连续梁桥现浇段施工技术分析.pdf

云南水力发电YUNNAN WATER POWER5第 40卷第 1期0 引言现浇段施工是连续梁桥施工的重要控制点。现浇段施工通常采用托架法施工，但在地形条件允许的情况下采用钢立柱+工字钢组合支架施工方案更加合理、安全可靠、施工方便、效果良好。以贵州某连续梁桥施工为例，该桥上部结构设计采用（32+48+32）m，（40+64+40）m 两联预应力混凝土连续梁。连续梁采用挂蓝悬臂浇筑施工工艺。（32+48+32）m 连续梁边跨现浇段长 7.75 m，底宽 4.2 m，顶宽 8.5 m，梁高 2.5 m，梁体 C50 混凝土为 54.3 m3，重量为 141.2 t；（40+64+40）m连续梁边跨现浇段长 7.6 m，底宽，4.2 m，顶宽8.5 m，高为 3.05 m，C50 混凝土为 64.1 m3,重量为166.7 t。两联连续梁边跨现浇段均在陆地上。边跨现浇段下陆地地质均为粉质黏土硬塑，=200 kPa，层厚大于 2 m；原地面到现浇段梁底的高度约 5.5 13.35 m。连续梁现浇段均采用50 cm 钢立柱+工字钢组合支架法进行施工。支架检算按梁体方量最大的（40+64+40）m 连续梁进行检算，钢立柱按 3 号墩处边跨现浇段支架最高 12.77 m 进行检算。1 地基处理由于边跨现浇段采用的是钢立柱+工字钢组合法进行施工，钢立柱沿顺桥方向设置两排，间连续梁桥现浇段施工技术分析王锋（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南昆明650041）摘要：连续梁桥已广泛运用到公路工程及市政工程中。通常大家都比较重视连续梁的挂篮悬臂施工、0 号块施工，而忽视了过渡墩现浇段的施工。现浇段施工质量高低是影响连续现浇梁施工质量的关键因素之一，对成桥后行车平顺度及桥梁耐久性影响至关重要。以某连续梁桥现浇段施工为例，对现浇段施工技术进行分析总结。关键词：现浇段；连续梁桥；过渡墩；施工质量中图分类号：U445.57文献标识码：B文章编号：1006-3951(2024)01-0005-05DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2024.01.002Analysis of Construction Technology for Cast-in-place Section of Continuous Beam BridgeWANG Feng(POWERCHINA SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 14 CO.,LTD.,Kunming 650041,China)Abstract:Continuous beam bridge has been widely used in highway engineering and municipal engineering.Usually,people pay more attention to the cantilever construction of continuous beams and the construction of No.0 blocks,while neglecting the construction of the cast-in-place section of transition piers.The quality of cast-in-place section construction is one of the key factors affecting the quality of continuous cast-in-place beam construction,which is crucial for the smoothness of driving