2x50m变高度鱼腹式箱梁转体桥工程施工工艺的探讨

胡卫科

摘要：本文就冀南新区创业大道跨京广铁路2x50m变高度鱼腹式箱梁转体桥施工技术进行了探讨，介绍了变高度鱼腹式箱转体桥梁施工工艺及工作流程，为跨公路、铁路变高度鱼腹式箱梁转体桥施工施工提供一定的借鉴意义。

关键词：变高度；鱼腹式箱梁；转体；施工工艺；探讨

1工程概况

冀南新区创业大道跨京广铁路立交桥工程位于冀南新区新区创业大道与滏阳大道交汇处，承担着有效沟通经济和交通的重要作用。本互通为全定向匝道互通式立交，由主线、匝道及地面辅路组成。

其中主桥为为50+50m箱梁结构，为单箱三室变高度箱型组合截面，中间主箱为直腹板变高度箱梁，两侧边箱为等高度鱼腹型截面，中间主箱底宽9m，两侧边箱宽7.75m，梁长2x50m，全宽24.5m，上跨既有京广铁路、规划石郑城际铁路及107国道，与铁路交叉处铁路里程为K449+953.1，交角为76.3

本工程转体箱梁为鱼腹式与变高度箱梁相结合的结构，箱室内布设多道纵横隔板增加整体结构的强度和刚度，与同规模的T型箱梁相比能节省原材10%，具有跨度大、质量轻、造型美观坚固的特点，体现了力与美的结合，技术为国内首创，体现了节能环保的理念，该转体桥是变高度鱼腹式箱梁技术成功应用的典范，是全国第一座变高度鱼腹式箱梁跨铁路转体桥。本文就变高度鱼腹式箱梁跨铁路转体桥工程施工过程中控制重点进行探讨。

2工程重点及分析

2.1重点分析

由于本工程转体结构为变高度鱼腹式箱梁，同时为在最大程度减少原材用量前提下保证结构刚度，在箱梁内布设多道纵横隔板增加箱梁刚度，具有跨度大、质量轻、造型美观的特点，该设计为国内首创。同时由于结构新颖，大体积混凝土及薄壁混凝土需同时浇筑，箱梁内部隔板较多、结构非常复杂，因此鱼腹式箱梁既是本工程最大的特点也是本工程施工的特点。

2.2难点及分析

鱼腹式箱梁施工的难度大：本工程主桥共分五次浇筑，在箱室内共设置18道横隔板增加强度，大体积混凝土及薄壁混凝土需同时浇筑，箱梁内部纵横隔板较多、结构非常复杂，也是本工程的难点。

3鱼腹式箱梁施工工艺

3.1主要施工步骤

主桥箱梁由转体施工段（A0节段～A4节段）、现浇段（A5节段）构成，其中转体施工段共长89.8m，现浇段长5m。

主梁中支点梁高为5.2m，等高度长度为3.2m，经圆曲线渐变至端部梁高为2.7米，端部等高度梁段长5m。为增加箱梁刚度，主桥跨度内共设18道横隔板，间距4.8米，隔板厚30cm，与腹板相交处设40*20cm倒角，梁体采用纵、横向双向预应力体系。

3.2箱梁施工 3.2.1地基处理及计算 在搭设支架前，先进行支架范围内地基进行处理，采用二灰稳定碎石垫层对原状土进行换填，顶面铺设20cm厚C20混凝土垫层。在排架四周设置排水沟，防止基础被水浸泡。 3.2.2现浇支架布置及计算 现浇连续箱梁采用碗扣式满堂支架施工，支架采用碗扣式脚手架，施工前请检算单位对项目部设计的支架体系进行检算，脚手架承载力设计时，对实际采购脚手架进行立杆、上下可调、横杆进行壁厚检验，焊接质量、重量实验，按照实测碗扣式脚手架数据进行设计检算，施工中按照规范设置扫地杆、剪刀撑，保证整体性。满堂红支架体系设计及理论计算与实施中，均以实测实验数据作为依托，进而保证支架体系安全稳定性。

3.2.3满堂红支架体系预压施工工艺

（1）预压目的a.检测满堂红支架体系及地基处理后的强度及稳定性，消除混凝土施工前支架系统的非弹性变形（即消除因地基的沉降造成变形和满堂红支架杆件接触部位的变形）：b.检测满堂红支架的受力及弹性变形的情况，得出满堂红支架的弹性变形，为后续模板工程施工时设置预拱度值提供依据。

