趙啟全

(中鐵十八局集團有限公司 北京 300142)

1 引言

目前鐵路或軌道交通建設中采用的大跨度連續(xù)梁或連續(xù)剛構橋梁結構越來越多。在大跨度結構施工過程中，結構耐久性要求越來越高，梁體變形要求越來越嚴格，需要采取措施確保橋梁結構施工質量滿足規(guī)范要求。

2 工程概況

某軌道交通線路跨越城市主干路和河道，采用(50＋74＋50)m連續(xù)剛構，支架現澆法施工(見圖1)。連續(xù)剛構全長為173.80 m，跨度為(50＋74＋50)m，計算跨度為(49.20＋74＋49.20)m，中支點處梁高5 m，中跨跨中設2 m直線段，邊跨設13.9 m直線段，梁高為2.5 m，梁底下緣按二次拋物線變化，邊支座中心線至梁端0.70 m。箱梁兩側腹板與頂底板相交處均采用圓弧倒角過渡。梁體為單箱單室、斜腹板、變高度、變截面結構，橋面寬度10 m。頂板厚度除梁端為70 cm外均為40 cm；底板厚度40～90 cm，按拋物線變化，其中端支點處為70 cm；腹板厚50～70 cm，厚度按折線變化，端支點處腹板局部加厚到120 cm。全聯在端支點、中跨跨中及中支點處共設5道橫隔板，橫隔板設有孔洞，供檢查人員通過[1-3]。

主墩為雙薄臂墩，矩形實心截面，墩頂縱、橫向寬度分別為1.1 m、4.06 m。墩高分別為10 m、9.0 m，縱、橫向采用直坡。雙薄臂墩之間的凈距為0.9 m。采用樁基礎，承臺尺寸順橋向×橫橋向×厚度為10.6 m×10.6 m×3.5 m，樁基采用直徑為1.5 m的鉆孔灌注樁，每個承臺下共設9根，按摩擦樁設計。

圖1 連續(xù)剛構布置(單位:cm)

經計算，連續(xù)剛構列車靜活載所引起的豎向撓度:邊跨為6.86 mm(向下)，計算跨度的1/7 172；中跨為14.4 mm(向下)，為計算跨度的1/5 139。列車靜活載所引起的梁端轉角:梁體下撓時為0.701‰，梁體反彎時為0.409‰。梁體由于溫度所引起的豎向撓度:邊跨為4.05 mm(向上)，為計算跨度的1/12 346；中跨為8.85 mm(向下)，為計算跨度的1/8 362。應力計算結果見表1。

表1 連續(xù)剛構應力計算結果

經計算，連續(xù)剛構各項指標滿足規(guī)范要求。

3 連續(xù)剛構施工關鍵技術

3.1 總體施工方案及重難點

樁基施工采用懸挖鉆機成孔，泵送混凝土灌注，鋼筋籠采用吊車吊裝；承臺基坑采用人工配合機械開挖，定型鋼模，泵送混凝土灌注。連續(xù)剛構采用滿堂支架施工，材料采用汽車吊吊裝，泵送混凝土。施工重點及難點主要為:連續(xù)剛構混凝土量達到1 040 m3，單次澆筑混凝土方量大、張拉工藝復雜，施工難度大；連續(xù)剛構結構復雜，梁體變形要求高，線形不易控制；結構物混凝土耐久性要求高[4-5]。

3.2 模板支撐體系

3.2.1 模板支撐體系概述

模板支撐體系主要采用滿堂支架支撐，側模及內模采用14 mm厚竹膠板做面板，10×10方木做骨架，碗扣件做支撐；底模采用14 mm厚竹膠板。模板在加工場制作完畢后運至施工現場進行安裝。整聯連續(xù)剛構混凝土分兩次澆筑完成[6]。

3.2.2 支架基礎處理

連續(xù)剛構滿堂支架基礎在河道內的，清除現況河道內填充的碎石至防水混凝土，河道防水層與支架基礎混凝土間鋪設一層防水復合土工布進行隔離，在土工布上鋪設φ8＠10鋼筋網片，澆筑20 cm厚C20混凝土作為支架基礎；支架基礎在河道外的，用挖掘機將表層土按寬14 m、深不小于0.5 m(根據土層的密實度與承載力進行調整，地基承載力不小于150 kPa)予以挖除，采用天然級配砂石回填，每層填筑25 cm，用振動打夯機夯實，再用振動壓路機碾壓密實[7-8]。

3.2.3 滿堂腳手架搭設

滿堂支架立桿橫向間距布置為5×0.6 m＋4×0.3 m＋8×0.6 m＋4×0.3 m＋5×0.6 m，立桿縱向間距均為0.6 m，橫桿步距為0.6 m，剪刀撐及掃地桿按規(guī)范要求設置。滿堂支架頂部頂托上為橫向15 cm×15 cm方木，橫向方木頂部為模板。箱梁底模和側模均為鋼模。

