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1、潮白河大桥主桥三向预应力混凝土连续箱梁施工技术王宝金 中铁十三局集团第五工程有限公司内容摘要：本文介绍了潮白河大桥主桥三向预应力混凝土连续箱梁支架布设、模板设计、预应力工程、混凝土施工等施工工艺，可为类似桥梁的施工提供有益的借鉴。关 键 词：满堂支架 模板设计 预应力工程 混凝土施工1、前言预应力混凝土满堂支架现浇连续箱梁在高速公路、市政工程中经常采用，潮白河大桥位于北京市怀柔区，跨越潮白河，其主桥设计为三塔矮塔斜拉桥，跨径组合为72m120m120m72m384m，主梁采用三向预应力混凝土连续箱梁，单箱三室结构，桥面宽29.5m，梁高按二次抛物线由4.3m渐变到2.3m，边室顶板厚26cm，
2、底板厚24cm；中室顶板厚50cm，底板厚24cm；中腹板厚60cm，边腹板厚80cm。箱梁横断面尺寸见图1。16.45桥梁中心线图1 半幅箱梁横断面结构(单位：米)6.91.501.05箱梁混凝土采用 C50，其预应力采用纵向、横向和竖向三向预应力体系，纵向预应力钢束分为二种：一种为边腹板及中腹板内曲线布置的6束预应力钢铰线；另一种为布置于箱梁顶、底板的直线预应力束，其中顶、底板分别布置50束、72束；所有纵向预应力钢束均采用两端张拉，腹板曲线束及顶、底板直线束张拉端锚具分别为OVM1519、OVM1512；顶板横向预应力钢束采用扁波纹管，顺桥向60厘米布置一道，单端张拉，张拉端锚具为BM1
3、54，锚固端为。按设计要求，南引桥预应力混凝土连续箱梁采用满堂支架现浇施工，在施工过程中，如何保证支架的强度、整体稳定性，以及如何实现预应力工程顺利进行、梁体内实外美等成为南引桥施工的关键。2、支架方案及施工2.1支架方案支架立杆采用483.5钢管，箱梁腹板以下6.9米范围内立杆间联结采用对接，内、外悬臂板下立杆联结采用搭接，根据计算，箱梁腹板以下顺桥向立杆间距0.8米，横桥向间距0.4米，其它部位立杆顺桥向、横桥向间距均按0.8米布设，水平杆步距均为1.5米；顺桥向承重方木采用1215cm，直接搭设在立杆顶托撑上，上分布横桥向方木，横向方木上铺设厚12mm的竹胶板，横桥向方木采用1010cm
4、，分布间距0.4米，为保证满堂支架的整体稳定，在支架每四排立杆设置一道横桥向斜撑，每三排立杆设置一排顺桥向斜撑，在基础以上30cm左右，设置第一排水平杆，在立杆顶以下30cm左右，设置一排水平杆。每层水平杆均设置水平斜撑。2.2支架安装2.2.1支架地基处理考虑到柳州降雨量、地基本身含水量均较大的实际情况，支架地基在整平、碾压完原始地面后，铺设5厘米碎石，碾压，然后用5厘米C20混凝土覆盖。为减小支架接缝压缩量，置于支架立杆底部的底座直接放在基础混凝土上，根据计算，要求基础承载力应达到396.2Kpa以上，因此，在铺设碎石以前，应注意地基的压实度。在碾压前，清除浮土、耕植土不少于30厘米，对有
5、淤泥、水塘地段，应先将淤泥清理干净，再做换填处理，并分层压实，在碾压过程中，对出现弹簧土的区域，应进行换填处理。在支架基础两侧，分别设顺桥向排水沟，以利于排水，基础混凝土与纵向排水沟间应用彩条布搭接，以防支架基础被水浸泡，增大支架的沉降量。2.2.2地基预压试验为检测支架整体稳定性、准确掌握地基沉降规律，以便为支架预拱度设置提供依据，在现场进行了地基预压试验。考虑现场实际情况，预压试验在第六联第一跨左幅进行（即施工的第一跨），试验部位选取跨中附近箱梁箱投影部分为一个试验点，预压范围纵向长8米，横向宽10米，横向宽度与箱梁顶两侧腹板以外1米间的总宽度相当；另一预压点选在两幅箱梁之间端横隔梁处，预
