增江特大桥连续刚构箱梁悬臂浇筑施工

增江特大桥连续刚构箱梁悬臂浇筑施工

宋世兴

宋世兴

中铁二十五局集团有限公司广东广州510600

摘要：连续箱梁悬臂浇筑施工近年来在铁路和公路工程中得到广泛应用，其中的连续刚构箱梁因主墩处与连续梁体为刚构连接，避免了通车后主墩支座的养护工作。本文以花莞高速公路增江特大桥主桥(75+125+75)m连续刚构箱梁为例，对连续刚构箱梁悬臂浇筑0#块、1#块支架现浇、挂篮悬臂浇筑、边跨现浇段和合拢段施工步骤进行探讨，为其他类似工程提供参考。

关键词：连续刚构箱梁悬臂浇筑

一、工程概况

增江特大桥桥面全宽33.5m，为上、下行分离的双向六车道，每幅桥宽度16.25m，净距0.5m。位于R=2200m的圆曲线上，增江为Ⅴ级航道,桥址处河宽约257m，主桥采用(75+125+75)m预应力混凝土连续刚构箱梁，中跨为通航孔。

本桥29#、30#墩采用薄壁空心墩，左幅桥29#墩高为17.29m、右幅桥29#墩高为17.58m，左幅桥30#墩高为17.38m，右幅桥30#墩高为17.68m，承台面高程都为0.86m；承台平面尺寸为15.1×9.5m，高度为4m；采用直径为2.2m的钻孔灌注桩，每墩左右幅各6根。

箱梁采用单箱单室直腹板断面，箱梁根部高7.4m，顶板宽度16.25m，边、中跨合拢段梁高都为3.1m，其间高按二次抛物线变化。0号块底板厚120cm，箱梁根部底板厚90cm，合拢段底板厚32cm，其间按二次抛物线变化，0号块顶板厚60cm，其余为30cm；0号块腹板厚100cm，1～8号块为85cm，9号块为85～70cm，10～12号块为70cm，13号块为70～50cm，其余梁段为50cm。主梁翼缘悬臂长度为4.125m，翼缘外侧厚20cm，距外缘2.925m为50cm，根部为90cm。边跨现浇段处设宽为1.8m的端横梁，主墩顶处设置2道宽为1m的横梁。

主梁采用纵、横、竖三向预应力体系：纵向分为腹板、底板、顶板和合拢钢束，采用17Φs15.2mm、19Φs15.2mm、22Φs15.2mm的高强度低松弛预应力钢绞线。横、竖桥向各采用3Φs15.2mm的高强低松弛预应力钢绞线，张拉采用低回缩二次张拉预应力锚固系统。

全联连续梁混凝土共5105立方米，钢筋1038t，预应力钢绞线362t。

本连续刚构箱梁分为五大类型浇筑：由于0#块长度只有4m，不够空间拼装两个挂篮，所以0、1#块(长3m)采取支架现浇施工；2～17#块为两侧对称分段浇筑，长3m～4m，重136.5～185t，利用挂篮对称施工；边、中跨合拢段长度都为2m，重量均为65.6t，合拢段均利用挂篮吊架进行施工；边跨现浇段长度为11.5m，重量579.8t，在边墩旁搭设钢管型钢支架进行施工。

二、0#块和1#块施工

（一）支架设计及施工

0#块梁长为4m，重量为492.7t，其中顺桥向伸出桥墩范围为0.5m，梁高为7.4m，其余梁高按二次抛物线分配。1#块梁段设计长3m，重193.2t。0#块结构及尺寸复杂，普通钢筋和预应力钢束密集。

0#、1#块支架侧面图（单位：cm）0#、1#块支架立面图（单位：cm）

0#块支架一般有墩旁托架和落地式支架两种形式，由于本工程的刚构桥墩钢筋比较密集，而且设计不允许切断刚构桥墩的钢筋，桥墩预埋不了工字钢托架，所以本工程的0#块和1#块支架采用落地式支架。

根据墩高及设计要求，采用落地式支架先后施工0#梁块和1#块，将竖向荷载传递至承台及基础。

支架结构设计：每个主墩设置6根φ529mm壁厚为10mm的钢管柱，顺桥向采用长度为10.5m的I56a双拼工字钢主梁布置于φ529mm钢管柱顶，在I56a双拼工字钢主梁顶布置18片贝雷梁。

