京沈高速公路k221＋160桥连续箱梁施工艺

　　

摘要：介绍钢筋混凝土连续箱梁施工，满堂脚手架作为连续箱梁支架的强度校核计算，连续箱梁预拱度竖曲线计算。结构力学、材料力学、理论力学、高等数学在工程施工中实践应用。

关键词：现浇连续箱梁 箱梁支架 预压 竖曲线

1 工程概况：

K221+160立交桥位于定坻一山海关高速公路221＋160处，秦皇岛市抚宁县境内。该桥全长77.2 m，宽8.0 m，下部结构为碎石垫层，扩大基础，薄壁式桥墩（高8 m、宽1.9 m、厚45 cm），重力式台身，盆式台帽，GJZF4系列橡胶板式支座；上部结构为四跨现浇连续箱梁，防撞护栏，GJS型伸缩缝，桥面铺装。

施工要点：该桥突出结构特点为现浇连续箱梁，梁位于竖曲线和单向纵坡上，单向纵坡为2％。箱梁采用钢支架支撑现浇，施工顺序为：底板、腹板、顶板。支架各孔跨中设置L/600（L为桥梁计算跨径）的预拱度。施工前支架必须预压，预压重等于箱梁重的90％，随着施工的进行逐渐减压。待混凝土强度达到设计强度的100％时，方能卸架，卸架顺序为先跨中后支点。箱梁混凝土含筋量0.31T/M3，全梁必须一次浇筑完成，不能留施工冷缝。因此箱梁混凝土浇筑工序、箱梁支架的稳定是该桥施工工艺的关键。地基为强风化页岩。

2 施工工艺

该桥遵循先下部后上部的施工顺序：

2 .1 基础工程施工

基础开挖，测试地基承载力≥250KPa铺设碾压碎石垫层，浇筑扩大基础，注意预埋桥墩钢筋。

2 .2薄壁式桥墩，重力式台身施工

2 .2.1薄壁式桥墩 采用定型钢模板，对拉螺栓加固，由于该桥桥墩墩高8 m，要求一次浇筑完成，可能对桥墩模板产生较大侧压力，为了保证墩身施工中的质量和安全，墩身模板采用定型钢模板，对拉螺栓加固，混凝土最大侧压力、模板对拉螺栓布置进行校核计算如下。

2.2.1.1浇筑砼最大侧压力计算，已知：最高墩身H＝8.0 m横断面尺寸如图混凝土浇灌速度V＝8/6 m/h=1.33 m/h，混凝土入模温度T＝15℃，坍落度控制35mm，混凝土不掺外加剂，振捣产生侧压力400kg/m2 [1]

解：

混凝土侧压力计算公式：　〔 V＜6m/h　〕

2.2.1.2模板对拉螺栓强度校核：墩身直线段模板对拉螺栓强度校核计算：

对拉螺栓采用φ16钢筋，内径1.355 cm，截面积A＝1.44 cm2，钢筋屈服强度

σ＝2400 kgf/cm2

由以下数值得螺栓能承受最大拉力

[P]＝Aσ＝2400×1.44＝3456 kgf

对拉螺栓受拉力计算公式：

P＝Pm×A

P －拉杆承受拉力

Pm－砼最大侧压力

A －拉杆受荷面积

A＝a×b

a－拉杆水平间距

b－拉杆竖直间距

设a=0.7 m b=0.9 m

P＝4000×0.7×0.9=2520 kgf

P＜[P]

安全系数：＝1.37

通过上述计算，直线段模板拉杆M16取：水平间距0.7 m，竖立间距0.9 m。

两端圆弧予制模板对拉螺栓校核：

首先求砼对弧段模板侧压力P（有效侧压力）建立如图极坐标系。求P：

故予制圆弧段模板拉采用竖直间距0.9 m。

先绑扎墩身混凝土钢筋，支立定型钢模板，对拉螺栓固定、加固，墩身周围搭设施工承重脚手架，上挂混凝土缓降器，防止骨料分离。浇筑墩身混凝土时，混凝土由强制式拌和机拌和，吊车吊料斗上料，浇筑过程中，混凝土浇筑速度保持在1.3 m/h，测量人员随时观测，防止模板变形、倾斜。混凝土浇筑完毕，7日后拆模，塑料薄膜覆盖洒水养生至28 d。

