客运专线预应力混凝土连续箱梁满布支架一次性现浇灌注技术

【摘 要】在客运专线连续箱梁施工中，悬灌法是较常见及传统的施工方法，但由于悬灌法施工相对工期较长，不适合某些受工期影响较大的连续箱梁的施工，而满布支架一次现浇法能够克服以上缺点。因此，预应力混凝土连续箱梁采用满布支架法施工方法是连续箱梁施工中经常需要选择的施工方法。

【关键词】连续箱梁施工；支架法；一次性现浇

1、前言

预应力混凝土连续箱梁满布支架一次性现浇灌注法是在桥孔位置全联搭设支架，并在支架上安装模板，绑扎及安装钢筋骨架，预留孔道，并现场一次性灌注混凝土与施加预应力的施工方法。

客运专线铁路由于设计多采用桥梁结构，在跨越道路、河流、居住区等位置需采用大跨度梁体结构，而预应力混凝土连续箱梁是最常见的形式之一。在客运专线连续箱梁施工中，悬灌法是较常见及传统的施工方法，但由于悬灌法施工相对工期较长，不适合某些受工期影响较大的连续箱梁的施工，而满布支架一次现浇法能够克服以上缺点。因此，预应力混凝土连续箱梁采用满布支架法施工方法是连续箱梁施工中经常需要选择的施工方法。

2、工程概况

鞍辽特大桥20#连续梁桥位于辽阳县安庄子，由32＋48＋32m的三跨连续梁组成，主跨上水管道。对应的桥墩编号为558#至561#墩。梁部设计为变高度预应力箱梁，全桥采用支架现浇施工，一次性浇筑。

梁全长113.5m，桥面板宽12.0m，中支点处梁高4.05m，跨中12m直线段，边跨14.75m直线段，梁高3.05m，梁底下缘按二次抛物线变化。梁体为单箱单室、斜腹板、变高度、变截面结构，箱梁顶宽12.0m，箱梁底宽5.0至5.5m。

3、施工工艺

3.1施工顺序（图2）

3.2基底处理

因基底地质主要为土质，为确保达到承载力要求及避免不均匀沉降，需采用混凝土进行硬化处理。

先清除地面杂物及表层松散泥土，露出原地面土层后，整平、夯实，再浇注一层20cm厚C20混凝土。混凝土硬化层高出周边地面20cm左右，在混凝土表面做2%的泄水坡，避免积水，并且在硬化层周围应设置排水沟。

地基处理完成后，在搭设支架前应做地基承载力试验，承载力应符合支架受力检算要求，一般应大于200Kpa。

3.3碗扣式支架搭设

在支架搭设前，根据梁体荷载分布及大小，对支架纵横间距、步距进行设计及检算。荷载包括梁体自重、模板、人员及机具、泵送混凝土冲击力、捣固时的振动等，并考虑大于1.2的安全系数。

施工时，先根据支架搭设图放出搭设线，再按照支架间距铺设20×14cm枋木，而后再进行支架搭设。支架底端设底托，顶端设顶托，顶托上纵向铺设20×14cm承重枋木，其上再横向铺设10×10cm肋木。

3.4满堂支架搭设预压及预拱度设置

3.4.1支架检查

根据经验，同时为减少预压后标高调整工作量，支架搭设时可先设置约20mm的预留值，搭设完成后应对支架顶标高进行检查。

支架搭设完成后应对支架搭设情况全面进行检查，要求碗扣与横杆扣紧，竖杆竖直，纵横向整齐，同一排横杆处于同一平面。剪刀撑按支架方案设置，剪刀撑与竖杆的是否锁牢。基础是否有不均匀沉降，立杆底座与基础面的接触有无松动或悬空情况。

