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特大桥现浇连续箱梁施工方案与关键技术、工艺

现浇连续箱梁施工方案与关键技术、工艺

现浇连续箱梁共有8联（左右幅），其中30+32.5+32.5+30m预应力现浇箱梁左右幅各一联，30+30+30+30m预应力现浇箱梁左右幅各一联，25+30+25预应力现浇箱梁左右幅各一联，18+21+18m普通现浇箱梁左右幅各一联。

DB43／T 1797-2020标准下载29#～33#墩（左右幅）

30+32.5+32.5+30m预应力砼连续箱梁

33#～37#墩（左右幅）

30+30+30+30m预应力砼连续箱梁

51#～54#墩（左右幅）

25+30+25m预应力砼连续箱梁

58#～61#墩（左右幅）

18+21+18m普通砼连续箱梁

表2施工任务划分及队伍安排表

负责29－33＃、33－37＃两联现浇连续箱梁的施工

现浇支架一套、模板一套

负责51－54＃、58－61＃两联现浇连续箱梁的施工

现浇支架一套、模板一套

3、现浇连续箱梁施工方案

对上支架的结构布置和尺寸均经计算确定。对支架的基础处理，将根据支架结构形式和桥位处的地质、地形、承载力等具体情况，分别采取对原地面夯实、换填地基土、等处理措施，保证地基和基础的承载力与变形均满足现浇施工需要。支架搭设好后，通过支架上的分配梁与底模相连。对底模标高按计算值进行调整后，在底模上堆砂袋对支架进行预压，并根据预压结果、结合预定标高对底模进行精确调整。完成上述工作后，即可顺序进行立侧模、绑扎底腹板钢筋、安装内模、浇注底腹板混凝土、绑扎顶板钢筋、灌注部分主梁砼、养生、第一次张拉部分钢束、压浆、浇注主梁湿接段、张拉剩余钢束、压浆、拆除模板和支架等作业，最终完成一联梁的施工；

现浇连续箱梁的相关技术要求与梁场制梁的要求大致相同。

现浇箱梁砼分两次浇注。第一次浇注底板和腹板，浇注至肋板顶部，第二次浇注顶板和翼板，两次浇注接缝按施工缝处理。混凝土浇注从一端向另一端呈梯状分层连续浇注，上层和下层前后浇注距离保持2m左右，在下层混凝土初凝前浇注完成上层混凝土。砼由拌和站集中拌和、砼灌车运至工地后由泵车泵送入模，用插入式振动棒振捣。砼的拌和和输送能力，以满足在最早灌注的砼初凝前灌注完全部砼为控制标准。砼按防腐蚀砼的技术要求进行控制和配合比设计。

在砼强度和龄期达到设计和规范要求后，分别进行一次和二次张拉，张拉按照“双控”原则。由于张拉空间的限制，张拉采用“单端张拉、两侧对称”的方法。张拉后尽快完成预应力孔道压浆。为提高压浆质量，采用真空辅助压浆法。

材料、设备和施工机具的上下桥均采用吊车吊运。施工人员上下桥通过搭设钢管脚手架之字形爬梯的方法解决。

本标段共有现浇连续箱梁8联（28跨），全部采用采用碗扣式脚手架搭设满堂架施工，搭设完成后进行支架预压，消除非弹性变形。模板采用竹胶板。

本标段内所有现浇连续箱梁均采用支架现浇法进行施工，支架搭设根据地基承载力、墩高考虑搭设布置形式，全部采用碗扣式脚手架搭设支架。脚手架搭设前先对地基进行处理，处理方法为：

当处于耕地时，事先开挖表层耕植土,挖50cm，用压路机碾压密实，然后回填砂砾或碎石,并碾压密实。同时在支架四周的边缘开挖底宽50cm的排水沟引至场外排水系统内，以防地基被雨水浸泡。对处于沟塘内的地基，则需要用草袋在支架搭设范围内进行围堰，把围堰内的水抽干，挖除淤泥后回填透水性材料碾压密实。

4.2支架搭设工艺(碗扣支架搭设)

4.2.1材料选用及搭设要求

本工程箱梁的支撑系统中各跨均采用满堂WDJ碗扣式多功能脚手架作为箱梁的支撑排架。钢管规格为φ48×3.5mm，且有产品合格证。钢管的端部切口应平整，禁止使用有明显变形、裂纹和严重绣蚀的钢管。