and the durability of the bridge after completion.Taking the construction of a continuous beam bridges cast-in-place section as an example,this paper analyzes and summarizes the construction technology of the cast-in-place section.Keywords:cast-in-place section;continuous beam bridge;transition pier;construction quality收稿日期：2023-08-13作者简介：王锋（1982-），男，陕西西安人，高级工程师，主要从事地铁、市政、公路工程施工管理相关工作。*6云南水力发电2024 年第 1 期距为 4.5 m，靠近边墩一侧坐落在承台上，另一排钢立柱基础设置条形钢筋混凝土基础，采用挖掘机开挖条形基坑，基坑深 130 cm，长 7 m，宽1.8 m，基地夯实后采用三七灰土换填 30 cm，压实度大于 90%。经检测，基础强度达到 0.20 MPa 以上后，基础设置 2 层钢筋网片（纵、横向钢筋均采用 20cm HRB33516 mm 螺纹钢），采用 C30混凝土浇筑。钢立柱的支立高度根据梁底标高及工字钢纵、横梁及方木、模板的高度确定。2 钢立柱+工字钢组合支架施工2.1 支架搭设地基处理完成后，进行现浇段钢立柱+工字钢组合支架搭设工作，组合支架搭设在箱梁底板处，在横梁上沿箱梁底板纵向搭设7根I32b工字钢，工字钢间距 70 cm；两侧翼缘板下分别搭设 2 根I32b 工字钢，工字钢间距从外至内分别是 90 cm、100 cm，工字钢上搭设支架,支架采用外径 4.8 cm，壁厚 3.5 mm 的碗扣式脚手架。横向间距 0.9 m、纵向间距 0.6 m，步距 0.9 m。每排支架纵、横向均设置剪刀撑，增加支架整体稳定。梁底及翼缘板部分支架上部，上层方木采用 10 cm10 cm，净间距为 25 cm。支架顶部及检查梯四周设 1.2 m 高的防护栏并挂安全网。2.2 支架检算2.2.1 施工荷载该梁段长 7.6 m，支架上梁段长 5.7 m，边跨现浇段梁体混凝土方量为 64.1 m3，组合支架受力截面宽度为 4.2 m。现浇梁段支架跨度为 4.5 m，梁体方量为40 m3，每平米钢筋混凝土重量：64.12.610/7.6=219.3 kN/m混凝土冲击及振捣混凝土时产生的荷载：P2=2.5 kN/m24.2 m=10.5 kN/m施工人员，机具、材料荷载：P1=2.5 kN/m2 4.2 m=10.5 kN/m支架上外模、内模、底模共计88 m2,模板按0.12 t/m2计 算,每 米 模 板 重：88 m20.12 t/m2 10/5.7 m=18.53 kN/m（包括上层10 cm10 cm纵向方木）2.2.2 相关部位受力检算1）梁底方木受力检算。查表：10 cm10 cm方木，=12 MPa，E=9109 Pa,W=10102/6=167 cm3,I=10103/12=833.34 cm4梁底方木层受力图见图 1。?图 1 梁底方木层受力图作用在纵梁顶层每根方木上的均布荷载（按10 cm10 cm 方木检算，方木的跨度为 0.7 m，方木的净间距为 0.25 m，支架上方木设置 16 根）：Q=1.2（+）5.7 m/16 根/5.7 m=19.41 kN/m=19 410 N/m作用在顶层每根方木上的应力检算：Mmax=ql2/8=19 4100.728=1 188.9 Nmmax=Mmax/W=1 188.9（0.13 6）=7.13 MPa=12 MPa 强度满足要求。顶层方木挠度计算。10 cm10 cm 方木。