碗扣支架為定型支架，安裝時先確定起始安裝位置，并根據地面標高確定立桿起始高度，利用可調底托調平，避免局部不平導致立桿懸空或受力不均。為確保安全可靠，根據梁體受力結構，支架立桿縱、橫向間距取0.6×0.3、0.6×0.6兩種形式，立桿之間由橫桿連接，形成網格，水平桿步距采用0.6 m。為加強支架整體穩(wěn)定性，沿橋軸線縱、橫方向設置φ48剪刀撐，剪刀撐左右上下連通。橫向剪刀撐沿縱向每3.6 m設置一道，墩柱兩側3.6 m范圍內加密至180 cm/道；縱向剪刀撐設置5道，其中外側兩道，腹板正下方各一道，將各段支架連結成一個整體。頂端和底部設置水平剪刀撐，中部水平剪刀撐間距不超過4.8 m。斜桿每步與立桿扣接，扣接點距離碗扣節(jié)點的距離不應大于150 mm；當出現不能與立桿扣接時，應與橫桿扣接，扣件扭緊力矩應為40～65 N·m。

3.2.4 支架預壓

連續(xù)剛構施工前支架全部預壓，支架預壓荷載物擬采用過磅后的袋裝砂石料并周轉使用，使用完后回收于拌和站。采用分級加載形式，即依次加載到25%、50%、100%、120%，最大加載量按梁體重量的120%控制。

荷載加載順序嚴格按照分級加載進行，并模擬混凝土澆筑順序進行加載。加載應掌握對稱、平衡的原則。為防止砂袋壓載時碰到陰雨天氣，砂袋吸濕重量增加而引起支架失穩(wěn)，所有砂袋全部上完后，應用蓬布覆蓋防雨。

加載時設專人進行指揮，每級加載要均勻連續(xù)，加載順序與砼澆筑順序相同，每次加載時間間隔不少于24 h，120%加載后支架承受荷載的時間不少于10 d。

3.2.5 沉降觀測

每次加載完成應及時進行沉降觀測，每2 h觀測一次，并記錄好數據。支架監(jiān)測項目應包括支架沉降、位移和變形、地基沉降。每次觀測都要嚴格記錄加載量級及變形值、測量的日期與時間、大氣溫度、天氣情況等數據。沉降觀測達到15 mm或水平位移達到H/400(H為支架高度)時進行預警，停止加載，采取應急處理措施。

預壓完成移除砂袋，卸載也要分級進行、分級觀測，并根據數據重新調整立桿高度。

3.3 連續(xù)剛構線形控制

3.3.1 測量控制

連續(xù)剛構線形控制最重要的是要做好測量控制工作，包括支架預壓前、預壓過程中、預壓完成后底模標高調整設置等。

支架預壓前，經測量放線并先彈好墨線，做好標高控制點，嚴格控制模板的標高、位置、幾何尺寸。

支架預壓期間，每天對觀測點觀測1次，若24 h的沉降量小于2 mm，則可以確認為沉降穩(wěn)定，并計算總沉降量，根據觀測結果繪制出沉降曲線。預壓過程中要進行精確測量，測出梁段荷載作用下支架將產生的彈性變形值及地基下沉值，將此彈性變形值、地基下沉值與施工控制中提出的因其它因素需要設置的預拱度疊加，算出施工時應當采用的預拱度，按算出的預拱度調整底模標高[9]。

在支架預壓完成后，重新標定橋梁中心軸線，對箱梁的底模板平面位置進行放樣。預壓后通過頂托精確調整底模板標高，其標高設定時考慮設置預拱度。

在預壓前、預壓后和預壓過程中，用儀器隨時觀測跨中、1/4梁跨位置的變形，并檢查滿堂支架各扣件及鋼管立柱的受力情況，驗證、校核施工預拱度設置值的可靠性和確定支架預拱度設置的合理值。

3.3.2 混凝土澆筑

大體積混凝土的施工技術要求比較高，特別在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產生溫度應力裂縫。為保證大體積混凝土后續(xù)工作的質量，大體積混凝土的熱功計算應力求及時、準確、全面，避免遺漏。

混凝土質量控制包括層(縫)面、模板、鋼筋、預埋件等混凝土開倉前的準備工作以及混凝土運輸、入倉、振搗等混凝土澆筑全過程，對其實行全面質量檢查和監(jiān)督控制。嚴格執(zhí)行倉面設計規(guī)定，對倉面澆筑工藝、施工設備資源配置、人力資源配置、混凝土澆筑順序、混凝土標號、開倉及收倉時間、混凝土澆筑方量等，進行全面詳細地設計[10-11]。