1、支架底部采用方木铺设，以分布集中荷载；支架地脚支撑选用可调的TZ—60底座。

2、支架顶部采用可调的TC－60U型托撑，其上设置两层小梁，设置木楔调节坡度（标高）并利于拆模，以承托整个箱梁的底模、边模及翼板支撑。

3、支架搭设，在宽度方向上应留由足够尺寸（支架边缘线每边须大于现浇梁轮廓0.3米以上），以满足搭设模板的操作空间和安全考虑及稳定性要求。

4、支架跨距的选用，必须经过结构受力分析承载验算后确定。施工中的振动和冲击、不均匀荷载、施工误差、风力、横向超高等水平向荷载是支架倒塌的主要原因，因此取不小于5%的上部荷载作为水平荷载，作用于支架顶部进行支架横向稳定验算。（抗倾覆的稳定系数不小于1.2），并须充分考虑箱梁分布荷载沿桥梁纵向、横向分布不均匀性的影响，纵向应充分利用桥墩支顶支架牢固。

5、整联支架连接层不宜大于1.2米，纵横方向每3~5排宜通过双剪力斜撑拉杆固定，使支架系统形成整体，确保有足够的刚度和稳定性。支架搭设及承载验算充分考虑弯道及斜坡上支架受力的不均匀性，适当加密曲线内侧及低坡处支承杆件数量。

6、支架采用，经过结构受力分析，确定采用10㎝*10㎝方木做地梁，横向通长布置,纵向每侧距横隔梁3.6米范围内间距为0.6米，其余为0.9米；支架立柱横间距0.9m，纵向间距同地梁布置；同时在每箱室边缘处即梁板实心位置横向加密2排纵向立杆，横向间距为0.45m，每侧翼缘板位置横向加密1排立杆，横向间距为0.45m，纵向间距同地梁布置。支架安装就位后进行横纵梁安装，纵梁采用15*10㎝方木，横向间距0.9米；横梁采用10*10㎝方木，纵向间距30㎝，并置于纵梁之上。于横梁上安装底模。

7、支架钢管在搭设架子前应进行保养，除锈并统一涂色，颜色力求环境美观。脚手板、脚手片采用符合有关要求的材料。安全网采用密目式安全网，网目应满足2000目／100cm2，做耐贯穿试验不穿透，1.6×1.8m的单张网重量在3kg以上，颜色应满足环境效果要求，选用绿色。要求阻燃，使用的安全网必须有产品生产许可证和质量合格证。

图1现浇预应力砼连续箱梁施工工艺流程

碗扣支架搭设示意图如下：

图2碗扣支架搭设示意图

支架拼装施工工艺流程图见图3

(1)利用WDJ型碗扣式钢管支撑架，根据上部荷载和地基情况,其组合方式主要为90（框长）×90（框宽）×120cm（框高）的框架单元,对箱梁的实心砼部位,采用60（框长）×90（框宽）×120cm（框高）的框架单元,翼缘横、纵向立杆均按90cm布置。当支架高于15米时，支架则应加宽分层布置，两边用1.2m(或1.8m)横杆支架加宽。

(2)在已处理好的地基上摆放枕木，按立杆间距摆放垫座或可调底座，其上交错安装3.0m和1.8m(或1.2m)长立杆,调整立杆可调底座,使同一层立杆接头处于同一水平面内,以便安装横杆。组架顺序：立杆底座→立杆→横杆→斜杆→接头锁紧→上层立杆→立杆连接销→横杆。顶部用1.8m(或1.2m)的立杆找齐，最后在顶端设顶杆，以便能插入顶部可调托撑。

(3)支撑架在拼装3～5层和最顶层时，都要检查每根立杆底座下是否松动，否则，要旋紧可调座或用钢板垫实。

(4)整架拼装完后，在纵、横向连续布设剪刀撑，以增强支架的稳定，在顶部托座上放上纵梁（10×15cm方木），在横向放置10×10cm方木以备铺设梁体外模。

(5)在桥面一侧设120cm宽斜坡人行道，铺木板，并安装钢管护栏。

(6)在预压前必须进行整体支架检查和验收，

a.基础是否有不均匀沉陷；

b.立杆垫层与基础面是否接触良好，有无松动或脱离情况；

c.检验全部节点的碗扣是否锁紧；

d.整架垂直度和横杆水平度是否达到规范要求；

e.复核荷载是否超过规定。

4.2.3支架预压、观测及预压后模板调整

a.为避免在砼施工时，支架不均匀下沉，消除支架和地基的塑性变形，准确测出支架和地基的弹性变形量，为预留模板拱度提供依据，事先对支架进行预压。预压时，用砂袋按上部砼重量分布情况进行布载，加载重量按设计要求不小于恒载。

