现浇连续箱梁施工技术研究
2017-07-17
0.工程概况
某高速合同段采用设计速度100km/h，整体式路基采用六车道高速公路标准，路基宽为 34.5m。互通立交主线桥中心桩号左幅为K9+504.78，桥梁全长782.08m， 右幅中心桩号为K9+517.28，桥梁全长757.08m，上部结构主要为预应力混凝土分体小箱梁、预应力混凝土连续箱梁、预应力混凝土空心板。匝道桥有9座，A匝道1号桥中心桩号为AK0+355.9，桥梁全长为207.08m，上部结构为预应力混凝土分体小箱梁、预应力混凝土连续箱梁；A匝道2号桥中心桩号为AK0+650，桥梁全长为82.08m，上部结构为预应力混凝土分体小箱梁；B匝道桥中心桩号为BK0+913.1，桥梁全长为217.88m，上部结构为预应力混凝土连续箱梁、钢筋混凝土连续箱梁；C匝道桥中心桩号为CK0+644.75，桥梁全长为710.78m，上部结构为预应力混凝土分体小箱梁、预应力混凝土连续箱梁；D匝道桥中心桩号为 DK0+418.63，桥梁全长为108.34m，上部结构为预应力混凝土分体小箱梁；E 匝道桥中心桩号为EK0+348.28，桥梁全长为470.44m，上部结构为预应力混凝土连续箱梁。
1.方案的选择和支架的设计
1.1方案的选择
现浇连续箱梁施工时，因桥梁的结构型式、水文地址情况、地形地貌、机械设备及材料拥有的不同，需因地制宜地进行现浇箱梁施工支架设计。针对S05标的现浇箱梁数量比较多且大部分都比较高，共有 29联，其中有一半支架高度超过 15米，最高的达到 26m，且地形处于山坡，地形起伏较大，故采用一种既经济又实用的方案是本项目的一个重点。通常现浇连续箱梁施工时先对地基进行处理，然后搭设满堂门式落地支架，在地形起伏大、地下水系发育的山谷中采用满堂式落地支架不仅大面积进行地基处理的难度大、费用高，而且材料、人员的投入较大，特别是净高大于15m的高墩现浇箱梁施工如采用满堂落地支架，安全性将大大降低，且支架搭设及拆卸时危险性较高，故对高墩现浇箱梁施工时不建议采用该支架。
1.2支墩支架设计和施工
临时支墩支架设计和施工主要有以下几个要点：基础设计一般采用单个扩大基础或整体式扩大基础或直接把钢管锤打进土里靠摩擦力承受荷载三种等，由于本标段主要在山区里，故不采用直接把钢管锤打进土里这种方法，这种方法一般适合于河道或不适合做扩大基础的地方。对于本标段内承载力较好的原状山土可以采用单个扩大基础，而对于承载力比较低或临时支墩位置原来为泥浆池的地方采用整体式扩大基础，这两种基础设计主要验算基础承载力和抗倾覆的稳定性。基础施工时主要是做好基础处理，基础处理对于软卧层较深的采用打木桩加固，对于较浅的可以采用换填石渣或砂等方法，换填后进行压实，压到承载力达到设计要求就可施工扩大基础。
1.3钢管桩的施工
施工时要做好三点，第一是保证钢管桩的垂直度，第二是是保证轴心受压，第三是焊好平联，使得钢管桩整体性更好，也更稳定。
1.4贝雷梁的验算
本标段现浇梁的跨度不是很大，基本跨径在25～30m，但是由于主线桥和匝道桥共6次跨省道S116，由于省道S116的车流量很大，而且大部分都是货车，所以为了安全考虑，跨路支架采用在路两边设置支墩，然后贝雷梁整跨跨路的支架方案，所以贝雷梁的验算只要分为两类，一类是不跨路的，那取最大跨径的那一跨进行验算，其余的采用相同的布置方式就不用进行验算也能知道其受力满足要求，另一类就是跨路支架，对于跨路支架就必须每联进行验算。贝雷梁的验算主要是以强度和刚度来控制，即抗弯强度σ<〔σ〕、抗剪强度τ<〔τ〕和最大挠度 fmax<〔f〕。
1.5 横坡的支架设计
贝雷梁上支架横坡的设计，采用钢管贝雷临时支墩来施工现浇箱梁是比较常规的一种方案，但以往的做法通常是先进行地基处理，处理完之后搭设钢管，然后再横向放工字钢，工字钢上纵向摆放贝雷，考虑到调坡和拆架的方便，在贝雷上布置工钢或槽钢作为分配梁，上面放门式架或碗扣架，后再装顶托，顶托之后再装槽钢做分配梁，这种做法将需要大量的槽钢做分配梁。
针对本标段现浇箱梁单价不高成本压力大，同时现浇比较多，为了节约成本和加快进度，本项目在贝雷以上的支架设计作了改进，从而加快了施工进度和节约了施工成本，主要的改进在于：贝雷上面去掉了门式架或碗扣架调坡，采用了在贝雷梁上放置槽20和上顶托来调坡，这不但可以节约贝雷梁上面的两层分配梁和门式架或碗扣架，而且还可以节约人工和加快进度，增加的只是钢管桩的长度，每根最多只增加 2 米长。采用了顶托来调坡，由于顶托的长度是有限的，故对于坡度比较大的将先在贝雷梁下加钢座或加强梁来垫高，从而满足调坡要求。采用这种方法之后可以有效的调整支架横坡和解决卸架问题。
采用顶托直接调坡拆除贝雷梁时比用门架调坡拆除贝雷梁困难，为了解决拆架困难和慢的问题，我们在施工中采用了自制小车的方法来拆除贝雷，主要原理就是先用滑轮加工好小车，然后拆架时把它放在贝雷梁下面，通过手拉葫芦和横向工字钢将贝雷梁拉到箱梁翼板处，最后再用吊车将它吊下来。通过这种办法我们实现了快速拆架。
2.支架预压和卸载
连续箱梁施工设计要求浇筑前进行支架预压，以消除支架非弹性变形，保证箱梁整体线形，预压荷载按箱梁自重100%荷载预压不少于 7 天，且最后两天预压累计沉降量不大于 2mm。根据预压实测变形值来设置预拱度，预压方法通过比较决定采用堆砂包，较为方便。
加载顺序：分三级加载，第一、二次分别加总载的30%，第三次加总载的40%。预压观测：观测位置设在每跨的L/2、L/4及墩部处，每组分左、中、右三个点，在点位处固定观测杆，以便于沉降观测。观测采用水准仪进行，布设好观测杆后，加载前测定出其杆顶标高。第一次加载后，每 2 个小时观测一次，连续两次观测沉降量不超过3mm，且沉降量为零时进行第二次加载，按此步骤直到第三级荷载加载完毕。第三级荷载沉降稳定后继续观测，到最后两天预压沉降量累计不超过2mm才可卸载。卸载：卸载可采用汽车吊来卸除沙袋。注意卸载过程中要均匀卸载，不能先集中卸除某个点然后再卸除其它点。根据观测记录，整理出预压沉降结果，并根据结果调整底模标高和设预拱度。
3.总结
该标段现以完成了10联的现浇箱梁施工，通过现场的实际检验，这种支架方案不但是可行和安全的，而且能加快施工进度和节约施工成本，在质量上箱梁纵向线形直顺，桥面施工标高与设计最大误差都在规范要求±10mm 之内。 [科]
【参考文献】
[1]徐爱华.现浇箱梁大跨度支架技术研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（07）.
[2]梁灵.现浇预应力混凝土连续箱梁支架设计及施工[J].山西建筑，2008（27）.