（2）预压方法预压工艺采用在满堂红支架搭设完成和箱梁底板模铺设完成后，再支架体系预压作业，本工程预压作业采用等同粱体混凝土重量1.2倍荷载的砂袋进行施工。根据现浇梁结构和分段浇筑次数，分6段进行预压，即转体前预压5段，转体后预压1段。由于砼分段浇筑，故预压的荷载也分段进行放置。施工时在每段支架搭设完工后，按浇筑混凝土的顺序分段、分级进行预压，采用1.2倍箱梁重量堆载的方法布设于支架上，并设观测点进行观测。同时在施工中根据粱体结构在底板处布置等效荷载，并严格按照计算指導书要求控制预压荷载布置。 3.2.4模板系统施工工艺 变高度鱼腹式箱梁模板系统包括侧模和底模、箱室内模三部分。施工中严格控制接缝质量，侧模板采用组合钢模板和定制钢模板组合而成，底模板和内模采用组合胶合板，侧模采用钢模板现场拼装。为保证模板拼装形成鱼腹式效果，翼缘板模板模板下采用工字钢冷弯机加工工字钢成设计线型，安装于满堂红脚手架上可调之上，间距60cm，工字钢上铺设10cm方木间距30cm，作为模板的支撑骨架，保证线型效果。

模板的安装：模板采用桥梁用竹胶板，厚度15mm，支架体系上拼装，施工时调整支架设计标高后，铺装底模并进行微调标高和对中，锁定底模与支架。支架预压完成后，重新调整支架扣件和底模标高，刷脱模剂。绑扎底板和腹板钢筋后安装箱室内模板，箱室模板采用垫块和16mm拉筋固定模板，保证结构尺寸。

箱梁模板安装施工注意环节：

a.箱梁钢模板安装前，对钢模板必须打磨，保证模板光洁度和平整度，同时刷模板漆；b.竹胶板施工时检查支撑方木与竹胶板、满堂红支架顶托间的密贴接触情况，对不稳定密贴部位及时调整：c.箱室模板与要与箱梁钢筋安装配合进行，对个别影响钢筋安装的模板在钢筋安装完成后进行施工：d.相邻模板接缝处采用安装密封条保证接缝紧密，防止因漏浆造成蜂窝现象：e.模板安装时需注意防撞护栏钢筋、伸缩缝预埋钢筋、桥面泄水孔和波纹管等预埋件的安装以及张拉槽空间的布设：f.箱梁模板安装后，采用全站仪和水准仪对其平面位置和底板、腹板、顶面高程进行复核，同时检查模板牢固稳定性：g.自检完成后，请监理单位联合检查平面位置和细部尺寸及纵横向稳定性，检验合格后方可浇注混凝土。

3.2.5钢筋绑扎及安装

（1）在施工前对弯曲的主筋进行基本调直，调直后的主筋弯曲度应不大于长度的1%，并不得有局部弯折，长度偏差小于1cm。钢筋调直、下料、弯制均在加工场进行，焊接、绑扎在现场进行。

（2）钢筋接头：纵向主筋主要采用直螺纹连接。钢筋接头应设置在内力较小处，并错开布置。

（3）钢筋在运输、加工中注意防止撞击、刻痕等缺陷。

（4）钢筋的交叉点绑丝成梅花型布置扎牢。

（5）钢筋与模板间设置混凝土垫块。

（6）由于钢筋工程属于隐蔽工程，在浇筑箱梁混凝土之前对箱梁钢筋箱梁中钢绞线波纹管、锚具、泄水孔等预埋件进行检验验收，同时作好工序的隐蔽工程检查证，自检完成后在监理验收合格后方可进行下一步工序施工。 3.2.6混凝土浇筑 按照图纸共分5节段浇注，每节段浇筑后养护强度不得低于90%，且龄期不少于7天，才可进行张拉压浆。混凝土浇筑采用箱梁两端对称进行浇筑，采用2台臂长45米混凝土输送泵车，浇筑时采用底板→腹板→顶板顺序施工，施工时保证混凝土浇筑联系性。

（1）混凝土浇筑前的准备工作：检查箱梁模板各部位结构尺寸是否符合图纸要求，模板拼缝是否严密，支架体系与模板连接是否牢固。

（2）混凝土浇筑时，坍落度控制在160～180mm，同时根据提前测试的初凝时间，控制混凝土分段浇筑长度。

（3）箱梁每段混凝土一次浇筑完成，浇筑方向从中墩位置开始，向悬臂处推进。混凝土振捣采用振捣棒、插片式振捣器和附着式振捣器组合振捣，箱梁顶直接进行振捣密实，再进行压面处理。待混凝土达到一定强度后，进行凿毛。

（4）混凝土浇筑必须连续进行，分层厚度约30cm，每插入点的振捣时间20～30s，混凝土自由落差不大于0.8米。

（5）混凝土浇筑时设专人维护模板，检查变形，发现问题立即停止浇筑，查明原因，在混凝土凝结之前修正完好。

（6）浇筑顶板时注意预留供张拉施工的作业口。振捣时严禁碰撞钢筋、波纹管、预埋件、模板等，防止造成位移或者表面损伤。

（7）混凝土养护混凝土外露面收浆、凝固后即用土工布覆盖洒水养护。在养护期间，使混凝土表面保持湿润。养护期限视混凝土强度的增长情况确定。 3.2.7预应力施工方案

（1）工艺概况

a.预应力筋采用高强度低松弛钢绞线，公称直径为（s15.2mm，参考截面积140m㎡，箱梁采用满堂红脚手架现浇施工，其中两端主梁5m后澆直线段待转体就位后再现浇：b.预应力钢绞线张拉顺序应严格按照图纸要求施工顺序进行，施工时采用两端对称张拉，施工时两端千斤顶采用保持同步对称张拉。预应力张拉时采用钢绞线伸长量和千斤顶张拉应力双控方案，施工中以张拉应力为主，而且实际伸长值量与理论计算值误差需控制在6%内。