b.在加载前，先在地基和底模上沿支点、梁跨截面处，每个截面横桥向布设5个观测点，以便测量预压前、后及卸载后的标高。

c.用砂袋加载，加载顺序按砼浇注的顺序进行，加载时分三次进行，各次加载的重量分别为总重的30%、30%和40%，每次加载完成后，均观测下沉量直至稳定，观测时间为每2小时观测一次。在最后一次加载完成后，至少预压观测3天，直至支架和地基稳定。

d.当支架稳定后，即可卸掉砂袋，卸砂袋时要分层卸，全部卸完后，测量底模和地基的标高，计算出支架和地基的弹性变形量。

根据观测数据，作为调整模板预拱度的依据。

e.在预压结束、模板调整完成后，再次检查支架和模板是否牢固，松动的扣件要重新上紧。

图3支架拼装施工工艺流程图

4.3模注工艺(支架现浇连续梁)

现浇梁模板由底模、外侧模、内模和端头模组成。为提高梁体砼外观质量，模板均采用竹胶板拼装。由于本标段现浇梁桥高一般为15m以下，故使用吊车进行模板吊装和拆除作业。

现浇梁底模在支架分配横梁上拼装，在拼装模板前对垫石高程进行测量，对于不符合设计和规范的垫石先处理合格，然后安装支座。在墩台顶面上标出梁体的中心线和端线，把底模按中心线和端线固定在横梁上。根据预压后确定的立模标高，通过调节钢管排架顶部的承托将底模的高程误差控制在2mm以内。

外侧模用吊车吊装就位，采取先使用千斤顶和倒链调整其纵横向位置，然后用倒链、模板支撑杆件和底部螺栓调整其高度和垂直度。模板位置和垂直度调整好后，将各片外模之间连成整体，使各模板接缝紧固密贴。所有模板接缝均设特制密封耐油橡胶条，防止浇筑砼时漏浆。在模板接缝的不平整度超过1mm时，用腻子找平后进行磨光处理，使其光滑平整，保证砼外观质量。

模板采用木模，以减轻重量。

内模各节组装调整好后，用吊车将其吊入已绑好的底腹板钢筋笼内。为方便灌注砼时下料至底板，在内模顶板中间处留出30×60cm的窗口，窗口间距2.5m左右。

端头处的内外模固定前，将端头模与端头处的内外模一起固定，以便调整相互之间的位置，使彼此之间互相密贴。端头模与内外模之间由螺栓连接。安装端头模前，先将预应力锚垫板牢固安装在端头模上。

在砼超过设计强度的50%且其棱角不因拆模而受损时，可拆除不承重的外侧模即端头模；在砼强度达到设计强度的60%后，可拆除内模及承重的外侧模；对于承受梁体大部分重量的底模，须待梁体砼达到设计规定的强度和弹性模量后并进行一期张拉后，才能拆除。

拆除模板时，注意保护梁体砼，防止损毁或碰伤砼。对有缺陷的部位按监理批准的方案予以修补。

4.3.2钢筋绑扎及预应力管道定位

钢筋在加工场集中加工，用汽车运至现场后全部在模板内绑扎，按照先底板、再腹板、最后顶板的顺序进行，其中顶板钢筋在第二次浇注前绑扎。钢筋绑扎过程中，同时固定相应部位的预应力波纹管定位钢筋网片和波纹管，并安装好各种预埋件。其它要求与制梁场制梁一样。

砼由搅拌站集中拌合后用输送车运至工地后，由泵车布料入模，用插入式震动器捣固，一段箱梁分两次浇筑成型。第一次浇注混凝土，浇注至腹板顶部时，做好施工缝。混凝土高度略高出设计腹板顶部1cm左右，降顶面的水泥浆和松散砼凿除掉，露出坚硬的混凝土粗糙面，用水冲洗干净。为保证砼浇筑质量，每次混凝土浇注要在最初灌注的砼初凝前全部灌注完毕。根据灌注能力并考虑实际需要，将每次浇注一孔箱梁的时间控制在8个小时左右，相关的施工人员和砼设备据此进行配备。在温度较高时如夏天需适当压缩浇筑时间，在温度较低时如春秋季节可适当延长浇筑时间，以满足在最早灌注的砼初凝前灌注完全部砼的要求。

