太河互通立交跨线桥现浇箱梁施工技术_蒲国伟.pdf

46 建筑机械SURVEYING专题论述太河互通立交跨线桥现浇箱梁施工技术蒲国伟（四川公路桥梁建设集团有限公司，四川 成都 610200）摘要太河互通立交K78+036.2跨线桥上部均为现浇预应力箱梁，全桥共9跨，桥跨布置为（325+330+330）m。梁体有3种结构形式，分别为单箱3室、单箱4室、单箱5室变截面结构。第一、三联支撑体系布置为混凝土基础+落地盘扣式支架；第二联支撑体系布置为混凝土基础+钢立柱+支撑梁+贝雷梁+盘扣支架组成，支架搭设高度为1.4522m；箱梁模板采用桥梁专用竹胶板；箱梁混凝土采用泵送入模，每联混凝土浇筑分两次进行。关键词桥梁施工；现浇箱梁；支架；竹胶板中图分类号U445 文献标志码B 文章编号1001-554X（2023）02-0046-07Construction technology of cast-in-place box girder for Taihe interchange overpass bridgePU Guo-wei1 工程概况太河互通立交跨线桥位于山东省青州市庙子镇下张村，现浇箱梁8联。其中K78+036.2跨线桥左右幅共6联，CK0+217.608跨线桥1联，均为现浇预应力箱梁，AK0+459.5匝道桥1联，结构形式为现浇钢筋混凝土箱梁。互通式立交又称立体枢纽，通过匝道连通各条道路，车辆可以通过匝道，在不同高度和方向的道路上变换行驶方向。互通式立交能够极大的提升通行能力，但占地较多且投资较高1，2。太河互通立交K78+036.2跨线桥上部均为现浇预应力箱梁，全桥共9跨，桥跨布置为（325+330+330）m。梁体有3种结构形式，分别为单箱3室、单箱4室、单箱5室变截面结构。其中左右幅第一联梁高为1.5m，左右幅第二、三联梁高均为1.7箱梁。箱梁顶宽16.524.426m，顶板厚度2550cm，腹板厚度2570cm，底板厚度2237cm。2 施工方案根据现场实际桥位结构等情况，第一联、第三联支撑体系布置为混凝土基础+落地盘扣式支架；第二联支撑体系布置为混凝土基础+钢立柱+支撑梁+贝雷梁+盘扣支架组成，支架搭设高度为1.4522m；箱梁模板采用胶合模板；汽车泵泵送混凝土入模。（1）桥台位置整理为台阶状，使用压路机压实，地系梁基坑挖成台阶状，且靠近系梁位置使用高速液压夯进行夯实。第4-6跨有砂砾层，基底不实，采用扩大基础进行处理。（2）第一联、第三联支架采用承插型盘扣式支架，盘扣立杆采用Q345B材质，管径60mm，壁厚3.2mm。第二联支架采用钢立柱+支撑梁+贝雷梁+盘扣支架，钢立柱尺寸为630mm10mm，贝雷梁采用321型，承重梁采用I36B。盘扣支架材质同第一、三联。（3）箱 梁 模 板 采 用 桥 梁 专 用 竹 胶 板（2440mm1220mm18mm），侧模模板采用16螺杆套PVC管加固，间距不大于0.5m，并保持线性顺直。箱梁内箱采用的是普通钢管483.5mm满堂支架支撑，纵横间距不大于1m，且每排均需设置水平剪刀撑，以增加支架的整体稳定性，防止内模胀模。DOI:10.14189/ki.cm1981.2023.02.002收稿日期2022-08-09通讯地址蒲国伟，江西省南昌市青山湖区双港东大街808号CONSTRUCTION MACHINERY 472023/02总第564期（4）箱梁混凝土采用泵送。每联混凝土浇筑分两次进行，其浇筑顺序按照设计要求为：梁体由低向高浇筑，第一次浇筑顺序为先底板、后腹板，第二次浇筑顺序为先顶板、后翼板，浇筑纵向分段、斜向分层。3 地基处理3.1 施工场地情况该桥上跨河沟及地方道路，有17道桩系梁，3个泥浆池，场地呈台阶式布置。