蘭中海 劉曉光 趙玉磊

摘 要：我國(guó)交通建設(shè)發(fā)展的速度是我們可以看到的，國(guó)內(nèi)各區(qū)域高速公路網(wǎng)建設(shè)也逐步完善并穩(wěn)步發(fā)展，高速公路高架橋施工結(jié)構(gòu)及外觀質(zhì)量也逐步提高了，但還存在著一些問(wèn)題，例如，橋梁非結(jié)構(gòu)性裂縫（塑性裂縫、溫差裂縫、長(zhǎng)期干縮裂縫、龜裂縫等）、混凝土表面不平整等問(wèn)題，這些橋梁施工的常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)結(jié)構(gòu)安全和使用上是有直接影響的。

關(guān)鍵詞：高架橋；鋼筋混凝土；現(xiàn)澆連續(xù)箱梁；臨時(shí)支撐體系

1 前言

隨著我國(guó)公路建設(shè)的快速發(fā)展，對(duì)連接高速公路的橋梁施工工藝也相應(yīng)的提高。為了適應(yīng)我國(guó)公路發(fā)展需求的變化，建設(shè)出質(zhì)量更高、適用性更強(qiáng)的橋梁結(jié)構(gòu)，一種新的橋梁結(jié)構(gòu)———先簡(jiǎn)支后連續(xù)粱橋應(yīng)運(yùn)而生。這種新型結(jié)構(gòu)的公路橋梁結(jié)合了我國(guó)傳統(tǒng)的簡(jiǎn)支橋梁與連續(xù)橋梁的特點(diǎn)，在實(shí)際的建筑工程中大大提高了橋梁的質(zhì)量，節(jié)約了橋梁建設(shè)的成本，因此被廣泛的應(yīng)用于我國(guó)現(xiàn)代公路橋梁的建設(shè)中。

2 連續(xù)箱梁施工技術(shù)工藝

2.1 地基處理

由于高速公路高架橋建設(shè)大部分位于野外，地質(zhì)條件復(fù)雜，地基承載力較小。為了防止在箱梁施工過(guò)程中支架地基發(fā)生沉降的情況，需要對(duì)承載力不足的地基進(jìn)行處理，常采用的方法為換填法。即挖除非適用材料后，可采用石灰土或低劑量水泥土分層填筑碾壓夯實(shí)，分層厚度不大于20cm，這樣可以保證每一層的碾壓質(zhì)量，確保地基承載力滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

2.2 模版支架搭建

對(duì)于碗扣式的滿堂支架工程，支架在搭設(shè)之前，先要做的就是在起點(diǎn)和終點(diǎn)把軸線放出來(lái)，在曲線半徑較小的地方，把支架從中間分成兩斷，要求支架的軸線要和這一段箱梁結(jié)構(gòu)的中心線上的起點(diǎn)和終點(diǎn)達(dá)到重合的狀態(tài)。然后再對(duì)其進(jìn)行連接，按支架立桿設(shè)計(jì)間距在垂直于軸線的左右兩個(gè)方向都放上混凝土墊塊、底托。把這些每個(gè)段的支架縱向和橫向都控制到基本處于一個(gè)平面的情況下就可以搭設(shè)支架了。

箱梁滿堂支架布置間距為縱橋向1.0m，橫橋向1.0m，支點(diǎn)附近支架需加密間距0.4×0.5m；縱橫向水平鋼管每層門架設(shè)一層，支架底、上設(shè)掃地桿和收頂桿，支架橫向每隔三排設(shè)剪刀撐一列：測(cè)量放樣→安裝底托調(diào)平→安裝底層門架→安裝縱橫水平鋼管→安裝上層門架→安裝調(diào)節(jié)桿→安裝頂托調(diào)平→安裝剪刀撐及斜撐。

2.3 支架預(yù)壓

支架預(yù)壓就是指支架搭設(shè)后對(duì)其進(jìn)行預(yù)壓，主要目的就是可以準(zhǔn)確的檢驗(yàn)出支架以及地基上的強(qiáng)度以及其的穩(wěn)定性，從而消除整個(gè)支架可能會(huì)產(chǎn)生的一些彈性和非彈性變形以及地基變形。預(yù)壓的過(guò)程就是進(jìn)行精確的測(cè)量的過(guò)程，可以測(cè)出梁段荷載作用下可能會(huì)出現(xiàn)的一些變形的情況。對(duì)于外側(cè)支架在其兩米處一定要設(shè)置一定的防護(hù)措施，用來(lái)防止遇到雨雪天氣時(shí)雨水流入支架內(nèi)部，從而導(dǎo)致支架地基變形甚至是下沉。預(yù)壓完成以后需要對(duì)整體支架進(jìn)行一定的調(diào)整，確保其符合支架設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

