下穿既有线城市桥梁现浇混凝土箱梁施工技术

周伟

（中交二航局成都城市建设工程有限公司，成都 610000）

1 工程概况

本文涉及工程标段下穿铁路，左右幅下穿的形式不一样，其中左幅的下穿形式为路基形式，右幅的下穿形式为连续梁桥下穿。本桥梁宽度为9.2m，桥梁下部结构为桩基础+盖梁，桩基直径为1.2m，盖梁设置在桩顶，盖梁的长度、宽度和高度分别为7m、1.7m和2.3m。桥梁主梁建筑形式为单箱单室截面，箱梁跨中位置的顶板的厚度为0.25m，并由梁端向跨中横隔板附近，顶板的厚度从0.25m增至0.3m，变化规律为线性变化；箱梁跨中位置的腹板厚度为0.3m，并由梁端向跨中横隔板附近，腹板厚度由0.3m增至0.6m，变化规律为线形变化。在每一个连续梁跨中位置都设置一道跨中横隔板，厚度为0.2m，边跨端部的位置需要设置横梁，横梁厚度为1.2m，中跨端部的位置也要设置厚横梁，厚度为2m。

2 桥梁现浇混凝土箱梁施工工艺

2.1 下部结构施工

本文项目的桩基共有10根，桩基直径为1.2m，因为与铁路线路距离较近，应用旋挖钻成孔的方式对桩基进行施工，应用汽车吊下放钢筋笼，应用泵车对水下混凝土进行浇筑。在对桩基进行施工时，注意尽可能降低施工过程对铁路线路所造成的影响，将施工时产生的弃土堆放到指定位置，对桩基施工泥浆池做好防渗防漏处理。完成桩基施工后，破除桩头，然后就可以施工盖梁及桥台。

2.2 上部结构施工

1）支架搭设。应用碗扣式钢管脚手架制作满堂支架。满堂支架系统主要由支架基础、支架底座、碗扣式钢管脚手架、支架顶托4部分构成。基础施工：清理施工场地的浮土，搭设支架，在搭设支架的时候，注意综合考虑支架配杆以及梁底标高确定地面标高，将场地推平，充分压实。支架搭设：在安装支架时，将立杆设置在垫板中心，扣紧各个扣件，提高立杆连接的牢固性。在搭接斜杆的时候，控制斜杆的搭接长度必须超过1m，另外，还要注意支架顶托伸出长度必须小于30cm，应用U形托托住顶托，避免托梁发生脱落。底侧模安装：完成顶托的安装施工后，沿着纵向安装方木作为主梁。应用厚度为1.8m的竹胶板作为底模，在安装施工前，应用全站仪对箱梁底板的变现进行放样，底模两侧各边都需要较箱梁底板边线宽5～10cm，方便后续侧模的固定

2）钢筋制作绑扎。待箱梁底板模板完全铺设好之前，在施工现场完成钢筋的制作，然后应用专业的运输车辆将其运输到施工位置，并应用起重设备起吊钢筋，在底模上完成绑扎。

3）内模安装。完成箱梁底板、腹板钢筋的安装操作后，对安装质量进行检查，检查合格后，就可以安装内膜[1]。内模模板应用厚度为1.8cm的优质竹胶板制作。应用脚手管系统作为模板支撑体系，其一共分为3层，每一层的间距为50cm，具体布置如图1所示。

图1 内膜示意图

4）底腹板混凝土浇筑。应用水平斜向分层的方式浇筑腹板，控制每一层的浇筑厚度不能超过30cm，两侧腹板浇筑时，注意对称浇筑。浇筑时按照从低端向高端的方向连续浇筑，浇筑接近高端的时候，为防止两端的混凝土出现不密实的问题，注意从另外一端向相反方向投料。

5）顶板混凝土浇筑。完成浇筑的混凝土强度超过95%设计强度后，就可以浇筑顶板混凝土，对腹板和顶板连接位置的混凝土进行凿毛处理，然后对顶板混凝土进行润湿处理。浇筑时，注意控制好混凝土顶面的标高，完成浇筑后的混凝土初凝后，及时对顶面进行拉毛处理，拉毛深度控制在1～2mm。完成浇筑的混凝土达到初凝后，及时进行洒水养护，并保证养护时间必须超过7d。

