现浇箱梁施工工法

景婺黄（常）高速公路景白分离立交桥

现浇箱梁施工技术

中铁二十局集团四公司褚宏艳

摘要：本文以景婺黄（常）高速公路景白分离立交桥为例对后张法预应力连续箱梁的施工进行了阐述。

关键词：地基及基础支架预压内模钢绞线张拉压浆

1 工程概况

景白立交桥为分离式立交桥，位于湘糊镇，被交公路为308省道。左右线采用错空反对称布置，即左线全桥布置为20+30+35+45+30+20米等截面连续箱梁，右线全桥布置为20+30+45+35+30+20米等截面连续箱梁，桥梁全长187米上部结构为等截面预应力连续箱梁，箱梁为单箱双室结构，梁高为2.4米，顶板厚为22厘米，底板厚为20厘米，腹板厚一般为40厘米支撑处腹板局部加厚，顶板宽13米，底板宽9米，两侧翼缘板长各2米，设有纵向预应力。

2 改线

由于景白立交桥跨越206国道，过往车辆比较多，行车密集，考虑施工和行车安全，采用改路施工方案。改路采用开山渣回填到同景白路标高后铺碎石。

3 地基及基础

整座桥横跨308国道，公路两侧桥位所处均为稻田地，表层为亚砂层和亚粘土，下部岩层为全风化千枚板岩层，地下水位埋深3米左右，土的天然含水量高达28%，表层压缩性高，均匀性差，强度低，软土的容许承载力一般为80Kpa左右。

如何进行软土地基处理，保证地基有足够的承载力，避免因沉降过大和沉降不均匀引起连续箱梁横隔梁墩顶负弯矩区产生裂缝，以及如何控制连续箱梁施工标高是本工程的关键所在。

地基处理首先平整施工场地，清除地表杂土。根据施工需要，采用压路机碾压密实地面后对基础地面进行40cm厚3#灰土换填处理，保证支架基础具有一定的承载能力和抗沉陷能力,同时在固化层外侧挖

好排水沟，做好地表排水，防止长时间浸泡地基造成翻浆冒泥，顶面浇注15cm厚C20素砼。

3.1 地基承载力验算

在施工时，为了确保万无一失，做到心中有数，我们决定在浇注顶面混凝土前对地基承载力进行标准贯入试验，根据标准贯入试验数据，绘制出贯击数N和深度的关系曲线；依据关系曲线和允许承载力表，分析地基承载力满足要求。再把基础认定为刚性基础，验算上述方案是否满足要求；其验算过程如下：

3.2 基础顶面平均附加应力计算

地基土层在上部荷载作用下发生压缩变形，上部荷载包括支撑体系重量、上部箱梁钢筋砼重量、施工时的产生动载以及等。根据本标段上部箱梁的结构特征，箱梁的结构断面相似，此处仅取上行桥箱梁为例进行分析。

3.3 附加应力计算

（1）主梁每延米自重+拟定的模板、支架自重+施工静荷载+混凝土浇筑的冲击力，则：ρ静+动=47.8 KN/m2×14.4m=688.4KN/m

（2）每延米基础顶面荷载

N=k1×k2(ρ动+ρ静)=1.1×1.5×688.4=1135.9KN

其中：K1为不均匀系数，取为1.1。

K2为安全系数为1.5。

3.4 基础底面附加应力计算

基础认为是刚性，扩散角为θ=45°，则基础的受力计算宽度

b=13.0 +0.4×tan45°×2=13.8m

基顶压力视为均匀扩散；

每延米灰土G=13.8×0.4×20=110.4KN/m

因此，基础底面附加应力为：

ρ0=（N+G）/A=(1135.9KN/延米×1m+110.4KN/延米×1m)÷14.4=86.5Kpa＜fk N—每延米基顶面压力

G—每延米回填的土石方自重

F—每延米地基受力面积

fk—地基承载力标准值，砂性土取120kpa。

根据以上验算，所选方案满足施工要求。

地基承载力满足要求。

4 支架的选取和搭设

4.1 支架的选取

回填处理地段的地基虽被处理好,但整体上稳定时间短，不宜承受较大跨径支架(如型钢支架)所产生的集中力，而满堂式碗扣支架则可以很好地将荷载分散开。

传统的满堂式支架大多采用万能杆件、木支架或Ф48mm的钢管（黑管）及扣件等材料搭设而成。而碗扣支架与之相比则有单个杆件轻、由人工操作、极少使用吊机、拆卸轻便、快捷、周转灵活、承载力高等优点。所以在讨论比选之后，决定采用碗扣式支架作为连续箱梁施工的支撑，纵向(顺桥向)排距选择0.6m，横向碗扣支架间距0.9m。

4.2 支架选取方案的验算

根据现浇梁自重、模板重、支架自重及施工荷载计算出所需基础承载力，并以此为处理地基的依据。经过计算符合要求，基础处理好后，即可按预定方案搭设支架。

（1）现浇预应力连续梁体的自重：按钢筋砼的容重r=26KN/m3及其体积确定,梁体断面采用最大尺寸为控制尺寸。

（2）满堂支架的自重：本合同段现浇梁的桥墩高度最高为7.0米左右，我们以7.0米高度为例考虑，其计算方法如下：

搭设满堂碗扣支架现浇连续梁时，其主要荷载有以下几种：

支架、支承架及模板荷载:

碗扣支架顺桥向距离按60厘米，横桥向按90厘米布设，按7.0m高计算，每一层均设水平横杆和纵向连接杆(以45米跨径为例计算)。

a.支架计算

顺桥向排数 45÷0.6+1=76排

横桥向列数 17列，16×0.9=14.4>13 满足要求

总数量为:76×17=1292副

根据墩高及实际地面标高，除去顶托、模板、方木等可摆放七层支架。共为：1292×7=9044副

所有支架的质量:16×9044=144704㎏

产生的力:碗扣架=144704×10÷1000=1447KN

每延米碗扣支架质量为16㎏。

b.连接杆计算

顺桥向：45×17=765m

横桥向: 15.3×76=1163m

按7层对应8层连接碗扣支架计算

所有连接钢管的质量:(765+1163) ×8×3.97=61233.28㎏

产生的力：P连接钢管=61233.28×10÷1000=612.33KN

每米连接杆质量为3.97㎏。

杆件连接见图1。

纵桥向平面示意图横桥向平面示意图

图1 杆件连接示意

c.顶托计算

托撑采用可调范围为0~500㎜,每根重量为6.45㎏

所有托撑质量:1292×2×6.75=17442㎏

产生的力P顶托=17442×10÷1000=174.42KN

d.方木计算

第一层方木采用10㎝×15㎝,第二层方木采用5㎝×7㎝

第一层:8KN/m3×0.10m×0.15 m×45m×17列=91.8KN

第二层:45÷0.3=150排

8KN/m3×0.05m×0.07×14.4×150 =60.48KN

方木产生的力P方木=60.48+91.8=152.28KN

e.模板计算

覆膜竹胶合模板，模板厚18mm，模板总面积801㎡