6、压范围考虑墩承台宽3米，在开挖承台时按1:1.5放坡，顶面开挖宽度将近6米，此范围压路机碾压不便，施工时用人工进行了夯实，另外端横隔梁荷载较大，为检测此处的地基沉降情况，在顺桥向6米（从墩中心两侧各3米）、横桥向10米（横隔梁范围）进行预压。预压荷载为试验区域混凝土重的1.2倍，加载采用编制袋装土的方法，每袋装土50Kg。加载以前，在预压区域支架立杆顶上方木及对应位置地基顶做标记，以便同时测得对应点地基及包含立杆弹性变形、接缝压缩等的总变形，纵横向每隔1.6米做一观测点，跨中部位共设20个点，横隔梁部位共设12个点。预压程序为：先压至1/2荷载，持荷24小时，观测三次支架沉降，加荷至全部荷载，
7、持荷24小时，观测三次支架沉降。2.2.3 支架预拱度设置按设计要求，支架预拱度不考虑张拉反拱。全部预压荷载作用完毕后，支架地基变形在24小时内仅为2mm，方木顶总平均变形为1.5cm，根据预压结果，支架预拱度跨中按1.5cm、跨中至桥墩之间按二次抛物线布设。2.2.4 支架安装注意事项安装支架时，应严格按照以下规程：（1）、立杆应采用两种以上长度，以确保立杆在同一水平面内接头数量不超过立杆总数的50%；（2）、为防止杆件滑脱，各种杆件伸出扣件的端头均应大于10cm；（3）、在立杆安装过程中，应随时校正立杆垂直偏差，垂直偏差应控制在支架高度的1/200以内，水平偏差控制在5cm以内，立杆间接头
8、扣件应使两端立杆在扣件内高度相等；（4）、顶托丝杆伸入立杆内的长度不小于20cm，以确保在浇注混凝土过程中，丝杆与立杆之间连接不致出现局部失稳；（5）、顺桥向、横桥向剪刀撑应按设计要求安放，并与立杆可靠连接；（6）、在地基处理时，应根据对应的箱梁底标高以及所采用立杆的长度调整地基高度，以避免在立杆对接安装时的损耗，从而提高经济效益。3、模板结构及支撑体系3.1外模结构模板结构是否合适将直接影响梁体的外观，双冲大桥南引桥外模面板均采用厚12mm的竹胶板，面板尺寸为1.2x2.4米，以适应立杆布置间距，面板直接钉在横桥向方木上，在钉面板时，每块面板应从一端赶向另一端，以保证面板表面平整。斜腹板面板
9、固定在竖向加劲肋上，竖向加劲肋顺桥向每20厘米布置一道，加劲肋顶端与翼板横桥向方木相连，底端放在箱梁底板横桥向方木上，并由斜撑钢管及顺桥向钢管支撑，为保证箱梁底板到角处混凝土线形顺畅，在竖向加劲肋底部顺桥向布置一条小方木，小方木钉在箱底横桥向方木上，并与竖向加紧肋顶紧。斜撑钢管与顺桥向钢管应连接牢固，顺桥向钢管应顶紧竖向加紧肋，斜撑钢管应与两道立杆连接，外模结构及支撑体系布置见图2。顺桥向12x15cm方木厚12mm腹板面板横桥向方木5x5cm木条5x10cm竖向加劲肋厚12mm腹板面板顺桥向钢管斜撑钢管横桥向10x10cm方木立杆图2 外模结构及支撑体系3.2 内模结构 箱梁内空高仅为1.0
10、5米，内模龙骨设计应尽量少占净空，以利于箱梁底板混凝土的散料、振捣及内模的拆除。内模龙骨上方木下部两端各设一个5x5厘米的托撑，托撑钉在龙骨上方木上，用于支撑内模面板的10x10厘米顺桥向上方木放在托撑上。每道龙骨布置5个竖向方木，中间部分不加斜撑，这样，可以减小龙骨所占空间，便于施工。内模结构示意见图3。 10x10方木斜撑5x10竖向方木内模支撑横断面10x10顺桥向上方木5x15上方木箱中心线5x5托撑10x10顺桥向下方木图3 内模结构示意（单位：cm） 每道龙骨间距1.2米，顺桥向上方木、下方木横向间距分别为30、100厘米，龙骨在加工场预拼成型，然后搬至箱内，通过顺桥向上、下方木形
