薛戰(zhàn)龍 靳建華

（中鐵十五局集團(tuán)公司，河南 洛陽 471013）

1 工程概況

京滬高鐵淮河特大橋DK781+833-DK832+348段共有五聯(lián)32+48+32m 現(xiàn)澆箱梁，位于蚌埠市固鎮(zhèn)縣境內(nèi)。上部結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，采用碗扣式滿堂支架施工，箱梁為單箱單室結(jié)構(gòu)，箱梁底寬5.4米，頂寬12.0米，翼緣板長(zhǎng)2.65米。箱梁頂板厚度為30cm，底板厚度為47.5cm，中腹板厚度為67cm，箱梁在墩頂頂板厚度由30cm 漸變成65cm，腹板厚度由67cm 漸變成110cm～130cm，箱梁設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力采用 1×7－15.24－1860－GB/T5223-2003 預(yù)應(yīng)力鋼絞線，抗拉極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)為1860Mpa，彈性模量為195000MPa。

2 施工設(shè)計(jì)

32+48+32米現(xiàn)澆連續(xù)梁采用碗扣式滿堂支架施工，梁體一次澆筑成型。主要施工設(shè)計(jì)

2.1 滿堂支架設(shè)計(jì)

支架立桿跨中段設(shè)置0.6m×0.6m 和0.6m×0.9m，在距墩中心前后4米范圍內(nèi)立桿步距加密為0.3米，支架設(shè)計(jì)寬度14米。每根立桿上下均設(shè)置可調(diào)頂托和底托，底托下墊枕木，底托上放置方木，橫橋向采用0.1×0.15m 大方木，縱橋向采用0.1×0.1m 小方木；橫桿步距為1.2米，在立桿頂部和底部均不小于三排加密為0.6米。為了加強(qiáng)支架整體穩(wěn)定性，在碗扣支架搭設(shè)后，采用扣件式鋼管架設(shè)置剪刀撐，其中順橋向左右兩側(cè)各設(shè)一道，橫橋向每3 排設(shè)置一道，剪刀撐保證與地面夾角為45°～60°。剪刀撐扣件間距不大于2米。

2.2 受力計(jì)算

為確保支架整體穩(wěn)定性，按最不利受力原則，對(duì)一般支架和門洞支架進(jìn)行受力檢算。

2.2.1 一般支架受力計(jì)算

2.2.1.1 梁體荷載計(jì)算

計(jì)算梁體自重26KN/m3；模板及施工產(chǎn)生的荷載10 KN/m3。梁跨中部砼截面積分A、B、C 三部分計(jì)算，各面積為：A=2.09m2,B=3.81m2,C=0.79m2；B處均布荷載109.06KN/m2最大；

經(jīng)分析箱梁底腹板下支架受力最不利，對(duì)其進(jìn)行檢算。

2.2.1.2 方木受力及撓度驗(yàn)算

橫橋向采用方木，規(guī)格為0.1×0.15m，跨度為l2=0.6m米，間距為l1=0.6m；

計(jì)算需要的截面模量為：W=M/(1.2×[δw])；原則上提高 1.2 倍。

0.15×0.1m 方木的截面模量為：0.152×0.1/6=0.375×10－3m3

撓度：I=bh3/12=0.1×0.153/12＝28.1×10－6m4

f＝5ql24/384EI=0.4mm

2.2.1.3 支架受力計(jì)算

鋼管外徑為48mm，壁厚3.5mm，則回轉(zhuǎn)半徑為15.78mm，截面積為489mm2，偏安全考慮采用橫桿步距為1.2米計(jì)算，長(zhǎng)細(xì)比λ＝l/i＝1200/15.78=76.046，查表的縱向彎曲系數(shù)ф=0.676，則 [N]=фA[σ]=0.676×489×215＝71.07KN

支架自重按支架排距 0.6m×0.6m 或0.9m×0.6，橫桿步距0.6m 或1.2m，架高按10m 計(jì)算，則支架自重約為：0.038KN/m。N=65.44*0.6+0.745+0.038*10=24.394 KN<[N]滿足要求。