3 臨時(shí)支撐體系、臨時(shí)支座設(shè)計(jì)

高架橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁頂寬9.0m，底寬5.0m，兩側(cè)懸臂長(zhǎng)各2.0m，懸臂板端部厚20cm，根部厚60cm。箱梁中心線處根部高度5.2m，跨中高度2.6m，37m邊跨梁高2.6m，箱梁根部底板厚70cm，跨中底板厚28cm，箱梁高度以及箱梁底板厚度按2.0次拋物線變化。箱梁腹板根部厚70cm，跨中厚50cm，利用一個(gè)箱梁節(jié)段直線變化，箱梁頂板厚度28cm。箱梁澆筑分段長(zhǎng)度依次分別為：0號(hào)段8.0m+3×3.0m+4×3.5+4×4.0m，累計(jì)懸臂施工長(zhǎng)度43.0m，懸臂澆筑梁段最大控制重量約為970kN，邊跨和中跨合攏段長(zhǎng)采用2m，左邊跨滿堂支架現(xiàn)澆段長(zhǎng)5.88m，右邊跨及37m跨滿堂支架現(xiàn)澆段長(zhǎng)42.92m。

3.1 施工場(chǎng)地布置

3.1.1 施工便道

由于本工程位于石家莊市區(qū)，空間狹窄，跨越多條城市主干道，匝道與多條道路交叉，施工道路通行尤其重要，施工便道沿橋梁紅線范圍內(nèi)設(shè)置，道路在原有地面基礎(chǔ)上，平整道路地面，地面鋪設(shè)石屑，灑水夯實(shí)碾壓后即可通行。

3.1.2 生產(chǎn)生活設(shè)施

鋼筋加工，就近平整場(chǎng)地，現(xiàn)場(chǎng)加工制作。

石家莊市和平路高架西延伸工程和平路-西二環(huán)立交NE匝道項(xiàng)目分部設(shè)在石家莊市科融商業(yè)綜合大廈后院，租賃民房進(jìn)行裝修改造以滿足日常辦公、住宿的需求?，F(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置簡(jiǎn)易房辦公住宿。

3.1.3 臨時(shí)用電

石家莊市和平路高架西延伸工程和平路-西二環(huán)立交NE匝道在古中山公園引電。

3.1.4 混凝土拌合站

本標(biāo)段使用北京城建銀龍混凝土有限公司石家莊分公司攪拌站具備C50混凝土制備條件，可滿足連續(xù)梁施工。北京城建銀龍混凝土有限公司石家莊分公司混凝土制品中心，位于石家莊市石青公路附近，360攪拌機(jī)組，分2個(gè)320t水泥罐倉(cāng)，2個(gè)180t粉煤灰罐倉(cāng)，2個(gè)30t外加劑倉(cāng)，砂子料倉(cāng)3個(gè)，骨料存放倉(cāng)6個(gè)。攪拌站至石家莊市和平路-西二環(huán)立交NE匝道連續(xù)梁工點(diǎn)約13公里，使用12m3混凝土罐車，運(yùn)輸時(shí)間約30min，滿足使用要求。

3.2 臨時(shí)支撐體系布置

臨時(shí)支撐體系由支撐鋼管（Φ800mm×15mm）與預(yù)應(yīng)力體系共同組成，是箱梁懸臂施工中的主要受力構(gòu)件。當(dāng)箱梁兩懸臂偶爾出現(xiàn)不對(duì)稱荷載作用時(shí)，是保證本橋施工安全及懸臂傾覆穩(wěn)定的重要措施。

墩身縱橋向方向每側(cè)設(shè)置兩排鋼管（Φ800mm×15mm），每排鋼管3根，共計(jì)12根支撐鋼管。墩身每側(cè)兩排鋼管順橋向凈距1000mm，內(nèi)側(cè)鋼管距墩身1300mm。鋼管之間采用雙向[20a槽鋼做為連接系。順橋向中間兩排鋼管與墩身連接，連墻件采用雙向[20a槽鋼，墩身施工時(shí)提前預(yù)埋鋼板。每根鋼管位置埋入4根Φ32精軋螺紋鋼、錨具、波紋管及螺旋筋，精軋螺紋鋼埋入承臺(tái)深度分別為0.8m、1.0m、1.2m、1.5m。另一端在箱梁底板內(nèi)張拉錨固。鋼管與承臺(tái)法蘭盤焊接后，鋼管內(nèi)灌注C50混凝土。

