趙兵偉

（石家莊市公路橋梁建設集團，石家莊 050091）

小箱梁結(jié)構(gòu)橋梁施工技術探討

趙兵偉

（石家莊市公路橋梁建設集團，石家莊 050091）

小箱梁橋以其獨特的優(yōu)勢受到廣泛運用。論文結(jié)合某橋梁項目，介紹了小箱梁結(jié)構(gòu)橋梁的施工過程，主要有預先制造預制梁、安裝支座和預制梁、布置橋面板鋼筋及橫梁鋼筋、現(xiàn)澆鋪設層混凝土等四個步驟，并對其中的重要步驟預先制造預制梁和安裝支座和預制梁的施工工藝進行了詳細說明，以供參考。

小箱梁橋；預制梁；支座；混凝土

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.06.042

1 引言

橋梁作為道路中最重要的組成部分，在我國的交通運輸和經(jīng)濟發(fā)展中具有十分重要的作用。而良好的設計方案和精確的施工建造是保證橋梁發(fā)揮重要作用的第一步[1]。與傳統(tǒng)的T梁橋和空心板梁橋相比，小箱梁橋具有以下優(yōu)點：抗扭剛度大，橋梁整體受力性能好；具有良好的動力性能；橋梁受力均勻，穩(wěn)定性好；橋梁結(jié)構(gòu)簡化，施工周期短；箱體模塊化設計，工程材料簡單普通，降低設計和建造成本；橋梁外形美觀大方，景觀性好。因此，小箱梁橋受到社會的青睞，成為橋梁建造的首選。

2 工程背景

某橋是一個25孔長為16m、寬為10m的板橋，由于年久失修和道路升級橋梁已經(jīng)影響正常的通行，因此決定拆除新建。經(jīng)過長時間的討論和規(guī)劃，專家決定新橋采用小箱梁結(jié)構(gòu)。初步規(guī)劃確定：新建橋梁中心樁號為K18+222；新橋總共4聯(lián)：4×25+4×25+4×25+4×25，橋梁全長406m，如圖1所示。上部結(jié)構(gòu)采用預應力混凝土（后張）小箱梁，采用先簡支后連續(xù)的施工方式；橋梁下部采用橋臺柱式結(jié)構(gòu)，并利用鉆孔灌注技術設置樁基形成柱式橋墩結(jié)構(gòu)；橋梁橋面設置在半徑為2500m的左向圓曲線上和直線線路上。

3 小箱梁結(jié)構(gòu)

本次項目采用小箱梁結(jié)構(gòu)，小箱體預制梁的高度為1.4m；兩端預制梁跨距為24.745m，重量為797kN；中間段預制梁跨距為24.650m，重量為748kN；預制梁總片數(shù)達到148塊；所有預制梁都采用抗拉強度fpk=1 860MPa，公稱直徑d= 15.2mm的低松弛高強度鋼絞線；現(xiàn)澆橋面的面板為12cm。橋梁橫截面結(jié)構(gòu)如圖2所示，小箱體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖1 新橋結(jié)構(gòu)圖

圖2 橋梁橫截面結(jié)構(gòu)圖

圖3 小箱梁結(jié)構(gòu)圖

4 施工過程和工藝

橋梁結(jié)構(gòu)采用先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的構(gòu)造方式，其中，預制箱梁采用部分預應力混凝土A類構(gòu)件設計，現(xiàn)澆連續(xù)段按A類構(gòu)件設計。橋梁建造流程大致為：預先制造預制梁、安裝支座和預制梁、布置橋面板鋼筋及橫梁鋼筋、現(xiàn)澆鋪設層混凝土。

