浇注完成。与整体满堂支架浇注相比，采用节段法施工，可以消除一次性浇注混凝土产生的收缩裂缝；与挂篮悬浇相比，通过减少节段龄期周期，减少了宽幅箱梁构造特点造成的混凝土收缩横向效应，减少了节段接缝处底板的纵向裂缝。并且在施工时通过设置一定数值的预拱度，箱梁卸架后能满意地获得设计规定的外形。

3.2.4.3 合拢段施工

合拢段施工顺序为先边跨合拢后中跨合拢，合拢段支架采用吊架施工工艺。在最后节段纵向悬臂钢束张拉完毕后，拆除悬臂端的底模(支架暂时保留，作施工工作平台用)，使悬臂处于自由悬臂状态，安装合拢段吊架(采用I25工字钢作承重梁，Φ32mm精轧螺纹钢筋做吊杆，底模采用竹胶板，侧模采用钢模)，如图9所示。

图9 合拢吊架示意图

4 总结

综上所述，变截面连续箱梁施工对施工人员的施工技术要求较高，因此在施工过程中，施工人员应该严格按照施工设计方案进行科学施工，把握施工环节中关键的技术质量要点，以切实保障施工的安全性及其质量。在本工程实践中，对于变截面连续箱梁采用支架节段法施工，不仅加快了施工进度，缩短了工期，节约了施工成本，同时也较好地解决了地基不均匀沉降问题以及表面防裂难题，保证了桥梁的质量，也提高了桥梁的耐久性，具有较好的社会经济效益。

参考文献:

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[2] 沈浩.变截面连续箱梁支架法现浇施工技术应用[J].建材发展导向（下）.2015,(1)

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