（2）预应力施工

a.预应力钢绞线加工采用砂轮切割机截断，切口两端50mm处用铅丝绑扎，以免切割后钢丝松散，且应使钢绞线的切割面为一平面，以便在张拉时检查是否断丝，制好的钢绞线束按长度和孔位编号，避免搬运和穿束时出错。

b.波纹管安装预应力金属波纹管施工前按照设计图纸计算出波纹管的尺寸下料，接头连接严密，在浇筑混凝土前通过人工穿束并定位牢固，仔细检查波纹管保证无孔洞。

由于本工程箱梁采用分5段进行混凝土浇筑，为保证分段安装波纹管接缝完整严密，防止波纹管内漏浆，项目部采用在保证既有波纹管接缝严密基础上，在波纹管内安装PVC内衬管套管证波纹管安装质量，防止因漏浆而造成波纹管堵塞，影响预应力钢绞线施工。

c钢绞线安装混凝土箱梁浇筑后对未进行压浆的预应力钢绞线，施工时采取防止锈蚀措施，直至张拉压浆。钢绞线在混凝土浇注后进行穿孔道作业，穿线时将钢绞线编束后整体穿入管道内，为保证穿束质量，在穿束施工前将钢绞线做侧棱处理，同时将端头用塑料带缠绕，便于顺利穿束作业。

预应力钢绞线在波纹管安装完成后，波纹管端部开口处应密封以防止钢绞线受损，当在安装有预应力钢绞线构件附近进行电焊作业时，对全部预应力钢绞线和波纹管采取覆盖铁板进行保护，防止焊渣对钢绞线造成损坏。 d.预应力张拉作业准备工作 按图纸要求，箱梁预应力张拉时混凝土强度应达到设计要求90%强度，且龄期不得小于7天。混凝土强度达标依据为箱梁同条件试块试压强度报告。

构件的外观、尺寸应符合规范和设计要求：检查粱体混凝土质量，重点检查项目为有无蜂窝、麻面现象，是否出现子L洞、露筋、锚垫板处空洞等情况，如有质量缺陷需报验备案后进行处理。 e.预应力钢绞线的张拉作业 后张法预应力筋张拉程序：0→初应力（0.1con）→con→锚固（持荷5min锚固）

张拉施工转体Y构现浇箱梁按设计规定顺序张拉进行。张拉至初应力以后，在预应力钢筋的两端标记，预应力钢筋的延伸量或回缩量即从该记号起量。张拉力和延伸量的读数应在张拉过程中分阶段读出。当预应力钢筋由很多单根组成时，每根应作出记号，以便观测是否有滑移。

预应力钢绞线锚固后的按照规范要求，外露长度不小于30mm，钢绞线采用无齿锯进行切割，后采用C50封端混凝土进行保护。 f.预应力管道道压浆及封锚处理 为保持预应力钢绞线不锈蚀、与构件砼连成整体，压浆工作在张拉完成后24小时内进行。压降材料采用M50水泥浆液，和易性良好。施工前对配合比进行验证，并严格按监理工程师批准的配合比执行，且水泥浆泌水率最大不超过3%，拌合后3小时泌水率宜控制在2%，并且在24h后能全部被吸回。

压浆方法采用活塞式注浆泵，压浆时顺序为从下往上，进出浆口应设置阀门，压浆时，关闭出浆口，压浆泵的压力一般取0.7Mpa，并持压两分钟。压浆过程中及压浆后48h内，结构或构件混凝土温度和环境温度不得低于5°C，否则应采取保温覆盖，整体加温等保温措施，当温度高于35°C时，压浆宜在夜间进行。

压浆的充盈度应达到孔道另一端且排气孔排出稠度相同的水泥浆，且保持0.5Pa压力的稳压期，时长3～5分钟。

水泥浆应按规定制作试件，以检查其强度，压浆过程中如发生设备故障，不能连续一次注浆压满时，应立即停止作业，立即采用压力水对波纹管进行冲洗，待故障处理后再进行二次压浆。压浆作业时保留试块，频数为每工作班制作试件6组，其中现场留取2组同条件养生，4组试块进行标养。 3.2.8模板、支架的拆除 箱梁排架的模板拆除顺序是根据施工工序顺序而进行的。从梁端处向中支点处拆除：竖向拆除顺序为由上而下进行拆除。

4结束语

本工程通过把满堂红支架体系设计计算时均以实测实验数据作为依托，进而保证支架体系安全稳定性，变高度鱼腹式箱梁使用异形钢模板，翼缘板模板模板下采用工字钢冷弯机加工成设计线型、分段安装波纹管采用PVC衬管保证波纹管安装质量等技术的实际应用，顺利完成全国首例变高度鱼腹式箱梁转体桥施工，得到建设单位的认可，为下步相似工程施工积累了经验。

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2020-06-04