連續(xù)剛構混凝土采用強制式拌和機拌制，每盤攪拌時間不小于90 s。冬季施工時，應采用熱水拌和，保證拌和水溫，使混凝土出機口溫度滿足設計要求?；炷寥坎捎没炷翑嚢柢囘M行運輸，可防止混凝土發(fā)生離析、漏漿、嚴重泌水及坍落度過度損失等。拌制好的混凝土不允許二次加水。若混凝土發(fā)生離析現象，應在澆筑前進行二次攪拌?；炷吝\輸時間應控制在90 min內。若因特殊原因，混凝土運輸出現延誤，運輸延誤時間應控制在45 min內。在裝卸、導運等環(huán)節(jié)中，混凝土自由下落高度應不大于2 m，超過2 m的應架設滑槽、串筒或漏斗等金屬類器具。

混凝土澆筑時，分層次下料，分層振搗，各分層厚度宜不大于30 cm。本連續(xù)梁混凝土倉位面積較大，采用水平分段分層澆筑，混凝土振搗方向應統(tǒng)一一致，從連續(xù)梁中墩處往兩側逐步推進?；炷琳駬v時，不過振、不漏振、不欠振，每點振搗時間控制在20～30 s為宜，并特別注意各個邊角落。振搗時振搗器不得碰撞模板、鋼筋和預埋件等。各分段內混凝土應一次性澆筑完成，各分段結合部位的混凝土應設置為階梯狀?；炷翝仓B續(xù)進行。混凝土澆筑過程中，其表面出現析水，應及時清除，但不得擾動已澆筑的混凝土?；炷潦┕r應及時加強混凝土保濕養(yǎng)護。

混凝土配合比經設計由試驗確定，報監(jiān)理人批準后使用。在混凝土生產過程中，未經監(jiān)理人同意，任何人不得更改配合比。

混凝土拌和能力、運輸能力、澆筑能力和倉面具體情況要相適應。混凝土運輸過程中盡量縮短運輸時間，并減少轉運次數。混凝土運輸過程中混凝土不允許有分離、漏漿、嚴重泌水。

混凝土澆筑前應詳細檢查有關準備工作，如模板、鋼筋、縫面、預埋件等是否符合設計要求，施工設備是否良好，技術交底是否已進行等。做好詳細的混凝土工程施工記錄。

結構縫處理應符合施工圖紙規(guī)定；施工縫處理應符合設計和規(guī)范要求；預埋件種類、尺寸、生產加工、安裝位置、間距等均應符合施工圖紙規(guī)定，其偏差在規(guī)范允許范圍內，安裝穩(wěn)固?；炷翝仓r，在預埋件附近仔細振搗，嚴禁大粒徑骨料堆積在預埋件周圍，防止預埋件產生變形、移位。使用預制混凝土塊對鋼筋進行定位，預制混凝土塊強度不得小于梁體混凝土強度?；炷翝仓白屑殭z查保護層塊的位置、數量及其穩(wěn)固程度。

混凝土采取保溫(隔熱)養(yǎng)護，主要是為了減少混凝土內外溫差，延緩收縮和散熱時間，使混凝土在緩慢散熱過程中獲得必要的強度來抵抗溫度應力；同時可降低變形速度，充分發(fā)揮材料的徐變松弛特性，有效地削減約束應力，使之小于該齡期抗拉強度，防止內外溫差過大導致溫度裂縫出現。

3.3.3 預應力施工

澆筑混凝土過程中，波紋管容易變形，局部擠裂漏漿而堵塞管道。采取加密波紋管支點(直線間隔0.5 m、曲線間隔0.15 m)方法，波紋管內插入帶活塞的通孔器，抽拉通孔器兩端的鋼絲繩，活塞將漏入波紋管內的灰漿刮干凈。兩段波紋管的連接處應使用膠帶或其它材料包裹嚴實，以防混凝土的漿液滲入波紋管內，造成管路堵塞。

預應力筋張拉時，應左右對稱兩端同步張拉。預應力采用雙控措施，預應力值以油壓表讀數為主、以預應力伸長值做校核，施加預應力過程中應保持兩端的伸長量基本一致。

鋼絞線束終拉完畢，在24 h內進行管道壓漿。壓漿材料為高性能無收縮防腐灌漿劑。

壓漿前管道真空度穩(wěn)定在-0.075～-0.08 MPa之間。當壓漿管口流出的漿體濃度與壓漿泵中的濃度一致時，連接壓漿管道的壓漿口，開啟壓漿口閥門進行壓漿[12]。

4 結論

本文對工程概況進行介紹，并對支架方案及混凝土澆筑工藝進行了詳細闡述。通過對支架、連續(xù)剛構進行受力和變形驗算分析，表明該支架的強度、剛度和穩(wěn)定性均能滿足相應規(guī)范要求，從而驗證了支架方案的科學合理性。此外，優(yōu)化各工序施工工藝及工裝設備，總結出大體積混凝土施工質量控制要點，加快了施工進度，取得了良好的經濟效益和社會效益，對于類似工程的施工具有借鑒作用。