11、成空间骨架，龙骨、上、下方木间均用扒钉固定。四、预应力工程施工 在预应力施工过程中，采取了以下措施，以保证预应力施工的质量。1、纵向锚固端P锚于锚板间一定要密贴，在绑扎钢筋时，将锚板、P锚用铁丝扎牢，以保证在浇筑混凝土时两者不会错动；2、P锚端钢铰线埋入混凝土内的长度一定大于规定长度；3、P锚端约束环所在断面应用棉纱将钢铰线缝隙堵死，以防浇筑混凝土时水泥浆到灌入波纹管内；4、P锚端排气孔应离开约束环1020厘米，排气管用PVC管，安装前，将PVC管端部破成3辨，蹲放在波纹管上（不要将PVC管插入波纹管内），然后用宽行胶带缠牢，在浇筑混凝土前，在PVC管内插入光圆钢筋，光圆钢筋要插到波纹管内，以
12、增加PVC管的刚度，防止在浇筑混凝土时PVC管折断，在浇筑混凝土时，应定时抽动钢筋，严防漏浆堵塞排气孔；5、波纹管应严格按设计定位，并用定位钢筋固定牢固，接头波纹管长度不得小于25厘米，两端波纹管深入接头波纹管的长度应相等；6、顶板横向预应力钢束较多，顶板顶层、底层钢筋网间应加足够的支撑钢筋，以防在浇筑混凝土时钢筋网变形，影响波纹管定位；7、纵向预应力钢束为单端张拉，如果在张拉时出现断丝现象，钢铰线无法更换，因此，在钢铰线穿束后，应严格控制电焊，即使焊接，焊机的地线、焊把线外皮应完好，以防打火影响钢铰线的强度；五、混凝土工程 混凝土采用现场拌合楼搅拌，25米跨每跨混凝土为420米2，考虑到拌合
13、楼的混凝土产量，每跨上、下两幅分开浇筑，在桥梁中心线附近做施工缝，混凝土采用输送泵运输；由于混凝土塌落度较大（20厘米），为防止浇筑斜向腹板时底板翻浆严重，先浇筑底板10米左右，在退回浇筑腹板、顶板，利用混凝土的塌落度损失，减小底板混凝土的翻浆，底板混凝土通过内模顶板预留孔进料，在浇筑混凝土过程中，应注意以下事项：1、腹板混凝土应斜向水平分层，在振捣腹板混凝土时，应注意振捣棒不能碰撞波纹管；锚下钢筋较密，且受力较大，应用30振捣棒振捣；2、在腹板混凝土振捣完毕后，绝对不得再用振捣棒振捣底板混凝土，否则可能使腹板出现空洞；3、顶板混凝土浇筑完毕后，应用竹扫把将顶板表面拉毛，一则可增加顶板与桥面铺
14、装层的粘结力，二则可增加顶板混凝土的表面张力，避免顶板混凝土表面由于收缩开裂；4、桥址处风较大，顶板混凝土应及时撒水、覆盖养护，在混凝土不粘手后，即可用手撒水养护，待混凝土达到一定程度后，再用水管冲水养护，第一遍撒水过早将冲掉表面水泥浆，撒水过完，混凝土可能出现收缩裂缝，因此，现场应有专人负责检查混凝土表面情况；5、横向预应力钢束在浇筑混凝土时，应定时来回抽动，以防波纹管漏浆，影响后期张拉、压浆；六、结语 由于采取了以上工艺措施，柳州双冲大桥南引桥预应力箱梁外观、内在质量得到了业主、监理的好评，该桥的施工实践为类似桥梁的施工提供了很好的借鉴。参考文献1、周水兴等编著.路桥施工计算手册，人民交通出版社，2002年5月.2.建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范.北京:中国建筑工业出版社，2001年6月.3.公路桥涵施工技术规范.北京:人民交通出版社，200年10月.4.柳州市双冲大桥工程施工图设计第三册；中铁大桥勘测设计院,2002年3月.