fmax=5ql4/384EI=519 4100.74（384 91090.1412）=0.81 mm f=1/400=700/400=1.75 mm2）I32b 纵梁受力计算。根据工字钢截面特性表及工字钢执行标准可确定：I36a 工字钢：Ix=15 800 cm4，Wx=875 cm3，=170MPa，f=l/400,E=2.11011 Pa。纵梁受力见图 2。?图 2 纵梁受力图作用在横梁顶层纵梁上的均布荷载：Q=1.2（+）5.7 m/5.7 m=310 596 N/m作用在每根 I32 工字钢纵梁上的应力检算，纵梁跨度 7 m，且两排钢立柱外侧有 0.75 m 长边跨王锋 连续梁桥现浇段施工技术分析7现浇梁段，该段梁体自重对纵梁受力有利，在此不考虑将此部分荷载用于纵梁的检算，所有纵梁可按简支梁进行计算。Mmax=ql2/8=310 59672813=146 338.5 N.mmax=Mmax/W=146 338.5（87510-6）=167.2 MPa=170 MPa 强度满足要求挠度：fmax=5qa4/384EI=5310 59674/（25 片 3842.1101115 80010-8）=11.7 mmf=4 500/400=11.25 mm经检算，I32b 的工字钢纵梁符合要求。3）50 mm钢立柱受力计算。立柱受力见图3。12.77=17.7 m按稳定性计算立柱的受压应力（步距按1 220 cm）。长细比：则轴心受压件的稳定系数=0.491 MPa=215 MPa，符合要求。5）地基承载力计算。钢立柱自重荷载：Gk=3H0gkG式中：H0立柱高度，取 12.20m；a立柱纵距，取 1.8m；gk钢立柱的每延米重量，取 73.2kg/m；G 取 10N/kg；则 Gk=312.2073.210 28.043 kN。立柱自重传给地基的均布荷载 Pk 1.5 PGk取 Pk 1.5PGk 1.52.23 3.35 kPa。梁体自重、模板重量、施工震动荷载、施工设备及人员重量等合计均布荷载：P=（40+10.6）2.610+（2.5+2.5+1.5）5.74.2）1.5/（21.87）87.6 kPa。地 基 承 载 力 计 算 均 布 荷 载 PD=P+Pk 3.35+87.6 90.95 kPa。则要求地基处理后地基承载力不得小于90.95 kPa以确保地基基础安全，根据地质柱状图，边跨现浇段下方土层承载力满足 200 kPa，现场条形基坑开挖后，进行动力触探实验，如果地基强度低于 200 kPa 时，采取换填碎石土等措施来增加地基的承载力，地基承载力达到 200 kPa 后方能浇筑条形基础。2.3 支架预压2.3.1 支架预压目的为确保施工安全、提高现浇梁段施工质量，在箱梁支架搭设完毕，箱梁底模铺好后，对支架进行加载预压1。支架预压的目的：检查支架的安全性，确保施工安全；消除支架接头间的空隙消除非弹性变形；消除地基不均匀沉降和支架弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。2.3.2 支架预压方法 底模板横梁安装完成后对支架开始预压。?图 3 立柱受力图 钢立柱组合受力：（+）1.2（7.6-1.9）4.2=1 885 kN每根立柱受力：1 885/6=314.2 kN根据钢管结构技术规程及钢管截面特性表，可知：直径 50 cm，壁厚 6 mm 钢立柱的惯性截面矩 I=28 409 cm4，截面积 A=93.117 cm2，=215 MPa。则回转半径：=17.47cm按强度验算：=33.74MPa=215 MPa，符合要求（杆件自重产生的应力很小，可以忽略不计）。4）稳定性验算。值根据长细比选取，计算长度：L=kh式中：k计算长度附加系数，其值取 1.11；考虑钢立柱整体稳定因素的单杆计算长度系数，查表无此范围，纵横跨数较多，整体稳定性较好，取 1.25；h立柱长度。