支架安装：施工承台时预埋11根直径20mm的HRB400钢筋作为锚固筋以固定钢管柱底。用吊机安装完钢管后施工支架连接系，安装顺桥向2I56a工字钢，然后安装贝雷梁。支架安装完成后按照结构重量的1.2倍进行预压。

（二）支架主体检算

以下为0#块和1#块支架主体的检算。

荷载效应组合取：永久荷载+施工活荷载，永久荷载分项系数取1.2，施工活荷载分项系数取1.4，则荷载组合计算公式如下：

2.2I56a工字钢检算

由支架图可知I56a双拼工字钢主梁中间3m承受连续梁翼缘板范围内的荷载，I56a双拼工字钢主梁两头承受贝雷梁传递过来的集中荷载为，单根I56a工字钢自重则2I56a工字钢所受荷载分别为：

主梁中间3m：

主梁两头：

检算模型如下：

3.钢管立柱检算

采用φ529mm，壁厚8mm的钢管作为立柱，钢管按一端固定，一端铰支计算，μ=0.7。钢管的回转半径i=18.422cm，A=130.875cm2，钢管高度取15.6m，则长细比，查表《建筑施工计算手册（第二版）》P3497-2可得φ=0.821，

单根钢管自重G=15.6m×110.58㎏/m=1725㎏=1.725t，则钢管底部承受的荷载为：

f=215MPa,钢管支撑能满足承载力要求。

（三）模板安装

0#块外侧模板采用特制钢模，1#块外侧模板利用挂篮走行模板，用对拉杆固定。外侧模板总长度为10.5m，模板边框采用8cm×1.2cm扁钢，背劲采用[10#槽钢，间距为30cm；背肋采用[12#槽钢，间距为1.05cm。连接板采用25cm×12cm×1.2cm钢板，φ20mm连接螺栓间距为20cm，面板采用6mmQ235钢板。为避免砼浇注时侧模向外侧滑移，造成跑模，侧模加固采用双拼[12#槽钢作为模架，腹板处预埋PVC管，内穿φ25mm精轧螺纹钢作为对拉杆的方式加固。

内模采用厚度1.8cm工程竹胶板，支架采用扣件式钢管支架，通过调整顶托及钢管长度调整支架高度来适应梁高变化的需要。横肋采用10cm×10cm方木，间距为30cm；内模背架采用[12#双拼槽钢，位置与外侧模背架相对应。

底模板采用厚度为1.8cm的工程竹胶板，加劲肋采用10cm×10cm方木，间距为30cm。

（四）钢筋(束)及预应力管道安装

0#块钢筋及钢束种类多、数量大。钢筋及钢束绑扎前对所有的半成品按照设计图尺寸进行复核，按照设计图制定钢筋及钢束绑扎方案，制定绑扎先后顺序使钢筋与预应力管道交错进行。钢筋、钢束、预应力管道在加工场集中下料加工，专用车辆运至现场绑扎成型。

0#块集中了全桥大部分纵向顶板束管道，Φ12定位钢筋在直线段沿管道按50cm间距布置,在曲线段采用防崩钢筋，加密到25cm间距布置,以确保钢束定位准确和稳固。

（五）砼施工及预应力张拉、压浆

浇筑前检查所有的预留孔、预埋件（透气孔、泄水孔、人洞检查通道、挂篮吊杆孔、挂篮后锚吊杆、防撞护栏预埋钢筋等），预埋件和预留孔在布置时必须确保其位置精度，以满足设计及施工要求。

浇筑混凝土时，严格按照先底板及腹板、横隔板下部混凝土，然后浇筑上部腹板、横隔板及顶板混凝土顺序进行，应从悬臂端向刚构主墩中心对称泵送浇筑混凝土，插入式振动棒分层捣固密实。为防止分层浇筑产生裂纹，可在混凝土接缝表面布置φ8mm护面钢筋网或增加φ16mm接茬钢筋，同时应尽量缩短分两次浇筑时间差。

砼抗压达到设计强度的90%及弹性模量达到设计值90%且龄期不少于7天后，张拉并锚固纵向预应力束及竖、横向预应力筋，张拉完24小时内完成压浆。

0#块施工完成后按照0#块的施工方法在支架上对称施工1#块。

三、悬浇施工

（一）挂篮设计及制作

挂篮采用结构受力明确的三角形挂篮，挂篮由有资质的厂家按照连续梁施工图纸进行设计并制作。挂篮制作完成后在工厂内拼装并进行预压试验。通过预压检定挂篮的安全性，测定挂篮的非弹性变形值和弹性变形值作为悬臂施工线形控制的依据。