每级台阶宽50cm，高50cm。第4-6跨有砂砾层，基底不实，采用扩大基础进行处理。3.2 地基处理措施（1）原地面处理。使用挖机对施工范围场地按照支架设计标高进行整平，桥台位置整理成台阶状按50cm模数布置，使用28t压路机压实，承载力大于200kPa方可进行石渣填筑。（2）地系梁基坑处理。地系梁施工完成后，将系梁基坑挖成台阶状，每级台阶比上级台阶宽2m，每级台阶高度为1.5m。通过检测地基承载力合格后，方能进行 回填。回填材料使用石渣，填料粒径不得大于层厚的2/3，每次填筑高度不得超过50cm。压实设备使用28t单钢轮，靠近系梁位置使用高速液压夯进行夯实，回填质量通过沉降差进行控制3，4（见 图1）。原地面原地面系梁1.21.51.05图1 系梁基坑台阶处理示意图（3）河沟处置。河沟处于4#墩、5#墩之间，桥下河沟宽5m，高4.2m，地质结构层以砂砾石为主。为保证河沟排水畅通，用直径为1.5m的圆管涵埋设在河道内，再使用石渣进行分层回填，保证运输通道的 畅通。（4）跨路施工措施。本桥上跨下张村的进村道路，故设置一道净高4.5m、宽6m的门洞，保证车辆通行安全。（5）砂砾层地基处理。本桥第4-6跨处理方式一致，跨径均为30m。处理方式为：在两端靠近墩柱侧设置“凸”字型C25混凝土基础。下层基础尺寸为长17.81m、宽2.63m、高0.5m，上层基础尺寸为长17.063m、宽1.63m、高0.5m；两柱之间使用扩大基础进行处理，扩大基础尺寸为：下层基础尺寸为长17.81m、宽5.63m、高0.5m，上层基础尺寸为长17.01m、宽1.63m、高0.5m（见图2）。26305630263026302*5002*5002*5002*50043932*5002*500扩大基础扩大基础柱脚预埋件3003856301470630297034002970147017810630630630630图2 基础处理方式图48 建筑机械SURVEYING专题论述4 支架施工4.1 第一、三联支架布置形式（1）支架搭设前，需对地基和基础进行验收，并留存记录。混凝土基础承载力不得低于200kPa，否则不得进行下道工序施工5。（2）模板：18mm竹胶合板。（3）次楞：纵向，10cm10cm方木，腹板下间距20cm，悬臂、底板下间距30cm。（4）主楞：横向，10号工字钢，按照立杆纵向间距布置：90/60cm。（5）盘扣式钢管：竖杆，603.2mm；水平杆、斜杆，4.82.5mm。（6）架体采用盘扣式支撑架进行搭设，盘扣立杆采用603.2mm，材质为Q345；水平杆和斜杆采用482.5mm，材质为Q235。横纵向之间空隙均设置斜撑。（7）纵距：标准段90cm，近支点段加密成60cm。（8）横距：腹板处/顶板处90cm，悬臂处120cm。（9）竖向步距：标准步距150cm，顶层步距加密成50cm。（10）为确保支架的整体稳定性，在纵、横向均设置斜撑。支架顶、底托采用可调托撑以便调整标高。4.2 第二联支架布置形式（1）支架搭设前，需对地基与基础进行验收，并留存记录。混凝土基础承载力不得低于200kPa，否则不得进行下道工序施工。（2）支架支撑体系由混凝土扩大基础+钢立柱+支撑梁+贝雷梁+盘扣支架组成。（3）架体采用盘扣式支撑架进行搭设，钢立柱使用630mm10mm，长度为17.2222m。钢立柱横向间距为2.14.034m，每跨中间位置安装两排钢立柱，间距为3m。钢立柱斜撑采用20a槽钢，承重梁由2根36B工字钢组成。贝雷梁为321型，长度为3m、1.5m两种，共9组，每组2/3片。