3 下穿既有线城市桥梁现浇混凝土箱梁监控量测及控制

3.1 墩身监测及分析

1）桥墩蹲身的位移、沉降、倾斜以及隧道上方地表沉降的监测是主要内容。通过水准仪+测微器及铟钢水准标尺进行监测工作，在进行倾斜监测的时候，运用固定式倾斜仪搭配读数仪进行监测，位移监测则采用全站仪搭配反光贴片展开检测[2]。

2）监测当中的预警值与控制值。对于铁路而言，其对桥梁沉降的要求十分严格，根据常规的地表沉降控制以及预警数值的标准，已经不能满足现在的需求，和此处桥梁的实际情况相结合，施工单位会与铁路的有关部门进行协商确立统一的标准，如表1所示。其中分别展现了监测值的变化规律，然后结合桥墩在加固时期的监测数值进行综合的判断。

表1 监测控制值与预警值

3.2 箱梁应变监测

作为混凝土的重要基本性能之一，抗拉强度及变形是混凝土破坏机理的重要依据，直接影响混凝土的结构开裂、变形及耐久性。应变计的监测可以了解结构的变形情况，并通过结构体的计算得出结构体应力。通过应变计采集的数据可由式（1）计算得出：

式中，a为混凝土应力；E为混凝土弹性模量，MPa；ε为混凝土应变，MPa。

3.3 碗扣支架钢管应变监测

根据应变计所采集的数据，通过式（2）计算：

式中，F为轴力，kN/m；E为钢管弹性模量，MPa；ε为钢管应变，MPa；A为钢管截面积，m2。

3.4 监测结果分析

将所采集到的应变数据进行温度修正，基准定为浇筑完成后的第一次应变测得数据，将应变数据与基准数值相减即得出梁体的真实应变，并结合式（1）计算出箱梁各测点应力，如图2所示。

图2 实测1顶底板应力变化图

由图2可看出，在钢浇筑完成时顶底板的受力较小，底板受压应力较小，顶板受较小拉应力，平均为-0.07MPa；在腹板张拉预应力钢筋完工后，箱梁开始承受全截面的压应力，顶板为2.35MPa，底板为2.62MPa；在底板及顶板张拉完预应力钢筋后，顶板压应力小于底板，箱梁开始呈现上拱状态，此时碗扣支架不受力，在拆除支架后截面的顶底板有微小的应力变化，顶板压应力为4.39MPa，底板为8.80MPa，可知计算值与变化规律大体一致。

碗扣支架钢管应力监测：碗扣支架钢管采用外贴式应变计，安设位置为各跨距支座1/16跨出，共有6个控制截面，由于篇幅限制，本文仅选取一个截面进行分析。将截面所测得的应变值根据式；（2）计算即可得到钢管轴力值，但根据相关标准规范可知，对于永久荷载的计算，除了梁体质量还包括钢筋、模板及支架的质量。可变荷载则为施工人员及机器的荷载。因此，计算值还应加上以下荷载值：24kN/m2的预应力钢束质量、0.5kN/m2的模板质量、1.0kN/m2的施工人员及机器荷载作为计算的修正值。将计算结果与实测值进行对比，得出图3。

图3 计算与轴力监测图

通过图3可知，在开始浇筑梁体时碗扣式支架的受力较为均匀。当预应力进行张拉时，梁体的跨中会产生上拱，导致碗口支架与梁体脱离，不承受力的作用，碗扣支架的受力也发生变化。在墩的周围支架轴力增大，承受更大的作用力。

本文通过对监测结果进行分析，并与计算值做对比的方法，得出箱梁的应力以及碗扣支架的受力变化，得出下列结论：（1）预应力混凝土连续箱梁的应力监测值与计算值基本一致。（2）碗口支架应力监测值与计算值基本一致；（3）在开始浇筑时碗扣支架的受力较为均匀；（4）在张拉预应力钢束时，会使梁体及碗扣支架应力产生较大变化，因此，在施工时必须认真监测，分析梁体的受力情况，确保梁体施工质量。