3.3 臨時(shí)支座布置

臨時(shí)固結(jié)支座主墩每墩各2個(gè)，每個(gè)尺寸為5m×0.35m×0.5m（長(zhǎng)×寬×高）?，F(xiàn)澆C50混凝土。設(shè)平均層距5cm的加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)。

3.4 荷載計(jì)算

各段梁體參考數(shù)見(jiàn)表1。

3.4.1 最大豎向支反力計(jì)算：

恒載：梁體重11241×2=22482kN；

活載：掛籃重490×2=980kN；

機(jī)具、人員、材料按500kN考慮；

最大豎向支反力為：

1.2×22482+1.4×（980+500）=29052.8kN

3.4.2 縱橋向最大不平衡彎矩計(jì)算：

依據(jù)設(shè)計(jì)要求，假定兩種最大不利工況：

（1）假定11#梁段澆筑過(guò)程中出現(xiàn)兩端施工進(jìn)度不對(duì)稱，即一端已澆筑完成，另一端澆筑一半；（2）澆筑11#梁段完成掛籃在對(duì)稱移動(dòng)過(guò)程中一側(cè)突然墜落。

計(jì)算知假定工況a時(shí)，中支點(diǎn)處最大不平衡縱橋向彎矩為：15348kN·m，假定工況b時(shí)，中支點(diǎn)處最大不平衡縱橋向彎矩為：21070kN·m，故，縱橋向最大不平衡彎矩取21070kN·m為計(jì)算依據(jù)。

3.4.3 橫橋向最大不平衡彎矩計(jì)算：

由于主梁不是在一條直線上，所以會(huì)產(chǎn)生橫橋向彎矩，最大偏心距離為0.7m，中支點(diǎn)處橫橋向最大不平衡彎矩估算值為：

29052.8×0.35=10169kN·m。

4 臨時(shí)支撐體系檢算

4.1 荷載分布情況

4.1.1 臨時(shí)固結(jié)支墩彎矩荷載

根據(jù)要求，Φ32精軋螺紋鋼應(yīng)能承受中支點(diǎn)處縱橋向最大不平衡彎矩21070kN·m和橫橋向最大不平衡彎矩10169kN·m，因臨時(shí)固結(jié)支墩分布于兩支座處，于橫向中心線分兩處進(jìn)行外力縱橋向彎矩加設(shè)，于縱向中心線分兩處進(jìn)行橫橋向彎矩加設(shè)?？v橋向不平衡彎矩引起的臨時(shí)支墩每處支反力大小為：21070kN·m/2.95/6=1190kN，其中一側(cè)受拉一側(cè)受壓。橫橋向不平衡彎矩引起的臨時(shí)支墩每處支反力大小為：10169kN·m/1.45/4=1753kN，其中一側(cè)受拉一側(cè)受壓。

4.1.2 臨時(shí)固結(jié)豎向荷載

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，最大豎向支反力29052.8kN由12個(gè)臨時(shí)支墩與2個(gè)臨時(shí)墊塊共同支承，橋墩臨時(shí)固結(jié)支座按最不利工況進(jìn)行檢算，即只考慮臨時(shí)支墩承擔(dān)荷載，臨時(shí)支墩每根鋼管處支反力大小為：

29052.8kN/12=2421kN。

4.2 臨時(shí)固結(jié)強(qiáng)度檢算

根據(jù)“臨時(shí)固結(jié)布置圖”，臨時(shí)固結(jié)800mm直徑壁厚15mm輔助鋼管柱作為臨時(shí)固結(jié)措施。鋼管柱的抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)y為210MPa，臨時(shí)固結(jié)面積為π[×]（0.82-0.772）/4=0.03699m2，則單根鋼管柱的抗壓力為：[R=fy×A=7764KN]C50混凝土的抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)c為23.1MPa，臨時(shí)固結(jié)面積為π[×]0.772/4=0.4656m2，則混凝土的抗壓力為：

[R=fc×A=10750]kN

臨時(shí)支墩抗壓檢算：

7764+10750=18514kN>2421+1753+1190=5364kN

故臨時(shí)固結(jié)抗壓強(qiáng)度滿足要求。

在最不利彎矩作用下，臨時(shí)支墩承受的最大豎向拉力為：1753+1190-2421=522kN，單個(gè)臨時(shí)支墩體系共設(shè)4根Φ32精軋螺紋鋼，則單根螺紋鋼受的最大拉應(yīng)力為：522KN/（4×803mm2）=163MPa，小于設(shè)計(jì)應(yīng)力770MPa，滿足施工要求。