贝雷片支撑架由4根L63角钢组成，钢立柱上采用2个45型双拼组成，共4组；其余5组采用90型（见图3-图4）；贝雷片连接系由8根L75角钢组成；承重梁由2根36b工字钢双拼组成；支撑系统：立柱采用63010mm；横向连接系采用2根20a槽钢组成；盘扣立杆采用603.2mm，材质为Q345。盘扣支架竹胶板防水主分配梁连接系竖杆加强竖杆加强桥墩中心线支柱支柱扩大基础34支柱承重墩贝雷梁图3 第二联第一跨现浇箱梁支架体系纵断面图CONSTRUCTION MACHINERY 492023/02总第564期桥墩中心线桥墩中心线钢立柱钢立柱钢立柱扩大基础扩大基础扩大基础34承重墩承重梁贝雷梁支撑架贝雷梁150015001500150033000330003000图4 左幅第二联第一跨箱梁支架平面布置图（4）支架面板采用18mm竹胶板，纵向方木截面为1010cm，腹板下间距为15cm，底板和翼缘板间距为25cm，方木下设置12B工字钢横向分 配梁。（5）纵向间距为90cm/60cm，主梁底板箱室中间横向间距为90cm，悬臂位置横向间距为120cm，腹板处加密为60cm。标准步距100cm，盘扣支架距底端55cm和155cm处各布设一道横杆，纵横方向上设竖向斜撑。盘扣支架支撑在12B主横向工字钢分配梁上。（6）为确保支架的整体稳定性，在纵、横向均设置斜撑。支架顶、底托采用可调托撑以便调整标高。4.3 第一联、三联支架搭设（1）施工工序。测量定位安放可调底座支架拼装安装顶层可调托座铺设顶层纵向工字钢和横向方木。（2）测量定位。使用全站仪放出桥梁的跨中线、箱梁纵向中线及箱梁在地基上的投影边线，同时在桥两侧的端部和桥的跨中设标高控制桩，用以控制支撑架的搭设高度6。使用全站仪根据支撑架立杆的顺桥向和横桥向间距进行现场定位，保证支撑架立杆位置准确。（3）安放可调底座。根据梁底距离基础顶面高度进行支架组合设计，进行可调底座和第一层立杆、水平杆安装，支架纵横向横杆处在同一水平面上；立杆按照设计标高进行调整，立杆的可调底座放在截面积为1500mm200mm50mm的垫木上，垫木下使用水泥进行找平，通过垫木增大扩散面积并使底座不悬空且保持水平。（4）支架拼装。立杆通过立杆套管连接，保持同一水平高度的相邻杆连接套管相互交错，且错开高度大于75mm。水平杆扣接头与连接盘的插销采用铁锤 击紧。先安装底层作业面的立杆和部分横杆，再逐层安装横杆，斜杆满布设置。支架应严格按照设计要求搭设，纵横向交叉位置均设置斜撑、剪刀撑、缆风绳和落架设施，并设置施工通道、栏杆、安全爬梯、安全网等防护设施，施工通道上严禁堆放重物。支架搭设完成后，应全面检查支架的垂直度、落架设施、部件连接、地锚、缆风绳，以确保支架安全稳固。（5）安装顶层可调托座。50 建筑机械SURVEYING专题论述通过底模控制精确调出可调托座标高，然后用油漆标明可调托座伸出量，以便校验，最后利用挂线方法，依次调整每个可调托座的标高。顶托设置不符合规范时，应采用扣件钢管纵、横向连接顶托螺杆保证其稳定性。4.4 第二联支架搭设（1）施工工序。测量定位钢立柱施工贝雷梁施工安放可调底座支架拼装安装顶层可调托座铺设顶层纵向工字钢和横向方木。（2）钢立柱施工。根据施工测量控制进行相应基坑开挖，基坑成型后基底承载力不得小于200kPa。若基础承载力小于200kPa，则采用碎石进行换填，直至合格方可进行混凝土浇筑施工。混凝土浇筑前预埋好连接钢板，钢板直径为800mm，厚度为20mm。用水平尺控制竖直度，保证竖直度不大于0.5%。若竖直度大于1%时，需对立柱采取纠偏措施。（3）贝雷梁施工。贝雷梁安装。贝雷片采用“321”型，长3m，宽1.5m，由上、下弦杆、竖杆和斜撑焊接而成。上、下弦杆的一端为阴头，另一端为阳头，在阴、阳头上都有销子孔。