砼灌注按“变形小处先灌，变形大处后灌”的原则，用两台泵车从梁两端向中间灌注，斜向、竖向分层，纵向分段，均匀连续浇筑。

砼养护根据气温实际，可分别采取棉被包裹、土工布和海绵覆盖后洒水养护等方法。砼初凝后即开始养生，养护时间执行规范要求，洒水次数根据当时当地的气温、风速和环境湿度决定。当气温低于0℃时采取包裹棉被的养护方法。

4.4预应力张拉压浆工艺

预应力施工是预应力结构施工的最重要工序，它的施工质量直接决定桥梁的质量和结构安全，因此在施工中，须做好预应力管道的通畅、预应力束的穿束、张拉设备的匹配标定、张拉控制和压浆等工作。预应力管道定位网片按设计要求布设，施工时注意保护预应力管道不被破坏，砼灌注施工完成后及时疏通预应力管道。

4.4.1材料和设备检验

预应力用钢铰线，锚具等材料使用前须按照规范要求进行检验；张拉机具（千斤顶、油泵）与锚具配套使用，应在进场时进行检查和校核，千斤顶与压力表按照规范进行标定，以确定张拉力与压力表读数之间的对应关系。使用过程中同样按规范要求及时重新校验。

4.4.2预应力筋下料、编束、穿束

钢铰线按设计图要求下料，下料长度=工作长度＋张拉千斤顶所需长度（工作长度为两端锚具之间的预应力筋长度），下料采用砂轮锯切割，在切口处两端20mm范围内用细铁丝绑扎牢固，以防止头部松散，禁止用电、气焊切割，以防热损伤。钢铰线应梳整分根、编束，每隔1.5m左右绑扎铁丝，保证钢束顺直不扭转。编束后的钢铰线应顺直按编号分类存放。穿束前用压力水冲洗孔道内杂物，观测孔道有无串孔现象，再用风吹干孔道内水分。预应力束的搬运，应无损坏、无污物、无锈蚀，且应多支点支承，支点距离不得大于3m，端部悬出长度不得大于1.5m。短钢束重量小，穿束用人工进行，长大钢束如若困难采用卷扬机牵引，后端用人工协助。

梁体砼强度达到设计允许张拉强度及设计龄期后，方可张拉预应力束。预应力束张拉程序按设计进行。两个腹板内的同一类型钢束同时对称张拉，张拉钢束顺序严格按设计执行。预应力张拉采用双控，以控制应力为主，伸长量作为校核。要求计算伸长量与实测伸长量之间的误差不超过±6%。超过时应分析原因并采取措施加以调整后方可继续张拉。全梁断丝、滑移总数不得超过钢丝总数的1%，且每束钢铰线断丝或滑丝不得超过1丝，否则须采取补救措施。张拉时，要作好记录，发现问题及时补救。

预应力张拉施工工艺流程见4图。

图4预应力张拉施工工艺流程图

预应力束全部张拉完毕后，应由质检人员检查张拉记录，经过批准后方可切割锚具外的钢铰线并进行压浆准备工作。张拉工作完毕后，应尽早进行压浆工作。孔道压浆采用真空压浆技术，真空辅助灌浆工艺如下：

清理锚垫板上的灌浆孔，保证灌浆通道畅通，安装引出管、球阀和接头，接灌浆泵和真空泵。

制浆时先加入水泥，然后加入减水剂和膨胀剂。每次水泥浆放净后再重新进行下一次

搅拌，不可边搅拌边投料。水泥浆的制备应与灌浆通时进行，保证灌浆过程中储浆桶中保持一定的水泥量，以防止空气被吸进预应力孔道。

启动灌浆泵，当灌浆泵输出的浆体达到要求的稠度时，将泵上的输入管接到锚垫板的引出管上，开始灌浆。灌浆过程中，真空泵保持连续工作。

当抽真空端的空气滤清器中有浆体经过时，关闭空气滤清器前端的阀门，稍后打开排气阀，当水泥浆从排气阀顺畅流出，且稠度与灌入的浆体相当时，关闭抽真空端所有阀门。

灌浆泵连续运转，保持压力0.7MPa左右持压不少于2min，然后关闭灌浆泵及灌浆端的阀门。

完成所有灌浆后，拆卸并清洗外接管路及各种设备仪器，清洗空气滤清器。

孔道压浆后将梁端水泥浆冲洗干净，清除垫板、锚具及梁端砼的污垢，并将梁端凿毛处理，按设计要求立模、封端。

5.1现浇箱梁支架变形控制技术

5.1.1支架基底处理

(1)碗扣式满堂脚手支架基底处理

当桥位处地基承载力较差、达不到设计要求时，地基处理做法为：打木桩；打砂桩；打CFG桩；将地表松散土挖去，用一定比例（一般为3：7）的灰土换填，换填厚度不小于50cm，对换填土分两层进行平整、压实；等等。地基处理后，浇筑砼临时基础，或铺设方木、预制砼板作基础。砼临时基础或预制砼板的厚度10cm左右；下卧方木基础一般设置两层，交叉布置。在进行地基处理前，首先在支架基础四周修筑好排水系统。