故臨時(shí)支墩抗拉強(qiáng)度滿足要求。

為保證施工安全，建議必須嚴(yán)格控制不平衡重量，同時(shí)在澆筑合攏段時(shí)，采取有效措施，保證邊直段盡快參與整體受力。

4.3 鋼管柱穩(wěn)定性檢算

鋼管柱按一端固定一端鉸接的軸心壓桿計(jì)算，其穩(wěn)定性計(jì)算公式為：

[[σ]=φf(shuō)]

式中：

[φ]——壓桿的穩(wěn)定系數(shù)；

fy、fc——材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，Q235和C50分別取210和23.1MPa。

鋼管柱的最大長(zhǎng)度為10m，故長(zhǎng)細(xì)比為35，穩(wěn)定系數(shù)[φ]查表得0.952，所以：

[[σ]y=φf(shuō)y=0.952×210=199MPa]

[[σ]c=φf(shuō)y=0.952×23.1=22MPa]

R=[φ][×]fy[×]Ay+[φ][×]fc[×]Ac=17604kN>5364kN

所以鋼管柱穩(wěn)定性滿足要求。

5 混凝土澆筑施工

對(duì)于混凝土澆筑施工方面也要遵守一定的順序進(jìn)行施工。首先是對(duì)橫梁和腹板進(jìn)行澆筑，然后是底板，最后是腹板的補(bǔ)料和頂板的混凝土澆筑。每一個(gè)澆筑段都要對(duì)其進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的澆筑方式，混凝土采用罐車運(yùn)輸、泵車泵送。對(duì)于橫梁這一澆筑段，當(dāng)澆筑到三分之二的時(shí)候，就要開始對(duì)箱梁的腹板混凝土進(jìn)行澆筑，每一次的腹板澆筑長(zhǎng)度為一跨，腹板混凝土的澆筑中采用的方式要是分層澆筑，控制好每一層的混凝土的厚度要求在30厘米內(nèi)，并且保證兩側(cè)的混凝土的澆筑高度一致。

對(duì)于頂板混凝土的澆筑，在混凝土澆筑之前，要具體的標(biāo)出頂板混凝土的標(biāo)高。對(duì)于頂板的收面可以分為三個(gè)部分，前提是在頂板的混凝土上放料之后，第一根據(jù)設(shè)計(jì)的標(biāo)高，人工的用鐵鍬將混凝土弄平，使其平整，第二是要用尺子根據(jù)理論上的標(biāo)高橫向的收面，人工進(jìn)行補(bǔ)料的配合，從而控制好混凝土的表面的標(biāo)準(zhǔn)高以及保證混凝土表面的平整性，第三部就是人工在混凝土初期凝固之前，用工具進(jìn)行二次壓面，從而消除混凝土表面以下比較細(xì)小的裂縫等，完成后用笤帚進(jìn)行拉毛。還有一個(gè)重要的點(diǎn)就是混凝土初期凝固后要對(duì)工程進(jìn)行合理的養(yǎng)護(hù)，具體的養(yǎng)護(hù)過(guò)程是在初步凝固的時(shí)候可以塑料膜覆蓋或采用麻袋片覆蓋，并通過(guò)灑水的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，每天灑水的次數(shù)控制在三到四次，一定要保證混凝土表面不可以出現(xiàn)干燥的狀況，對(duì)于養(yǎng)護(hù)的天數(shù)需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)天氣情況及規(guī)范要求以及混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況而定。通過(guò)以上的施工過(guò)程的具體分析以及各個(gè)工序質(zhì)量的控制，會(huì)使得整個(gè)施工過(guò)程都達(dá)到很好的施工效果。會(huì)大大提高我國(guó)高速公路高架橋鋼筋混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術(shù)。

6 總結(jié)

綜合上面所講，高速公路建設(shè)在飛速發(fā)展的歷程中，對(duì)于其鋼筋混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁的施工過(guò)程中，施工方法和技術(shù)都對(duì)整個(gè)工程有著十分重要的作用；在這些方法掌握的基礎(chǔ)上，還需要做的就是要研究和探討出一些比較創(chuàng)新的施工方法，可以對(duì)施工工程的質(zhì)量做到保證，還能夠節(jié)約一些施工中所用到的材料和資源，縮短工期，使整個(gè)工程不僅外觀好，質(zhì)量好，還可以達(dá)到更加的經(jīng)濟(jì)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 袁鑫，劉健.基坑臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)爆破拆除安全防護(hù)[J].廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（4）：67～69+80.

[2] 喻靈杰.高鐵站站前廣場(chǎng)高架橋鋼箱梁架設(shè)支撐體系設(shè)計(jì)[J].價(jià)值工程，2017（34）：139～141.

[3] 楊敏.臨時(shí)核心筒支撐結(jié)構(gòu)在歷史保護(hù)建筑改建中的應(yīng)用[J].建筑施工，2017（11）：1620～1622.