两节桁架拼接时，将一节的阳头插入另一节的阴头内，对准销子孔插上销子。采用2台25t汽车起重机，两端同步起吊安装；贝雷片第一组安装就位后，采用硬方木进行支撑，防止贝雷片倾覆；安装第二组后采用横向连接件将两组连接一起，增加整体稳定性、防倾覆。桥墩处支架处理。贝雷梁支架低于柱系梁3m左右，贝雷梁施工完成后搭设盘扣支架支撑柱系梁底部，柱系梁顶部搭设盘扣支架支撑现浇梁底板，底部与顶部的支架以60cm步距连接，分配梁端部放至墩顶上，以此支撑。（4）安放可调底座。与第一、三联支架相同。（5）支架拼装。支架面板采用18mm竹胶板。纵向方木截面为100mm100mm，腹板下间距为150mm，底板和翼缘板下间距为250mm。方木下设工12.6次横向分配梁。盘扣支架采用603.2mm标准立杆，立杆顶、底部设置可调顶托。纵向间距为900mm/600mm，主梁底板箱室中间横向间距为900mm，悬臂位置横向间距为1200mm，腹板处加密为600mm。标准步距为1000mm。盘扣支架距底端550mm和1550mm处各布设一道横杆，纵横方向上设竖向斜撑。盘扣支架支撑在工12.6主横向分配 梁上。贝雷梁为321型，包括3.0m和1.5m两种长度型号，贝雷梁纵向支撑在承重梁上。承重梁采用2工36b，下方设置630mm 10mm钢管立柱，立柱连接系材料采用220a钢，立柱高度结合现场实际地面高程确定。钢立柱下设20.5m厚矩形扩大基础，要求地基承载力不得低于200kPa。若基础开挖后不满足要求可采用碎石换填。材料如需接长，应等强连接，确保结构 安全。5 安装侧模、底模5.1 模板安装要求模板采用桥梁专用竹胶板（2440mm1220mm 18mm），加工时做到表面平整光滑，边角顺直。对现场拼装的木模进行检查，平面位置、标高、节点联系和稳定性都合格，强度和刚度满足要求才能浇筑。同时确保梁体各部位结构尺寸正确及预埋件的位置准确。模板接缝严实紧密，保证在强烈振捣下不漏浆，模板表面平整光滑，模板的安装要结合钢筋的埋设依次进行7，8。梁体内外侧模底部第一根拉杆利用梁体底层钢筋，两端焊接拉杆头加固，其余采用对穿。模板设5cm方木竖肋，间距25cm，再设50双钢管加蝴蝶扣，竖向间距50cm。模板加固采用16螺杆套PVC管加固，并保持线性顺直（见图5）。5.2 底模箱梁底模采用桥梁专用的竹胶板（2440mm 1220mm18mm），模板不宜与地面接触，存放时需下垫方木，边角对齐堆放，使用防雨布覆盖防CONSTRUCTION MACHINERY 512023/02总第564期止雨淋，并定期检查9，10。另外，在最低点设置预留孔，方便混凝土施工前冲洗底模时垃圾和冲洗水排放。2525255cm方竖肋（间距25cm）5cm方木竖肋（间距25cm）5cm方木竖肋（间距25cm）与结构钢筋同一根焊接16拉杆16拉杆48钢管（505050）图5 梁体内外侧模拉杆加固示意图5.3 端头模板端头模板采用桥梁专用竹胶板（2440mm 1220mm18mm）。为控制端头模的变形方便装拆作业，尽量减少分块数量。箱梁分段处使用木模进行施工，将模板按照钢筋间距预留孔洞，使用泡沫胶对预留孔洞缝隙进行封堵（见图6）。梁板钢筋图6 梁板端头模板示意图6 混凝土浇筑6.1 整体浇筑方案箱梁混凝土采用泵送。每联混凝土浇筑分两次进行，其浇筑顺序按照设计要求为：梁体由低向高浇筑，第一次浇筑顺序为先底板、后腹板，第二次浇筑顺序为先顶板、后翼板，纵向分段、斜向分层进行浇筑11，12。该桥共三联，左右幅第一联在第1跨箱梁顺桥向21m处设置施工缝；第三联在第3跨箱梁顺桥向5m处设置施工缝；故本桥现浇箱梁共分20次浇筑（见图7）。