2.3 地基承載力計(jì)算

采用最不利荷載的B段進(jìn)行驗(yàn)算，縱向長(zhǎng)度按1.2米，寬度按4 排立桿間距進(jìn)行驗(yàn)算。

N=1.2(118.87+1.09+0.72+0.73+1.84+1.24+5)=166.92(KN)

A=1.2×1.8=2.16m2

δ=N/A=166.92/2.16=77.28KPa≤[δ]（實(shí)測(cè)原狀土地基承載力均不小于120KPa）。

滿足要求。

2.2.2 便道門洞受力計(jì)算

便道門洞設(shè)置凈寬度為4.0米，高度不小于4米，滿足便道通行要求，洞口兩邊立柱設(shè)計(jì)成每組間距橫向?yàn)?.6 m 或0.9m，每組立桿設(shè)3 根，立桿縱向間距為0.3cm，橫向水平桿步距1.2m，每個(gè)面上設(shè)有斜撐。鋼管上安裝落架裝置上下托，在上托上橫向用10×15cm 的方木平鋪，橫向跨門洞用17 根I40 工字鋼。工字鋼上采用一般段進(jìn)行支架設(shè)置，門洞上部支架和工字鋼之間墊方木增大摩擦力，門洞立柱支架在施工時(shí)和兩側(cè)支架用鋼管扣緊成整體。

梁體荷載計(jì)算梁體自重：每延米自重：272.9KN/m，其他荷載按梁體自重的20%考慮。

工字鋼受力應(yīng)力及撓度計(jì)算：由于便道和線路正交，梁體總寬12米，工字鋼搭設(shè)則需搭設(shè)17片，在受力計(jì)算時(shí)因考慮到腹板底部工字鋼受力最大，B段受力是否滿足要求即可。計(jì)算跨徑按5.0 m 計(jì)算，荷載重量按5.5m梁長(zhǎng)計(jì)算，則B段5.5m 箱梁包括模板等自重為99.06×1.2 ×5.5 ＝653.80N。每延米工字鋼承載的重量（按計(jì)算跨徑5.0米平均）為：

q =653.80/4/5.0=32.69KN/m

工字鋼承受的最大彎矩為：

Mmax=ql2/8=32.69KN/m×5.02m2/8=102.16 KN·m

a、I32b 工字鋼的I=11626cm4,Wx=726,7c m3,則

σ =Mmax/Wx=102.16KN·m/726.7cm3=140.6 MPa＜215MPa=［σ］ 滿足要求

故I32bcm 工字鋼的強(qiáng)度是安全的。

b、I32b 工字鋼的最大撓度為

fmax=5q l4/384EI=5*32.69KN/m*5.04m4/384*11626cm4*2.1*105N/mm2=10.9mm＜1/400*5000=12.5mm=［f］

滿足要求

所以I32b 工字鋼的承載力及撓度是滿足要求的。

立桿受力計(jì)算

A、靜載計(jì)算

每片工字鋼承受的荷載為163.45KN，其他荷載按受載的20%計(jì)算，則工字鋼端頭立柱承受荷載為98.07KN。

即每根立桿所受荷載為 p＝98.07 ÷3＝32.69KN<[N] 滿足要求

2.3 支架施工

現(xiàn)澆梁采用滿堂支架施工，支架由碗扣架拼成，該施工工藝根據(jù)荷載重量計(jì)算出支架的密度和用量，施工時(shí)支架底軟土清除后，碾壓密實(shí)，砼作為支架基礎(chǔ)，在堤壩斜面上挖臺(tái)階，并采用現(xiàn)澆30cm 厚C20 砼作為支架基礎(chǔ)，臺(tái)階立面采用現(xiàn)澆30cm 厚的砼擋墻，使得整個(gè)支架基礎(chǔ)形成整體，支架底座周圍挖好排水溝。

2.4 支架預(yù)壓

模板由底模、側(cè)模及內(nèi)模組成，側(cè)模采用定型鋼模，底模、端模均采用模板廠家特別定做的2.44×1.22×0.015m 的高質(zhì)量竹膠板板。

