（中国铁建大桥工程局集团有限公司 宁夏 银川 750000）
【摘 要】本文较详细地介绍了宁夏G109线中宁黄河大桥改扩建工程,中宁黄河公路大桥主桥挂篮法变截面连续箱梁施工质量控制，针对性较强，对相同结构形式的桥梁施工具有一定参考意义。
【关键词】变截面连续箱梁；质量控制
一、工程概况
G109线K2+326.45中宁黄河公路大桥起点为K1+762.45，终点为K2+890.45，桥梁全长1128米。上部结构形式：引桥4×40m装配式预应力混凝土连续T梁+主桥（40+8×80+40m）预应力混凝土变截面连续箱梁+引桥6×40m装配式预应力混凝土连续T梁；主桥箱梁采用单箱单室断面，顶板宽15.75m，底板宽7.75m，梁高及底板厚度均按1.8次抛物线变化。
二、钢筋加工及安装质量控制
中宁黄河公路大桥各类钢筋全部在钢筋集中加工区由数控自动加工设备自动加工成型，保证钢筋加工质量，提高钢筋加工效率。
为保证钢筋安装质量，使用6mm厚钢板制作端头板，端头板尺寸为箱梁节段断面尺寸，端头板分段制作，并使用角钢加强。在端头板上设置钢筋槽口和预应力孔道槽口，槽口根据设计图纸中钢筋直径、间距、保护层厚度以及预应力孔道直径、位置设置。
为保证箱梁成品保护层厚度，设置高强砂浆垫块，垫块每平方米不少于4块。
三、混凝土施工质量控制
3.1混凝土实体质量控制
中宁黄河公路大桥主桥变截面连续箱梁采用C50泵送混凝土，试验28天抗压强度为69.3MPa,实测坍落度为180mm，且和易性良好，符合设计及规范要求。混凝土全部在混凝土拌合站集中拌和。混凝土拌合站在建设初期，安装数据采集系统，对每盘混凝土原材料的重量进行采集并上传。对超过了施工配合比但没有超规范允许误差的数据，以手机短信的形式报送给项目部及监理办的实验员和质检人员，使大家对拌和机状况能有效的掌握。稳定混凝土拌和不但有效的保证了混凝土实体质量，也提高了混凝土整体外观质量。
变截面连续箱梁混凝土养生，特别是箱梁的底板、外侧腹板、翼缘板养生，一直是施工的薄弱环节。在挂篮前移后，混凝土完全暴露在自然环境中，又是在高空悬浇施工，更增加了混凝土养生的难度。项目部在挂篮设计初期，充分考虑到混凝土后期养生问题，在挂篮后部加设混凝土自动喷淋养生系统，保证混凝土养生时间。
3.2混凝土外观质量控制
混凝土外观质量在很大程度上与模板加工质量和脱模剂使用有关。
在挂篮底模、侧模模板加工过程中，严格控制加工质量，面板钢板全部使用原平板，为减少漏浆，提升混凝土外观质量，所有接缝均采用铣边工艺。
在脱模剂的选择上，由于箱梁悬浇施工时，梁段从模板就位到混凝土浇筑，大约需要2～3天时间，再加上西北地区夏季温度高、日照时间长，油性脱模剂容易挥发，并且西北地区风沙较大，油性脱模剂易粘灰，且较难冲洗，所以选择脱模漆作为模板脱模剂。在喷脱模漆前，对挂篮模板面板进行彻底清洗，先用清水冲洗，再用洗衣粉擦洗，最后用清水冲洗干净，模板自然干燥，模板清洗干净的标准为：用白色手巾擦下面板，手巾上无黑印。面板清洗不干净，不但会影响模板漆的使用周期，而且在脱模时，模板漆会粘到混凝土表面，很难清理掉，影响混凝土整体外观效果。模板漆使用喷枪均匀喷在面板表面，模板漆自然干燥。在钢筋安装施工中，由于相邻梁段纵向主筋为现场焊接，为防止钢筋焊接施工时，焊渣落在模板上，烧伤模板漆（烧伤处在脱模后，混凝土表面有黑色痕迹），在焊接施工过程中，模板表面通水，减少模板漆的烧伤。
四、预应力施工质
预应力施工是变截面连续箱梁施工控制重点，其预应力体系由纵、横、竖三向构成，纵向和横向预应力为钢绞线，竖向预应力为φ32精轧螺纹钢筋。
变截面连续箱梁施工中，由于预应力施工质量控制不严格，常出现以下问题：
（1）预应力孔道定位不准确。
①使纵向F类预应力产生水平分力，易造成箱梁腹板预应力孔道位置出现纵向裂缝。
②在张拉阶段预应力值损失过大，超出设计及规范允许范围，实际施工中，往往采取超张拉措施进行弥补，造成纵向T类预应力水平分力过大，箱梁翼缘板根部预应力孔道位置出现纵向裂缝。