支架纵横向间距一般90cm，步距120cm，局部根据需要予以加密。

5.1.2支架的计算和搭设

(1)碗扣式满堂脚手支架计算和搭设

钢管脚手架视为由直线杆件组成的空间杆系结构，在荷载作用下，通过把整个钢管杆件简化为两端铰接的轴心受压立杆，在各层脚手架垂直荷载方向一致的条件下，采用临界荷载法计算其受力情况。

以33#——37#墩整体式箱梁左侧一片箱梁受力支架进行检算

a箱梁砼重：G1=1503.1m3×2500KN/m3÷4×9.8N/KG=9206.487KN

b钢筋重量：G2=67800KG×9.8N/KG=664.44KN

偏安全考虑，取安全系数r=1.2，以全部重量作用于底板上计算单位面积压力：

F1=G×r÷S=(9206.487KN+664.44KN)×1.2÷（30m×16.25m）=24.298KN/m2

c施工荷载：取F2=2.5KN/m2

d振捣混凝土产生荷载：取F3=2.0KN/m2

e箱梁芯模：取F4=1.5KN/m2

f竹胶板：取F5=0.1KN/m2

g方木：取F6=5.88KN/m3

箱梁底模采用高强度竹胶板，板厚t=1.5mm，竹胶板背肋间距为300mm，所以验算模板强度采用宽b=300mm平面竹胶板。

弹性模量E=1×104MPa。

截面惯性矩：I=bh3/12=30×1.53/12=8.438cm4

截面抵抗矩：W=bh2/6=30×1.52/6=5.625cm3

截面积：A=bh=30×1.5=45cm2

底模板均布荷载：F=F1+F2+F3+F4=24.298+2.5+2.0+1.5=30.298KN/m2

q=F×b=30.298×0.3=9.089KN/m

跨中最大弯矩：M=qL2/8=9.089×0.32/8=0.102KN·m

弯曲应力：σ=M/W=0.102×106/(152×300/6)=9.067MPa＜［σ］

挠度：从竹胶板下方木背肋布置可知，竹胶板可看作为多跨等跨连续梁，按三等跨均布荷载作用连续梁进行计算，计算公式为:

f=0.677qL4/100EI

综上，竹胶板受力满足要求。

横梁为10×10cm方木，跨径为0.9m，中对中间距为0.375m。

c作用在横梁上的均布荷载为：

q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.4=(30.298+0.1)×0.375=11.399KN/md跨中最大弯矩：M=qL2/8=11.399×0.92/8=1.154KN·m

e落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，

弹性模量E=1.1×104Mpa

横梁弯拉应力满足要求。

=1.062mm

a纵梁为10×15cm方木，跨径为0.9m，间距为0.9m。

d0.9m长纵梁上承担3根横梁重量为：0.1×0.1×0.9×5.88×3=0.159KN横梁施加在纵梁上的均布荷载为：0.159÷0.9=0.178KN/m

e作用在纵梁上的均布荷载为：

q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.9+0.178=30.298×0.9+0.178=27.446KN/mf跨中最大弯矩：M=qL2/8=27.446×0.92/8=2.779KN·m

g落叶松容许抗弯应力［σ］=14.5MPa，

弹性模量E=1.1×104MPa

纵梁弯拉应力满足要求。

i纵梁挠度：f=5qL4/384EI

=0.759mm＜L/400=2.25mm

纵梁弯拉应力满足要求。

综上一个安全文明施工方案，纵梁强度满足要求。

碗扣支架立杆设计承重为：30KN/根。

每根立杆承受钢筋砼和模板重量：N1=0.9×0.9×24.398=23.59KN

横梁施加在每根立杆重量：N2=0.9×3×0.1×0.1×5.88=0.159KN

纵梁施加在每根立杆重量：N3=0.9×0.1×0.15×5.88=0.079KN

支架自重：立杆单位重：0.06KN/m,N4=0.75KN

清表施工方案N=N1+N2+N3+N4=24.579KN＜30KN