模板支架立柱的计算长度 L=1.111.25 8云南水力发电2024 年第 1 期预压材料可采用普通混凝土预制块或编织袋装砂等，加载顺序为从支座向跨中依次进行，满载后持荷时间不小于 24 h。采用五级加载，五级卸载的方法进行。预压时荷载堆放部位要基本与梁体实际荷载分布相似，腹板上部较集中。预压重量应为梁重的 120，预压加重顺序为20%50%80%100%120%2。通过对观测点的沉降观测，第 1 次加载后，每2 h 观测 1 次，连续 2 次观测沉降量不超过 2 mm，进行第 2 次加载。加载到设计荷载后静置时间不小于1 d或前后两次的变形值不大于2 mm时，即认为结构稳定，可以卸载。卸载到 100%，静置后测量观测3 次，待最后 2 次测量值之差显示回弹稳定，即进行下一级卸载并测量，依此类推，直至卸载完毕。2.3.3 观测点布置观测点在竖直方向至少布设两层，即基础顶面、模板底部分别设置观测点，上下层观测点应一一对应。观测点的平面布置应根据加载区域面积、形状等确定，布置要合理且具有代表性，基础变化处、梁体重量变化处及其它关键点处应根据实际情况增加测点。观测点要按顺序编号，与观测记录一一对应，并绘制出观测点平面布置简图3。2.3.4 预设反拱为保证桥面的平顺度，梁体应预设反拱。反拱设置设置高度要经过计算确定，且必须充分考虑收缩徐变的影响以及二期恒载上桥时间确定4。支架预拱度=非弹性变形+弹性变形+梁体反拱支架的弹性变形和非弹性变形通过支架的预压后确定。梁体反拱理论计算跨中按设计为准。其他位置按照二次抛物线过渡，其函数方程为：Y=-4fX2/l2+4fX/l式中：f跨中预拱度，m；l梁长，m；X距梁端距离，m。支架跨中最大预拱度 L=-（L1+L2+L3）式中：L支架跨中最大预拱度值，cm；L1支架预压跨中最大变形值，cm；L2现浇箱梁预应力产生的上拱度值，cm；L3现浇箱梁混凝土徐变产生的拱度值，cm。说明：向下为负，向上为正。3 支座安装1）核对支座垫石标高是否符合设计要求，检查预埋螺栓孔尺寸和深度是否满足要求，经检查无误后，用吊车将支座吊至墩顶，人工配合予以安装。2）支座对安装平整度和对中精度要求较高，在施工时用精密水准仪和 2 m 靠尺控制，使之符合设计高程。施工时应注意安装纵向和多项活动支座时，其上摆中心向边墩方向按设计偏移量偏移。3）支座安装完成后，用 M50 专用灌浆料对锚栓孔和支座进行灌注，待强；制作安装完成。4）施工时注意固定支座及纵向单向活动支座布置应符合设计要求。4 模板安装4.1 外模板施工1）梁体底模在底板以下支架搭设到位后开始安装，模板平铺在方木上，模板间连接牢固，接缝严密不漏浆。2）预压完成后，应及时将预压时残留在模板上的沙子清理干净，残留较多的先用铲子、扫帚等工具清除，剩余细微颗粒扫不干净的采用高压风吹干净或者用水冲洗。3）在清洁模板表面的同时，对模板支架进行检查，检查杆件连接部位是否有松动，有松动的必须连接牢固，模板接缝是否严密，接缝处竖向是否有错位，对缝隙较大的，不平整的地方采取相应措施调整模板，使接缝严密，表面平整，高程检查合格后方可进行钢筋安装。4.2 内模支架及模板安装1）腹板内模采用木胶板，在腹板设拉杆，以防止翼缘侧模移位，在内模安装前，腹板钢筋、预应力孔道及各种预埋件等安装完毕，并经各级检查合格后安装内模，模板安装前涂脱模剂，接缝处仔细涂刮腻子，有变形的及时矫正，安装好的模板按要求填写检查记录，对各部分尺寸、标高进行测量，经检查合格后安装内支架和内顶模及桥面钢筋。2）内支架因空间尺寸不规则，为方便尺寸调整，内模支架采用扣件式脚手架，允许最大间距为 80 cm；立杆顶部及横向横杆两侧设置可调顶托，顶部顶托上设置 12 cm12 cm 纵向通长方木，横向间距与立杆对应，纵向方木上设置10 cm10 cm 横向方木，纵向间距为 50 cm。3）腹板两侧模板采用对拉杆对拉，对拉杆直王锋 连续梁桥现浇段施工技术分析9径为 14 mm，采用内径 16 mmPVC 管预埋成孔。