4.1 預先制造預制梁

預制梁的制造和安裝對橋梁的強度、剛度和抗震性能尤其重要，可具體分成以下5個步驟：處理梁底地基→設置支架→安裝模板→制造小箱體預制梁→設置預應力→拆除模板[2]。

4.1.1 處理梁底地基和安裝模板

預先對樁號、樁位坐標等參數(shù)進行復核計算，如有不符及時反映復查。如無異常，應在地面路基上開始打鉆孔樁、灌注混凝土。但需注意的是，在灌注混凝土之前應確定鉆孔的直徑、位置和鉆孔底層的土質(zhì)是否符合要求，允許誤差的范圍：鉆孔軸線偏離標準軸線大約50mm以內(nèi)；鉆孔壁的傾斜程度應小于1%。鉆孔樁應嚴格清孔，確保樁基混凝土質(zhì)量及樁基礎承載力。沉淀厚度要求：對于嵌巖樁d≤1.5m時，t≤50mm；d>1.5m時，t≤100mm；對于摩擦樁d≤1.5m時，t≤200mm，d＞1.5m或樁長＞40m或土質(zhì)較差時，t≤300mm。樁基完成后應對其展開無破損檢驗，進一步保證結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和橋梁的安全性。然后需對地面路基進行處理，首先對承載臺基進行回填，然后利用細沙石整理路面并進行碾壓，使其平整光滑。為了使連續(xù)箱梁澆筑混凝土能夠滿足地基的承載要求，需在路面上鋪設10cm厚C2素混凝土地基。由于墩柱施工要求采用鋼模板，且每節(jié)長度應不小于2.0m。值得注意的是，鋼模板由于長期的存放會有銹跡出現(xiàn)。在施工過程中，應先使用脫模機將接觸面上的銹跡處理干凈，以防止混凝土中出現(xiàn)鐵銹雜質(zhì)。

4.1.2 制造小箱體預制梁

預制梁是主要的承重部分，因此其工藝處理應十分謹慎，如圖4所示。除了按照《公路橋涵施工技術規(guī)范》中的相關規(guī)定外，還需要特別注意以下幾點：

圖4 小箱體預制梁整體結(jié)構(gòu)圖

1）只有在確定伸縮、護欄等基本結(jié)構(gòu)的預埋件無誤后，才能進行小箱梁混凝土的澆注。建造過程中，應確保預壓力束的鋪設軌道和鋼筋設置點的位置準確。由于小箱梁的底板和腹板的厚度不足，應設置合理的骨料軌道，并應該通過實驗進行驗證。在小箱梁兩端2m的范圍內(nèi)，存在鋼筋密度較大和錨下區(qū)域的混凝土應力較大的問題。同時又希望在早期時候小箱梁的強度盡可能高一些，因此，在澆注混凝土的過程中應充分振搗密實，保證小箱梁的質(zhì)量。

2）當小箱梁與橋面現(xiàn)澆層的澆注時間差異較大時，兩者會產(chǎn)生較大的收縮差。為了防止這種情況的發(fā)生，存梁期應小于或等于90d。這樣，還能有效的抑制小箱梁的上拱度出現(xiàn)較大的情況。在小箱梁筑造過程中，需在跨中區(qū)域的下面設置13mm的圓曲線或拋物線，用來確保全橋的平整度和美觀性。

3）箱梁預制時，注意確定橋面軌道、伸縮縫等基本結(jié)構(gòu)的預埋件是否與圖紙上一致。特別需要注意的是，在小箱梁結(jié)構(gòu)中應預先埋有護欄所用的鋼筋。

4.1.3 預應力的施加工藝

對預制箱梁進行預應力的過程，是施工質(zhì)量是保證橋梁結(jié)構(gòu)安全和耐久性的關鍵工序，向來被稱為橋梁安全的“生命線”[3]，而橋梁工程對預制箱梁施工質(zhì)量的要求更嚴格，如對張拉控制力、張拉強度、伸長量等方面數(shù)據(jù)的精確度都有很高的要求，其過程如圖5所示，特別注意的有以下事項：

圖5 施加預應力操作圖

1）按照預先做好的坐標記號，同時利用定位鋼筋對預應力的軌道進行準確的定位施工。為了防止出現(xiàn)錯位和軌道過度下垂的情況，將定位鋼筋和預制梁中腹板的箍筋點焊連接。在施工過程中應以預應力軌道結(jié)構(gòu)為主，當它與其他鋼筋發(fā)生干擾時應保證軌道的位置始終不變。