3.4.2预压目的及堆载方式

为检测支架整体稳定性，消除基底及支架的塑性变形，准确测出支架及基底的弹性变形数据，为支架预拱度设置提供依据，在支架及底模安装完成后，应对支架进行预压试验。

预压按梁体自重50％、100％、120％进行三级加载，每级加载后进行观测并根据观测情况持荷不小于24小时。

在加载过程中应有专人24小时对基底及支架的沉降变形、堆载材料安全状况进行检查，确保堆载安全。如发现基底或支架变形异常或基底出现较大不均匀沉降，应立即停止加载并分析原因。

3.5模板工程

对于一次性现浇连续梁，一次性投入的模板较多，底模一般采用竹胶板或胶合板，内模及侧模选择形式也有厂制定型钢模、组合钢模、木模等，可根据当时当地市场行情、工期要求及作业工人工艺水平等因素综合考虑。

首先在搭设好的支架上进行底模安装，底模下横向铺设10×10cm肋木，中心间距按20cm布置，肋木下纵向铺设20×14cm承重枋木；底模安装完毕后进行外侧模安装，并在两个腹板之间设置通拉杆。

内箱采用48×3.5mm普通钢管搭设支架支撑内模结构，内模支架间距及步距均需计算确定。钢管立杆下端须伸入到底板砼内，并支承在底模上，立杆下端垫置与梁体同标号的混凝土垫块。

因模板在钢筋安装等工序中暴露时间较长，后期又难于清理，因此在下道工序前应将模板清理打磨干净，均匀涂刷脱模剂，并在底模位置相对较低处开临时小口，以便将后期模板内部的杂物冲出。

3.6钢筋及预应力管道安装

待内模安装完毕后进行顶板钢筋绑扎和顶板波纹管采安装。波纹管使用前要取样进行抗变形试验和抗渗漏试验。波纹管铺设时要逐根进行外观检验，表面不得有砂眼，咬口必须牢固，不得有松散现象。此外，波纹管表面不得有杂质和锈蚀现象。

波纹管铺设：严格按照设计给定的孔道坐标位置控制，通过底模进行定位，按照设计要求对波纹管用U型钢筋卡固定牢固，防止砼浇注时波纹管上浮。定位筋与梁体骨架钢筋要焊牢，并与管道绑扎结实。绑扎间距不应大于60cm，曲线段与锚垫板附近适当加密到30cm；波纹管之间的接口处采用套管连接，两接头处再缠绕塑料胶带，保证严密。

由于钢筋、管道密集，如预应力管道与普通钢筋发生冲突时，允许进行局部调整，调整原则是调整普通钢筋，保持纵向预应力钢筋管道位置不动。

锚垫板安装前，应检查锚垫板的几何尺寸是否符合设计要求，灌浆管不得伸入喇叭管内；锚垫板要牢固地安装在模板上，锚垫板要与孔道严格对中，并与孔道断面部垂直，不得错位。

3.7 混凝土施工

3.7.1 混凝土浇筑顺序

混凝土应一次性浇筑完成，尽量在混凝土初凝前浇筑完成，至少应安排两台输送泵同时进行浇筑。浇筑原则为先底板，再腹板，最后浇筑顶板。水平方向先同时浇筑中支点处，再由中支点向两侧分层延伸。将底板浇筑完毕，再顺向和逆向布料浇筑腹板，腹板水平分段，竖向分层，逐层往上浇筑，横桥向由中间向两侧均匀推进，最后浇筑顶板。浇筑过程中原则上中途不进行暂停，但在开始浇筑腹板混凝土时，应适当放慢速度，观察底腹板倒角处混凝土是否有上翻现象，底板混凝土也可暂预留5～10cm最后补满。

3.7.2布料及捣固方法

由于是全桥一次现浇，在顶板位置每隔5米在内模顶面上开50*50cm的下料口浇筑底板，腹板位置根据现场实际情况隔5米左右布置串筒。

捣固工应在顶板及内箱均匀分布，划分捣固区域。底板倒角处以在顶板上下棒振捣为主，倒角从外向内进行下棒振捣为辅，捣固时间应掌握好，防止出现过振和漏振现象的发生，在混凝土浇筑至倒角和隔板位置时要用榔头轻轻敲击模板外侧，以确认混凝土是否密实，防止出现蜂窝麻面现象。