4）内支架施工完成后安装内模顶板，安装内模顶板的同时注意相关预埋件安装，确保数量、位置准确。5 钢筋安装钢筋安装顺序如下：绑扎底板、腹板钢筋（包括定位筋、浮筋等）安装底板、腹板纵向波纹管，两波纹与波纹管连接器之间用黑胶布或彩色塑料胶布粘缠安装竖向预应力筋及预埋件（锚垫板，泄水管，通气孔挂篮预埋件等）绑扎顶板底层筋依次安装顶板底层纵向波纹管、顶板顶层纵向波纹管绑扎顶板顶层钢筋安装预埋件。纵向预应力管道形成采用金属波纹管成孔，竖向预应力孔道采用内径为35 mm 铁皮管成孔，锚垫板按设计要求的位置固定在封头模板上确保与孔道垂直。竖向预应力钢筋与孔道同时安装定位。预应力钢筋孔道位置首先设在已扎好的钢筋骨架上并用定位钢筋定位，定位网基本间距为 50 cm，沿孔道纵向设置。当纵向预应力管道与竖向预应力管道相冲突时，可以适当调整竖向预应力管道位置，以确保纵向预应力管道定位准确。6 混凝土施工过渡墩现浇段箱梁分两次浇筑成型，首先浇筑底板及腹板，二次浇筑顶板及翼缘板。立模、绑扎钢筋完成经监理工程师检查合格后，进行混凝土浇筑。梁体混凝土标号为 C55，设计为高性能混凝土，混凝土由混凝土拌和站集中供应，混凝土通过施工便道由混凝土运输车运输5，混凝土泵车泵送入模，腹板处用50 mm 插入式振捣棒振捣，横隔板用50 mm、30 mm 振捣棒振捣，底板用50 mm 振捣棒振捣。7 预应力张拉及管道压浆根据设计要求，在梁体混凝土强度达到设计强度 85%、且龄期不少于 5 d 经监理同意后张拉。钢绞线张拉时应以张拉应力和伸长量进行双控制，以应力为主，伸长量为辅。实测伸长量与计算伸长量之差不能超过 6%。预应力筋张拉时，先调整到初应力，该初应力宜为张拉控制应力 or 的10%-25%，伸长值应从初应力时开始量测。预应力筋的实际伸长值除量测的伸长值外，必须加上初应力以下的推算伸长值，在张拉过程中产生的弹性压缩值一般可省略。预应力筋张拉锚固后，孔道应尽早压浆，且应在 48 h 内完成，否则应采取避免预应力筋锈蚀的措施6。压浆用水泥浆的强度应符合设计规定。预应力孔道应采用专用压浆料或专用压浆剂配制的浆液进行压浆7。推荐采用真空辅助压浆技术。8 模板拆除及卸架在灌浆完成后大约 24 h 后可以进行拆模，拆模的顺序从中间到端部，先翼板后底板，注意保护箱梁的外表。1）拆模时应小心，不得有振动、重敲、强扭，防止薄板、变截面处混凝土产生裂缝8。2）预应力梁在预应力筋张拉压浆完，压浆强度达到一定要求后，再拆除承重模板，以免梁体混凝土受拉造成不良影响。3）梁的支架拆除程序应从梁挠度最大处的支架开始，应对称、均匀、有顺序地进行，使梁的沉降曲线逐步加大。4）支架拆除时，先通过转动顶托螺母，将可调顶托适当降低，使模板与混凝土脱离开，再从上到下依次拆除模板及支架。9 结束语该桥现浇段施工采用钢立柱+工字钢组合支架施工工艺；可在保证安全及质量的前提下有效缩短现浇段施工过程中的安全隐患，为后续连续梁桥现浇段施工提供经验。参考文献：1 杨莺，吴银芳，夏志杰.大凌河特大桥跨朝大线XD01公路施工 J.云南水力发电，2012,（2）:17-20.2徐华山.贵广客运专线大村特大桥连续梁支架设计与施工J.水利水电施工，2011,（5）:82-84.3王少锋.支墩法在大吨位现浇箱梁施工中的应用J.铁道建筑技术，2010,（Z）:163-167.4陈武军.关于满堂支架现浇箱梁施工技术的应用J.福建建材，2016,（7）:110-112.5 陈阳.先张法板梁连接杆整体张拉施工工艺与质量控制 J.公路，2013，58（12）:128-131.6郑申申，王楷飞.溢流坝交通桥后张法预应力张拉质量控制J.治淮，2021,（12）:68-69.7覃世创.预应力混凝土桥梁施工技术要点J.工程技术研究，2022,（1）:71-73.8付明刚，邓迪.护岸防波堤工程扭王字块预制及安装施工工艺技术J.中国水运：下半月，2020,（6）:156-157.