（2）预应力施加控制不严，超出设计及规范允许范围，不但对结构安全造成隐患，而且对于变截面连续箱梁悬浇施工线形控制造成影响。有效预应力值过小（或张拉阶段预应力值损失过大），结构可能过早出现裂缝，固然是不安全的；而有效预应力值过大，超出设计值愈多，虽然结构的抗裂性较好，但因抗裂度过高，预应力筋在承受使用荷载时，经常处于过高的应力状态，与结构出现裂缝的荷载很接近，往往在破坏前没有明显的预兆，即产生脆性破坏，将严重危及结构的使用安全。另一方面，如果控制应力过大，会导致结构的反挠度过大或张拉区出现裂缝，对结构同样也是不安全的。
（3）预应力孔道压浆施工控制不严。孔道压浆不饱满和水泥浆水胶比过大，这些都是施工经常出现的问题。孔道压浆不饱满易形成空隙或空洞，腐蚀性介质如氯离子等会渗入压浆不密实的孔道内，将使预应力筋失去了应有的保护而遭受严重的腐蚀甚至断裂。当受损的预应力筋所承载的荷载减小到无法承受外加荷载时，就会导致预应力混凝土结构桥梁的突然坍塌。水泥浆水胶比过大易增加浆液的泌水率，如果泌出的水蒸发掉，孔道内会形成空隙或空洞，发生上述隐患。如果泌出的水蒸发不掉，存在孔道内，特别在北方，冬季孔道内的水结冰，胀破孔道，在混凝土表面形成裂缝，如未及时发现处理，将加速预应力筋的腐蚀，造成灾难性的后果。
施工中，采取相应的措施加强施工控制，引进先进设备和检测手段，大大提高了预应力施工的质量。
（1）使用定位架、U型定位筋及端头板槽口等方法，加强预应力孔道的定位。
（2）引进预应力张拉采用LJ-ZL01智能张拉系统，提高预应力筋张拉施工质量。LJ-ZL01系统可以精确控制施工过程中所施加的预应力值，将误差范围缩小到±1%；系统传感器实时采集钢绞线伸长量数据，反馈到控制主机，自动计算伸长量，及时校核伸长量是否在±6%范围内，实现应力与伸长量同步“双控；一套控制系统可以控制四台千斤顶，张拉工程中，可以根据每个千斤顶的伸长量，系统会自动调整应力的施加，使四个千斤顶同时、同步对称张拉，实现“多顶同步张拉”工艺；预应力施加到位后系统会自动持荷5分钟，在持荷过程中，如发生钢绞线回缩，系统将自动补张拉。
（3）提高预应力孔道压浆浆液质量。
配制水泥浆：
①试验室配合比为：
（水泥：压浆剂）：水=（9：1）：2.7
②水泥：中宁赛马水泥股份有限公司(赛马牌P.O42.5)；
③水：拌和站井水；
④压浆剂：北京汇丰鸿信科技有限公司（HFK4压浆剂）。
（4）使用全自动高速搅拌压浆台车，提高浆液的拌和质量。
（5）采用真空压浆工艺，提高孔道压浆的饱满度。
（6）引进预应力混凝土梁多功能检测仪对孔道压浆饱满度进行检测。检测分为定性检测和定位检测。
①综合压浆指数大于0.90时，本检测孔道压浆效果为优秀，无需进行定位检测。
②综合压浆指数大于0.70且小于0.90时，本检测孔道可能存在缺陷，需进行局部定位检测。
③综合压浆指数小于0.70时，本检测孔道可能存在连续和不连续缺陷，需进行全长定位检测。
五、变截面连续箱梁悬浇施工线形控制
变截面连续箱梁悬浇施工过程中影响桥梁结构内力和线形的因素很多，主要因素有以下几方面：挂篮变形、施工临时荷载、日照影响、混凝土外形尺寸偏差、混凝土弹性模量和容重、混凝土徐变影响等。为确保大桥安全施工和实际线形与目标线形吻合良好,在施工中，进行实时监控监测。
5.1挂篮预压
中宁黄河公路大桥主桥变截面连续箱梁悬浇施工采用三角挂篮，挂篮的变形直接关系到主梁的线形控制。在挂篮安装后，进行挂篮压载试验，以消除非弹性变形，并测定其弹性变形与非弹性变形值，并根据实测挂篮变形数据，指导后期悬臂施工的预抛高。
挂篮预压采用卵砾石沙袋加载方式，荷载布置按重量最大梁段恒载的1.2倍堆载预压。预压堆载分0—60%—100%—120%—100%—60%—0逐级加载-卸载。
预压的控制指标
①预压允许沉降速率
[v] ≤ 1mm/24h
②卸载时间
达到预压允许沉降速率的要求，12h后卸载。
③观测频次 1次/4h
④观测周期 3天
5.2变截面连续箱梁预拱度设置
主梁目标高程＝设计标高＋成桥预拱度经验值(包含10年收缩徐变和活载影响值)。