2.2.2 重力式台身 为素混凝土，施工工序为支立模板，对拉螺栓加固，浇筑混凝土。待混凝土强度达到设计强度100％时，支立台帽混凝土模板，绑扎钢筋，浇筑台帽混凝土。为保证橡胶支座安装位置精确，浇筑台帽完毕，在台帽混凝土初凝前安装四氟滑板橡胶支座。以便对支座进行调整，并保证橡胶支座与台帽混凝土结合紧密，防止橡胶支座与台帽混凝土之间有架空现象，以免影响连续箱梁整体质量。

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2.3上部主体结构工程施工工艺

2．3．1 连续箱梁是该桥的主体和施工要点 其具体施工方法为：搭设箱梁支架（用φ48×3.5脚手管搭设满堂脚手架），将支架基础破碎岩石清除干净，砂浆找平，上垫小块钢板。立杆顶部设微调装置，上接10号槽钢。槽钢上铺设箱梁腹板钢模板，铺设钢模板前，在支架第二步堆放预压荷载，其重量等于箱梁自重及模板等各种活荷载总重的90%，施工中注意预压荷载堆放均匀，与施工荷载一致。铺设箱梁腹板模板，对箱梁底模板、腹模板进行测量，利用立杆顶部微调装置进行调整、加固。跨中预留L/600预留拱度。

箱梁两侧腹板各有5片φ25钢筋骨架，钢筋骨架在专设的预制厂加工成以每跨长为单位的小骨架，骨架跨中预留L/600预留拱度，为防止骨架运输变形，各片小骨架用人工抬运至箱梁底模板焊接为整体。绑扎箱梁底板、腹板钢筋，钢筋保护层用提前加工的与混凝土等强度砂浆块垫支。

箱梁混凝土分两次浇筑完成，第一次浇筑底板、腹板钢筋，然后浇筑顶板。混凝土由强制式拌和机拌和，吊车吊料斗上料，浇筑顺序采用由箱梁一端向另一端退仓法浇筑，预压荷载随混凝土浇筑卸载。待混凝土强度达到设计强度100％时，拆卸支架，拆架顺序先跨中、后支点。最后进行防撞护栏，桥面铺装施工。

2.3.1现对连续箱梁支架稳定设计计算校核

K221+160天桥箱梁施工支架用Ф48×3.5钢管满堂脚手、立杆株距1.0 m、行1.2 m顺水、横排木间距1.5m，顶部以10号槽钢作为托梁横向支撑组合模板及其它荷载。

对箱梁支架稳定校核如下。

①钢管压杆稳定计算

已知：立杆株距1.0 m、行距1.2 m、顺水间距1.5 m、钢管规格φ48×3.5r0=0.035/ m、δ＝0.0065、10号槽钢10 kg/m模板及连接件50 kg/m2，砼振捣对模板荷载200 kg/m2，A3钢弹性模量E=200×109 Pa [2] [3]。

解：首先计算压力P值

设均布荷载为q。

本结构为四次超静定，根据力法原理建立以下力法方程

故槽钢满足强度要求。

2.3.2连续箱梁预拱度竖曲线计算 连续箱梁预拱度竖曲线经过计算，其计算公式分别为：

y=－0.00025x2+0.0393（两中跨）

y=－0.0004x2+0.025 （两边跨）

连续箱梁底模板高程由竖曲线和单向纵坡相加构成。

通过以上计算证明该连续箱梁支架在设计上是稳定的。

结束语：K221＋160连续箱梁支架在施工前已报京沈高速公路建管局、设计单位、监理处审核，并经过实际施工检验，各项指标能很好的满足设计、施工规范要求。充分体现了结构力学、材料力学、理论力学、高等数学在工程施工实践中的重要作用。K221＋160桥最后经京沈高速公路建管局、设计单位、监理处联合验收评定为优良。

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参考文献：

[1]《水工混凝土施工规范》

[2]《组合钢模板技术规范》GB50214—2001

[3]《材料力学》

[4]《结构力学》

Constructing Technics of Serial Box Girder in JINGSHEN Expressway K221+160

Abstract：Introduction of the constructing of serial box girder made use of Reinforced Concrete.Introduction that regarding MANTANG Scaffold as the calculating Method of serial box girder Bracket Intensity.Introduction of vertical curve Calculating of serial box girder pre-arch .Introduction of theapplication of Structural Mechanics ,Theoretical Mechanics ,Mechanics of Material,Advanced Mathematics in project.

Key words: Serial box girder box girder Bracket pre-pressure vertical curve

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