底模鋪設(shè)完成并經(jīng)檢驗(yàn)合格后，應(yīng)進(jìn)行配重預(yù)壓以檢查支架承重能力，減小和消除支架的非彈性變形和地基不均勻沉降從而確?；炷料淞旱臐仓|(zhì)量。支架預(yù)壓應(yīng)按照梁端、腹板及其它區(qū)域分區(qū)域進(jìn)行，以保證預(yù)壓荷載值與梁體實(shí)際荷載相符合。每縱橋向設(shè)置5 道沉降觀測(cè)斷面，即在墩（臺(tái)）中心處、1/4 跨、跨中、3/4 跨共計(jì)5 道，每道觀測(cè)斷面在箱梁的腹板頂面、箱梁中斷面布設(shè)3個(gè)測(cè)量觀測(cè)點(diǎn)，加載后每天檢測(cè)兩次支架沉降量，待沉降量連續(xù)3 晝夜不超過2mm，認(rèn)為支架穩(wěn)定，經(jīng)檢測(cè)合格后方可卸載。卸載后，整理記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算出梁柱式支架彈性變形值和非彈性變形值，及實(shí)際使用的施工預(yù)拱度和箱梁底立模標(biāo)高。

2.5 預(yù)拱度的設(shè)置

箱梁施工時(shí)，由于跨度大，必須經(jīng)嚴(yán)密計(jì)算和施工中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出較準(zhǔn)確的預(yù)拱度。主要考慮以下幾個(gè)方面：地基沉降量、枕（方）木及其他材料變形各受力件的變形及其它縱向架的撓度、箱梁的自重。預(yù)拱度最大值設(shè)置在梁的跨中位置，并按二次拋物線法分配。

2.6 鋼絞線安裝

預(yù)應(yīng)力管道安裝。波紋管的安裝以箱梁為基準(zhǔn)，定出波紋管的位置，由預(yù)應(yīng)力定位鋼筋定位，采用每隔50cm 一道進(jìn)行固定，接頭外用膠布纏牢，在管道的高點(diǎn)設(shè)置排氣孔，以UPVC 管引出頂板30cm 并封口，防止異物進(jìn)入。

鋼絞線穿束。進(jìn)場(chǎng)合格的鋼絞線。下料過程中先將切口處兩側(cè)綁扎，再進(jìn)行切斷。下料長(zhǎng)度=（固定端錨具厚度+5cm）+孔道長(zhǎng)度+張拉端錨具厚度+[千斤頂?shù)拈L(zhǎng)度（包括工具錨、限位板）+5～10cm]。一般以不小于工作長(zhǎng)度+2×700mm 為宜。用砂輪切割機(jī)切斷。鋼絞線穿束時(shí)必須編束編號(hào)，每間隔5米用綁絲理順，綁扎牢固，防止互相纏繞。鋼絞線由穿束機(jī)或卷揚(yáng)機(jī)逐根進(jìn)行穿束，人工輔助。澆筑混凝土?xí)r經(jīng)常來回地敲擊鋼絞束的兩個(gè)端頭，防止漏漿堵塞管道。

2.7 混凝土澆注

混凝土澆筑順序。混凝土由拌合站集中拌合，采用4臺(tái)泵車入模，箱梁混凝土澆筑采用縱向分段、水平分層、橫向?qū)ΨQ、自下而上、全斷面連續(xù)從一端頭向另一端頭澆筑，分3 批次前后平行流水作業(yè)。第一批澆筑底板，從頂板天窗輸入到底板澆筑，當(dāng)澆筑3～6m 長(zhǎng)度后，合上內(nèi)模底板，合上內(nèi)模頂板，緊跟著第二批澆筑腹板，當(dāng)腹板澆筑長(zhǎng)度達(dá)3～6m 后開始第三批澆筑頂板及翼板，就這樣保持三批澆筑相隔有2m 的左右的平行作業(yè)，期間每層作業(yè)時(shí)間控制在60min?；炷翝仓?yīng)按順序、一定的厚度和方向分層進(jìn)行，分層厚度為30cm，必須注意在下層混凝土初凝或重塑前澆筑完上層混凝土。防止產(chǎn)生施工縫。