2）預制小箱梁的過程中，當小箱梁混凝土的凝固時間超過7d時，檢查其強度是否已經(jīng)達到設計所需強度等級的100%。如滿足此要求，才能對預壓束進行張拉。在施工過程中，適當延長混凝土的凝固時間可以提高彈性模量，從而降低全橋的反拱度。施加預應力的過程中，應同時張拉正、負彎矩鋼束的兩端，保證橋梁縱向受力的合理性。為了確保橋梁橫向受力均勻，應相對橋梁中心線對稱張拉橫向鋼束。

3）如需確定預應力是否合理，應同時采用張拉力與引伸量兩個參量進行評定。只有當預應力鋼束的張拉力達到設計值的100%，且實際引伸量未超出理想值的6%，才能確保橋梁預應力合理，缺一不可。

4）填筑孔道水泥漿時，必須保證壓漿飽滿。且只有當其強度達到40MPa時，預制梁才能進行吊裝。

圖6 支座設置圖

4.2 安裝支座和預制梁

4.2.1 安裝支座

在梁板未安裝前，采用全站儀在蓋梁上精確放出橡膠支座、臨時支座的縱橫軸線，如圖6所示。但是需要通過水準儀對各支座墊石頂面標高進行測量復核，如不符合要求須進行鑿平。板式橡膠支座采用GJZ和GJZF4型系列產(chǎn)品。在連續(xù)墩頂，須安裝臨時支座。臨時支座采用砂筒形式，解除臨時支座可采用手鋸法直接鋸掉鋼管或者采用電熱法加熱硫磺砂漿使其融化后間接取出臨時支座。另外,還可以其他類型的臨時支座如鋼圈砂箱，這時砂的頂面墊放強度足夠的混凝土預制塊，通過調(diào)整鋼圈內(nèi)砂的厚度，達到控制臨時支座頂面標高的目的，保證橋面設計保持不變。在施工過程中，應盡量保持臨時支座頂面和固定支座頂面的標高盡量保持在同一水平面上。在澆筑連續(xù)段混凝土時，應保證其底部與固定支座頂面保持接觸。

4.2.2 安裝預制梁

安裝預制梁步驟較為復雜，安裝過程如圖7所示，工藝流程分為以下幾個步驟：

圖7 預制梁的安裝

1）首先安裝臨時支座和固定支座，但在聯(lián)接端部可以取消臨時支座。施工完成后，安裝預先留好的記號孔安裝預制梁。將預制梁放在臨時支架的上端，形成簡支狀態(tài)。緊接著，連接橋面板上的所有鋼筋和橋段處的橫梁鋼筋。

2）將混凝土墩上頂部的鋼筋聯(lián)接起來，同時將橋段處的橫梁上的鋼筋綁扎起來。接著在連續(xù)段的頂端上設置預應力束的波紋管，并完成穿束的施工任務。澆筑混泥土7d后，應對混泥土連續(xù)段和橋段橫梁等區(qū)域進行檢查，確保其混泥土強度到達設計值的100%。為了確保橋梁的受力性能良好，當溫度達到最低值時才能進行對負彎矩鋼筋進行預應力張拉和水泥漿壓制。

3）澆筑完混泥土墩上頂部的連續(xù)區(qū)域時，應將橋梁頂面的剩余區(qū)域完成。當處理橋梁頂端剩余區(qū)域時，應采用濕接縫混凝土從橋梁中間部分向兩端支點進行澆筑。

4）檢查臨時支座的位置，然后對橋梁頂面澆筑混凝土。在澆筑之前，應將預先留在預應力鋼束軌道口處的鋼筋連接起來。施工結(jié)束后，將臨時支座全部拆除。拆除過程中應特別注意溫度，溫度過高會影響橡膠支座的質(zhì)量。