3.7.3混凝土指标控制

混凝土应充分搅拌均匀，和易性良好，延展度不小于50cm，坍落度除满足泵送要求外，应控制在180mm～220mm之间，在浇筑隔板等钢筋及预应力较密集的区域应适当调整坍落度至较大值，浇筑顶板时可适当减小。

3.8预应力工程

3.8.1预应力穿束

中短束(直束L≤60M、曲束L≤50M)由人工穿束；长束和曲束用牵引法。穿束前应用压力水冲洗孔内杂物，观察有无串孔现象，再用风压机吹干孔内水份，然后再穿束。穿束结束后，应检查整个钢束能否在孔道内自由滑动。较长钢束的穿束作业，可从孔道一端由卷扬机进行牵引，另一端人工送束，卷扬机牵引应缓慢进行，如遇障碍不可强行牵引，待查明情况并处理后，方可继续施工。

3.8.2预应力张拉

张拉时混凝土龄期、强度及弹性模量等指标应满足设计要求，张拉顺序先腹板束后顶板束，从外到内左右对称进行。预应力施加采用双控措施，以油压表读数为主，以预应力筋伸长值进行校核，张拉过程中应保持两端的伸长值基本一致。

安装张拉设备时，应使张拉作用线与孔道中心线重合，人工配合用吊车、手拉葫芦安装千斤顶等张拉机具。施加张拉应力前，应检查工作锚、工具锚及其夹片安装是否符合要求，操作人员安全防护是否到位，无误后进行张拉作业。两端张拉应同步、均衡进行，两端应设置人员读数和协调，以确保张拉的准确性。

预应力张拉施工时要注意及时记录各阶段张拉参数，持荷时间、操作及记录人员等信息。

3.8.3孔道压浆

张拉工艺完毕后，应立即将锚具周围预应力筋间隙用水泥浆封锚。待封锚水泥浆抗压强度达到2Mpa时，才得进行压浆。且管道压浆应在张拉完成48小时内进行。

预应力管道压浆采用真空辅助压浆工艺，同一管道压浆连续进行，一次完成。张拉完成后，先用高压水对管道进行冲洗，清除孔道内的杂物后，确认孔道无堵塞后，用高压风清除孔道内的积水后，再对孔道进行压浆作业。

压浆顺序应先下后上，逐孔进行，防止漏孔。压浆时，出浆口临时安设一个三通管，管道待出浆口浓度与进浆浓度一致时，方可封闭保压，同时设于预应力管道中部的出气孔的出浆浓度与进浆浓度一致时，封闭保压，在0.5～0.6MPa下持压2分钟。然后封闭压浆口，进行下一孔道压浆。

3.9支架拆除

张拉完毕后即可进行支架的拆除，拆除时制定严格的拆除顺序，即先中跨，后边跨，先翼缘板，后底板，施工中应特别注意施工安全，操作人员必须系带安全绳，安全帽。防止坠物伤人。

4、结语

4.1重视支架基底处理的质量。支架基底处理前要进行承载力检算，选择适合的处理方案，处理后必须要经过检算合格后再进行后续工作，避免发生不均匀沉降而导致安全、质量事故。

4.2注重预应力管道施工质量。一次性现浇预应力管道多数较长，如在安装、钢筋施工、混凝土施工过程中不注意管道的保护，极易出现破损或堵塞，而造成后续穿束及张拉的困难或无法进行。

4.3部分区域（如隔板）钢筋、预应力非常密集，对混凝土自身性能及捣固工艺要求很高，质量不易控制，应在施工前制定针对性措施。

4.4全过程严格安全检查。尤其在支架搭设、拆除及混凝土灌注过程中安全风险较高，在全过程中加强安全检查，以保证结构及人员安全。

参考文献

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