混凝土振搗。混凝土振搗以插入式振動(dòng)棒振搗為主輔附著式振動(dòng)器配合。上下層同時(shí)澆筑時(shí)，上層與下層前后澆筑距離應(yīng)保持1.5m以上。振搗采用插入式振動(dòng)棒，移動(dòng)間距不應(yīng)超過振動(dòng)棒作用半徑的1.5倍，并與側(cè)模保持5～10cm 的距離。振搗時(shí)插入下層混凝土5～10cm，每一處振完后應(yīng)徐徐提出振動(dòng)棒。振搗時(shí)避免振動(dòng)棒模板，鋼筋等；對(duì)每一振動(dòng)部位必須振到該部位混凝土密實(shí)為止。在澆筑過程中應(yīng)安排各工種檢查鋼筋、支架及模板的變化，遇到情況及時(shí)處理。澆筑時(shí)需注意在每跨的1/4處留出1.0m(橫向)×0.8m(縱向)的人孔，人孔四角外側(cè)需增加鋼筋補(bǔ)強(qiáng)，待內(nèi)模拆出補(bǔ)上鋼筋后，補(bǔ)上人孔混凝土的澆筑。在澆筑過程中應(yīng)安排各工種檢查鋼筋、支架及模板的變化，遇到情況及時(shí)處理。

混凝土養(yǎng)護(hù)?；炷琉B(yǎng)護(hù)采用上鋪編織物灑水自然養(yǎng)護(hù)方法。在頂、底板混凝土澆筑一段完畢后（二次趕壓抹平搓毛后），及時(shí)用土工布或者麻袋覆蓋，防止頂、底板混凝土出現(xiàn)表面風(fēng)縮裂紋，約4h 后曬水養(yǎng)生?；炷翞⑺B(yǎng)護(hù)的時(shí)間為10天，每次灑水以保持混凝土表面經(jīng)常處于濕潤(rùn)狀態(tài)為度。

2.8 預(yù)應(yīng)力的張拉、孔道壓漿、封錨

千斤頂與壓力表配套標(biāo)定，配套使用壓力配套張拉設(shè)備初次使用前，或使用達(dá)到1個(gè)月或200次，或使用過程中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，須進(jìn)行校正，校正系數(shù)不得大于1.05。千斤頂張拉噸位應(yīng)為張拉力的1.5倍，且不得小于1.2倍。與千斤頂配套的壓力表選擇防振型產(chǎn)品，表面最大讀數(shù)應(yīng)為張拉力的1.5－2.0倍。精度不低于1.0級(jí)。

鋼束 M1、M2、M3、M4 進(jìn)行預(yù)張拉時(shí)，梁體砼強(qiáng)度（同條件養(yǎng)生的試件強(qiáng)度）達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%，張拉力為500MPa。鋼束終張拉時(shí)砼強(qiáng)度及彈性模量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)值的85%，且齡期不少于7天。

2.8.1 管道摩阻試驗(yàn)

在第一批索張拉前，應(yīng)進(jìn)行管道摩阻試驗(yàn)，以檢查實(shí)際損失值與理論計(jì)算值的差別，以確保有效預(yù)應(yīng)力值。具體測(cè)試方法是直接在梁體待測(cè)孔道上安裝測(cè)力傳感器與千斤頂，一端為張拉端，另一端固定。張拉端進(jìn)行分級(jí)張拉，逐級(jí)增壓張拉到設(shè)計(jì)噸位（錨外控制應(yīng)力），并記錄每級(jí)張拉時(shí)主動(dòng)端與被動(dòng)端測(cè)力傳感器讀數(shù)等。將數(shù)據(jù)按P2=P1×e-(kl+uθ)進(jìn)行二元線性回歸，求得偏差系數(shù)和摩阻系數(shù)。