（二）悬臂标准块施工

连续梁A2～A8#、B2～B8#块均采用挂篮悬臂浇筑，边跨合拢段A9#块及中跨合拢段B9#块利用吊架进行施工。1#块对称施工完成后在0#块和1#块上安装悬臂施工用的挂篮，经验收合格后进行2#块悬臂灌注施工。2#块施工完毕后，用挂篮同时对称平衡施工3#块及以后各悬臂节段。

（三）挂篮及模板前移

(1)挂篮桁架、底模、侧模

挂篮桁架、走行钢模板同步往前移动。在走行钢轨上涂上黄油进行润滑，行走轨道进行接长并锚固牢靠，用螺纹套筒连接接长已预埋的竖向精轧螺纹钢，将精轧螺纹钢锚固在挂篮主桁后锚位置上。再将侧模吊带、吊杆松开，再松开走行钢模板，使走行模板下落20cm。再在后锚梁上安装两个手拉葫芦（10t），连接后锚梁上，两侧均匀人工拉动链条，牵引挂篮前移；侧模在吊杆及吊带上滑动前移，实现与挂篮桁架同步往前移动，底模通过底模桁架与挂篮桁架同步前移。锚固挂篮及走行模板，调整平面位置和标高，测量验收后绑扎梁体底、腹板钢筋和钢束管道。

(2)内模前移

绑扎好梁体底、腹板钢筋和钢束管道后，再前移内模。

通过手拉葫芦将内模滑道前移到位，再将内模前吊杆及后锚杆松开，使内模落于内模滑道上，再通过2个10t手拉葫芦，同步牵引，均匀的将内模牵引至设计位置。

四、边跨现浇直线段施工

利用钢管及型钢支架支撑浇筑边跨现浇直线段。钢管支架由边墩、钢管柱、横向工字钢和纵梁组成现浇段支承系统。

立柱：采用φ529×8mm的Q235钢管6根，其中3根支撑在承台面上，承台外的4根钢管用振动锤打入地基持力层，钢管立柱之间采用10号角钢连接（剪刀撑）。

纵横梁：在钢管立柱上安装两根40a工字钢双拼横梁。再在横梁上布置I28b工字钢作纵梁，I28b工字钢在腹板处间距为45cm,在底板和翼板处间距为90cm。为确保边跨合拢时现浇段支架与梁底间能相对滑动，在支架与梁底间设滑动系统。在梁底范围内支架I40a工字钢横梁上铺设2块1.2cm厚钢板，钢板之间加黄油，使边跨现浇直线段能随刚构主墩T构自由伸缩，避免边跨现浇段混凝土出现拉应力而产生裂缝。

边跨现浇段支架侧面图（单位：cm）边跨现浇段支架立面图（单位：cm）

五、合拢段施工

本梁共有两种合拢段，即边跨合拢段和中跨合拢段，其边跨合拢段有4个，中跨合拢段有2个，其合拢顺序严格按照设计文件要求的顺序进行，即先边跨梁段合拢，结构由双悬臂T构变成单悬臂简支状态，最后中跨合拢，达到设计的连续刚构受力状态。

边跨现浇段砼等强后，在T构悬臂端和现浇段梁端安装水箱压重，每个水箱重量为合拢段重量的一半，安装边跨合拢劲性骨架，安装时要求迅速完成焊接。

合拢段临时锁定设计图

安装吊架及模板，浇筑边跨合拢段砼，浇注的时候边跨合拢段水箱同时对称放水卸载,单位时间内卸载放水总重量等于同一时间内浇注的砼重量，合拢段砼等达到设计强度后张拉边跨钢束，拆除边跨水箱和支架。

边跨合拢段施工完成后进行中跨合拢段的施工，在中跨合拢段相邻两悬臂梁端安装水箱压重，焊接中跨合拢段劲性骨架，劲性骨架锁牢之前用2台千斤顶同步施加顶推合力P=460吨。顶推力对称施加于截面形心位置。按照边跨合拢段的施工方法进行中跨合拢段的砼浇筑施工，待砼等强后张拉钢束，拆除中跨水箱和全部挂篮。

六、结语

连续箱梁悬臂浇筑施工虽然在铁路和公路工程上已经普及应用，但其施工技术仍然具有特殊性和技术含量。因此连续箱梁悬臂浇筑施工需从各个施工环节严格控制，有序进行施工，才能保证连续箱梁悬臂浇筑施工安全、质量和工期。

参考文献：

[1]《装配式公路钢桥多用途使用手册》

[2]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）