5）最后，安裝防護欄和防水層等基礎設施，還需對橋梁的

4.3 布置橋面板鋼筋及橫梁鋼筋

應嚴格遵守施工技術規(guī)范，采用接頭錯開的方式將短鋼筋連接成長鋼筋，但嚴禁在鋼筋應力較大的區(qū)域進行連接。如果鋼筋連接處發(fā)生斷裂急需再次連接起來，必須采用焊接的方式。在焊接過程中，焊接的長度不宜過大應滿足標準要求，并必須保證焊接的質(zhì)量較高。在施工過程中，應該以預應力的軌道線路為主。如與普通鋼筋發(fā)生干擾時，應確保預應力軌道的位置不變，將普通鋼筋的位置作出調(diào)整。為了更好的安裝預應力鋼束，有時會將普通鋼筋彎折或裁斷。當施工完成時，應即使將處理過的普通鋼筋還原。焊接和綁扎是連接鋼筋的主要方式。當鋼筋直徑大于或等于12mm時，如無要求應采用焊接方式連接起來；當鋼筋直徑小于12mm時，如無要求應選用綁扎方式。如需接長鋼筋，可選擇焊接的方法，但應該保證焊縫長度不易過長，且確保焊縫的質(zhì)量。鋼筋鋪設結(jié)構(gòu)如圖8所示。

圖8 鋼筋鋪設結(jié)構(gòu)圖

4.4 現(xiàn)澆鋪設層混凝土

首先需要進行防水處理，橋面可采用三涂FYT-1改進型橋面防水材料。橋面防水應在全橋護欄以內(nèi)橋面范圍以內(nèi)，防水層抗?jié)B要求0.25MPa以上，防水層應避免車輛碾壓。然后設置橋梁的防護欄，護欄均采用C30混凝土。安裝防護欄時，應根據(jù)圖紙設置伸縮縫的寬度，并在間隔4～6cm的地方設置斷縫，斷縫的寬度約2cm。為了保證橋梁的質(zhì)量，應采用瀝青麻絮或者防水密封膠材料將斷縫填滿。最后現(xiàn)澆鋪設層混凝土，攤鋪混凝土距離防水層施工完畢之間的時間應應不大于15d。橋面現(xiàn)澆層的材料為C50混凝土。為了確保新、老混凝土能良好的結(jié)合在以其，應在鋪設前打掃橋梁頂面上的浮漿和油污。橋面上，防水混凝土鋪裝層施工高程應高出設計高程1cm，在混凝土強度達到設計強度的100%時，采用銑刨機精銑刨至設計高程。

5 結(jié)語

小箱梁橋以其抗扭剛度大、動力性能良好、受力均勻等獨特優(yōu)勢受到社會的青睞。本文結(jié)合某橋梁項目，對小箱梁結(jié)構(gòu)橋梁的施工過程做了詳細的介紹，并較為全面的分析了重要步驟的施工工藝，對小箱梁橋的施工過程有一定的幫助。

【1】鐘冠星，潘朝慧.30m先簡支后連續(xù)預應力小箱梁的設計與施工[J].中國市政工程，2006（8）：38-40.

【2】陳兆毅.某預制小箱梁的病害分析與加固研究[D].大連：大連理工大學，2008.

【3】何余良.多梁式鋼-混凝土組合小箱梁橋受力特性及試驗研究[D].杭州：浙江大學，2014.

To Explore the Structure of Box Girder BridgeConstructionTechnology

ZHAO Bing-wei
（ShijiazhuangRoad andBridgeConstruction Group,Shijiazhuang 050091,China）

The small box girder bridge with its unique advantages has been widely used.In this paper,a bridge project,it introduces construction process of the box girder bridge structure,mainly pre fabricated precast beams,a mounting bearings and precast beam, arrangementofbridgedeckreinforcementandgirderofsteel,castinsitelayinglayerofconcreteandsoonfoursteps,andon oneofthemost important steps in advance of made precast beams and installation support and the precast beam construction technology are described in detail,forreference.

boxgirderbridge;concreteprecastbeam;bearing；concrete

U448.21+3；U445

A

1007-9467（2016）06-0150-04

2016-01-20

趙兵偉（1979～），男，陜西禮泉人，工程師，從事道路橋梁建設與養(yǎng)護研究，（電子信箱）393049835@qq.com。