第一次浇筑第二次浇筑图7 箱梁分次浇筑横断面示意图由于桥墩为刚性支点，桥跨下的支架为弹性支撑，在浇筑混凝土时会产生不均匀沉降，因此在浇筑混凝土时应采取适当的浇筑顺序来消除不均匀沉降导致结构在桥墩处产生的裂缝。浇筑从跨中向两端墩台进行，最后浇筑墩顶处混凝土13，14。6.2 底板混凝土浇筑底板混凝土浇筑早于腹板混凝土浇筑12h，即底板混凝土一般领先腹板混凝土1020m。通过内模预留窗口下料，一次下料量不宜过多，且需及时进行振捣密实，防止出现翻浆和跑浆。6.3 腹板混凝土浇筑底板混凝土即将完成初凝（2h）时，开始腹板混凝土的浇筑。为保证模板的受力均匀，两侧腹板同时进行浇筑。混凝土分层进行浇筑，每层厚度不超过30cm，并及时振实。当混凝土初凝之前及时覆盖新的混凝土，确保浇筑的连续性，防止出现分层现象而影响外观质量15。6.4 顶板混凝土浇筑顶板两侧翼缘板要保持同步进行浇筑作业，顶板混凝土浇筑前，应对第一次浇筑的混凝土顶面进行凿毛处理，凿毛应彻底凿除第一次浇筑混凝土时的浮浆及松散部分并见骨料。顶板混凝土浇筑时要严格按照两边侧模与中线标高线高度进行混凝土浇筑，严格控制桥面标高与桥梁纵、横向的边坡坡度，重点控制好比重轻的混凝土料向纵、横坡下坡向流动，形成顶板面内侧高程不足，外侧高程偏 高16，17。52 建筑机械SURVEYING专题论述7 结束语太河互通立交K78+036.2跨线桥上跨河沟及地方道路，有17道桩系梁、3个泥浆池，场地呈台阶式布置。系梁基坑挖成台阶状，每级台阶比上级台阶宽2m，每级台阶高度为1.5m。桥的上部均为现浇预应力箱梁，现浇箱梁第一联、第三联采用托架、盘扣式支架形式支撑体系，第二联采用钢立柱、贝雷梁、盘口支架形式支撑体系。梁体底、侧模采用厚度为18mm的桥梁专用竹胶板拼接施工。箱梁混凝土采用泵送，每联混凝土浇筑分两次进行，共分20次浇筑，浇筑从跨中向两端墩台进行，最后浇筑墩顶处混凝土。参考文献1章勋桁.孝南互通立交跨线桥施工防护方案设计J.桥梁建设，2006（S1）：20-22.2张浩，石名磊，胡伍生，等.互通区跨线桥邻近路基墩柱偏移事故分析J.东南大学学报（自然科学版），2013，43（03）：617-623.3栾帅，王凤来，水伟厚.残积土回填地基高能级强夯有效加固深度试验研究J.建筑结构学报，2014，35（10）：151-158.4安春秀，黄磊，黄达余，等.强夯处理碎石回填土地基相关性试验研究J.岩土力学，2013，34（S1）：273-278.5高安荣，张建军，李松，等.鄂东长江大桥超宽箱梁现浇支架设计与施工J.桥梁建设，2009（S1）：23-26.6崔醒灵，郑峰，陈典华，等.现浇箱梁支架技术J.铁道标准设计，2001（05）：18-19.7卢育坤，郭思壮，赵建，等.房建施工中现浇梁板模板施工技术分析J.施工技术，2017，46（S1）：424-426.8张永春，秘红丹，师宝禄，等.高大模板支架施工技术关键问题分析及处理J.铁道建筑，2016（09）：54-56.9杨钊，刘云艳，王海平，等.青岛海湾大桥60m箱梁模板拼装施工技术J.公路，2009（09）：141-144.10 丁元利.现浇箱梁底模以钢代木的施工工艺J.铁道建筑，2004（10）：27-28.11 周敉，宋一凡，赵小星.预应力混凝土桥梁悬臂浇筑的施工控制J.长安大学学报（自然科学版），2005（06）：43-48.12 石雪飞，郑信光，张凯生.悬臂浇筑混凝土斜拉桥施工控制J.桥梁建设，2001（05）：36-39.13 田武平，周思锋，詹应超.大跨度连续梁悬臂浇筑挂篮的设计及施工J.公路，2010（08）：37-43.14 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