成桥预拱度经验值取1/900跨径，中跨最高点取跨中，边跨最高点取靠近边跨1/3跨径处，中跨预拱度经验值为0.089m，边跨预拱度经验值为0.044m，其余按二次抛物线过渡。
施工预拱度＝成桥预拱度经验值＋施工累计位移(反号)＋挂篮(支架)变形量＋人为调整量。
5.3施工中箱梁高程线形监控
（1）立模标高的确定
每浇筑一段箱梁，分五个阶段进行挠度观测：
①浇筑混凝土后；②张拉预应力前；③张拉预应力后；④移动挂篮后；⑤浇筑下一阶段混凝土前。
（2）监控点布置
在箱梁每个块段顶板的前端顶板面上埋设3个测点。钢筋头超出混凝土表面2～3cm，钢筋距箱梁悬浇段前端2cm，在施工中保证测点不被破坏。钢筋的直径不宜小于20mm。
（3）监控测量精度控制措施
①挠度观测安排在清晨5：00～8：00内完成，在该时段内，箱梁悬臂正好处在夜间温度降低，箱梁上挠停止，白天温度上升，下挠开始之前，是箱梁温度相对稳定时段。
②张拉力所引起的挠度有时间滞后效应，亦即张拉后上挠变形并不立即发生，而是在张拉后的4～6小时逐渐完成。因此张拉后的挠度变形观测，安排在张拉完成6小时后进行，以真实反映张拉所引起的箱梁挠度变化。
（4）混凝土施工控制措施
在每一个梁段施工时，保证T构两端梁段混凝土浇筑均衡，尽可能保证同步浇筑。中宁黄河公路大桥主梁顶面距水上施工作业钢平台顶面最大高度为16m，在施工中，采用地泵泵送混凝土，甭管在0号梁段箱梁顶面分开，用三通连接，有效保证混凝土的均衡浇筑。施工中，必须严格控制混凝土浇筑方量与设计方量的差值，因此在立模的时候，必须严格控制梁段的端面尺寸。
（5）预应力张拉控制
同上所述。
六、变截面连续箱梁合拢质量控制
6.1合拢前准备工作
6.1.1大桥温度场测量
合拢温度的选择是很重要的,在什么样的温度下合拢会影响到成桥后箱梁的内力大小。合拢温度一般5 ℃-15℃之间且在此温度区域段越低越佳。7、8月份中宁当地的日最低气温均在20℃左右，且变化较小。大桥合拢温度场测量主要为主梁挠度监控提供温度修正的依据，温度场测量分大气温度对梁体温度的影响和大气温度对主梁标高的影响两种。
6.1.2主梁温度场及温度挠度关系的观测分析
（1）主梁体温度沿梁高呈曲线变化，顶板温度变化要比底板强烈，主梁腹板温度的变化相对顶底板平缓。
（2）当日大气温度变化最大14℃，对本桥悬臂主梁9号梁段高程变化影响最大6mm；但规律性明显。
（3）大气温度变化对大、小里程温度场影响区别不大。
（4）待大气温度降至20℃左右时再进行合拢。
6.2合拢段施工控制要点
（1）合拢段混凝土浇筑在夜间22:00至次日早上6:00前完成，合拢段钢筋焊接时，先将一端全断面钢筋焊接完毕，在合拢段混凝土浇筑时间段，完成另一端钢筋焊接，尽可能不在白天气温高时焊接，造成人为锁定梁段，限制梁段由于温度降低梁体下挠，影响合拢精度。
（2）合拢段采用水箱临时配重，配重的重量为合拢段混凝土重的1/2，配重原则为T构两端平衡、合拢段两端平衡。配重水箱加水时间控制在合拢段混凝土浇筑前的12小时，保证在混凝土浇筑时，梁段充分变形完成，达到混凝土浇筑后的高程，提高合拢精度。在浇筑合拢段混凝土时，边浇筑混凝土边卸载合拢段两侧临时配重。
（3）中宁黄河公路大桥合拢劲性骨架设置在箱梁箱式底板顶面和顶板顶面，在合拢当天的夜间22:00至0：00焊接完成，保证四根劲性骨架同时焊接完成。
（4）合拢段预应力张拉原则为先长后短、先下后上。
七、结语
变截面连续箱梁悬浇施工，在国内是很成熟的施工工艺。我们通过现场施工严格管理、引进先进的自动化施工设备和检测设备、运用科学合理的管理手段，实现了变截面连续箱梁悬浇施工质量的大幅提升。
论文作者:宋忠博
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年12月供稿
论文发表时间:2016/4/18
标签：预应力论文; 混凝土论文; 孔道论文; 挂篮论文; 中宁论文; 截面论文; 钢筋论文; 《工程建设标准化》2015年12月供稿论文;