2.8.2 張拉程序

初張拉：調(diào)整錨圈墊板及千斤頂位置，使孔道錨具和千斤頂三者之間軸線相吻合。箱梁兩側(cè)千斤頂對(duì)稱，千斤頂分級(jí)同步進(jìn)行。

理論伸長(zhǎng)值的計(jì)算：鋼絞線理論伸長(zhǎng)值有孔道內(nèi)鋼絞線伸長(zhǎng)值L1 和梁體預(yù)應(yīng)力鋼絞線鋼絞線孔道出口至千斤頂工具夾片錨固處伸長(zhǎng)量L2組成。可以運(yùn)用

進(jìn)行理論值計(jì)算，即△L=L1+L2

實(shí)際伸長(zhǎng)值的計(jì)算：[(σk-0.2σk(初應(yīng)力))伸長(zhǎng)值-工具錨具內(nèi)縮值-千斤頂長(zhǎng)度段鋼絞線延伸值]/0.8

張拉：預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用張拉應(yīng)力和鋼絞線伸長(zhǎng)值雙控方法，主要以應(yīng)力控制為主。張拉采用兩端輪流分級(jí)加載，加載至100%σk時(shí)靜停5分鐘，測(cè)量自初應(yīng)力20%σk～100%σk的鋼絲伸長(zhǎng)量，為保證張拉時(shí)應(yīng)力的有效傳遞和應(yīng)力與伸長(zhǎng)量基本同步，進(jìn)行多級(jí)分別張拉，并加上初應(yīng)力的推算伸長(zhǎng)值作為實(shí)際伸長(zhǎng)值，并與理論伸長(zhǎng)值比較，如不在+6%允許偏差范圍內(nèi)，應(yīng)及時(shí)查明原因，調(diào)整計(jì)算伸長(zhǎng)量再進(jìn)行張拉。

錨固：預(yù)應(yīng)力筋在張拉控制力達(dá)到穩(wěn)定后方可錨固。預(yù)應(yīng)力筋錨固后的外露長(zhǎng)度應(yīng)不小于3cm,錨具應(yīng)用封端混凝土保護(hù)。錨固完畢并經(jīng)檢驗(yàn)合格后用砂輪機(jī)切割端頭多余的預(yù)應(yīng)力筋。

2.8.3 孔道壓漿

張拉完成后48h 內(nèi)進(jìn)行管道壓漿，為了確保孔道內(nèi)水泥漿飽滿，采用二次壓漿法，再次壓漿的間隔時(shí)間宜為30～45min。壓漿前用對(duì)預(yù)應(yīng)力筋和管道無腐蝕作用的中性洗滌劑或皂液水沖洗預(yù)應(yīng)力孔道，并使用不含油的壓縮空氣將孔道內(nèi)的所有積水排出。并達(dá)到壓漿孔排出與規(guī)定稠度相同的漿為止。壓漿后從檢查孔抽查壓漿的密實(shí)情況。壓漿過程中及壓漿后48小時(shí)內(nèi)結(jié)構(gòu)物砼溫度不低于5℃。

2.8.4 封錨

待孔道內(nèi)水泥漿凝固后，將封錨斷面混凝土鑿毛，然后按設(shè)計(jì)設(shè)置鋼筋網(wǎng)，立模澆注與梁體同標(biāo)號(hào)的混凝土。為確保梁體底部槽口封 錨混凝土表面顏色與梁體底面一致，封錨模板擬采用與梁體底模相同的模板，并采用與梁體混凝土相同配合比的混凝土進(jìn)行灌注，利用插入式振搗棒進(jìn)行振搗，并采用敲擊底模的方法協(xié)助進(jìn)行振搗，以確保邊角地方的砼密實(shí)。

3 結(jié)束語

32+48+32m 連續(xù)現(xiàn)澆箱梁不是跨現(xiàn)有道路就是跨水域及大壩，給支架設(shè)計(jì)和施工增加了難度，加上梁體本身施工難度較大，鋼筋密集，混凝土一次性澆注量比較多，張拉較難控制，本文通過詳細(xì)論述，為同類工程提供了借鑒。

[1]張飛，錢治華.現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工質(zhì)量控制[J].工程與建設(shè)，2009-04-15.