某跨灣大橋75m箱梁預制混凝土澆筑施工技術

茍號平，彭 剛

（中交四航局第二工程有限公司 廣州510230）

0 引言

預制箱梁混凝土質量優劣將決定整個橋梁工程的質量，影響箱梁預制的因素有：原材料的質量、混凝土澆筑工藝、振搗方法及混凝土養護、操作工人的責任心等；由于設計箱梁的跨度大、鋼筋及波紋管密布、混凝土厚度薄、標準要求高，稍有不慎會出現質量缺陷。將影響到的橋梁耐久性，為了確保橋梁120 年的設計使用壽命，控制好75 m 預應力混凝土箱梁的混凝土澆筑質量意義十分重大。

1 工程概況

某跨灣連接線主橋全長1.8 km，是橫跨某海灣的高架橋，附帶自行車道和行人道的雙程雙線分隔車道，連接該海灣的東岸及西岸。主橋主跨采用跨徑200 m 的外飄式蝴蝶鋼拱橋，邊跨采用跨徑46.3～75 m的預應力混凝土箱梁，主橋橋面寬34.3 m。我公司主要承擔主橋邊跨18榀46.3～75 m長的預應力混凝土箱梁預制，其中單箱雙室6 片（W5-W2），單箱單室12 片（E2-E7-EA），且箱梁為曲線變截面箱梁，在國內橋梁建設史上比較罕見，采用英國標準，質量要求高。如何預制好箱梁將對我們是一大考驗。單箱雙室箱梁（W5-W2）為喇叭口變截面形狀，最大跨度75 m，頂板寬度20.5 m，厚度0.38 m；底板寬度11.5 m，厚度0.4 m；腹板和中隔板厚度為0.6 m；箱梁在SOL 控制線的高度為3.857 m，橋面沿著SOL 控制線向兩側形成2.5%的雙向坡。單片箱梁混凝土最大方量1 195 m3，最大重量2 988 t，混凝土強度等級為C60。梁體混凝土澆筑順序為從一端向另一端推進，采用“縱向分段，水平分層，左右對稱”的澆筑方法，梁體混凝土一次性連續澆筑完成。

2 混凝土施工工藝流程及混凝土攪拌、運輸、布料方式

2.1 混凝土施工工藝流程

原材料檢測?施工配合比試驗?混凝土拌和及運輸?澆筑底板混凝土?底板及腹板交接處混凝土澆筑?分層澆筑腹板混凝土?澆筑頂板混凝土?頂板抹面?箱梁混凝土養護。

2.2 選用材料及配合比的確定

根據業主要求，箱梁混凝土要求采用機制砂，箱梁C60混凝土1 m3理論配合比材料用量如表1所示。

2.3 箱梁混凝土的拌合

混凝土配合比的初凝時間控制在約10 h，終凝時間在20 h 之內，設計要求箱梁混凝土性能應滿足28 d強度達74 MPa，坍落度滿足200±40 mm?；炷劣深A制場自拌站集中供應，配置2 臺150 m3∕h 強制式混凝土攪拌機，1 h可生產60～80 m3，單片箱梁最大混凝土量約為1 195 m3，可確保16～20 h內完成混凝土澆筑。

2.4 箱梁混凝土運輸方式及布料方式

拌合站距離生產區約260 m，配置8 臺10 m3混凝土攪拌車混凝土運輸車，以滿足泵送要求，單臺泵車的混凝土澆筑速度約30 m3∕h，4 臺泵車分布在箱梁的兩側，2臺負責澆筑頂板，2臺負責澆筑底板及腹板，每臺泵車需配置2臺攪拌車以滿足現場生產需要。泵車的布置如圖1所示。

表1 混凝土配合比及原材料用量Tab.1 Concrete Mix Proportion and Raw Material Consumption （kg）

圖1 泵車平面布置Fig.1 Floor Plan of Pump Truck

3 箱梁混凝土的澆筑順序及澆筑方法

3.1 箱梁混凝土橫斷面澆筑順序

箱梁分12 層澆筑完成，分層澆筑厚度按每層30 cm 控制。新舊澆筑混凝土間隔時間控制在2 h 以內，坡度按1∶10控制，推進步距為6 m。

⑴箱梁平面澆筑方向澆筑順序：從箱梁一端向另一端逐漸推進澆筑，斜向分臺階，水平分層、左右兩箱室對稱推進。

⑵箱梁橫斷面方向澆筑順序：首先左右對稱澆筑底板中間部分、然后同時澆筑左、中、右底腹板根部倒角位置、再分層澆筑腹板根部以上至頂板與腹板交接處，最后澆筑頂板部分；箱梁分層澆筑橫斷面如圖2所示。

圖2 雙室箱梁分層澆筑斷面Fig.2 Cross Section of Layered Pouring of Double-chamber Box Girder

⑶縱向施工順序：縱向分段，階梯狀分層澆筑，坡度按1∶10 控制，推進步距為6 m，每層厚度30 cm，為了防止端部3 m 范圍內翻漿過快，影響混凝土的澆筑質量，在箱梁端部約3 m長改為水平分層澆筑。

3.2 箱梁混凝土澆筑方法

先左右對稱澆筑底板中間部分2.1 m寬，在頂板底模每隔3 m預留的澆筑卸料孔下料。再澆筑腹板與底板倒角處，最后澆筑腹板，考慮到腹板位置的卸料過高，在綁扎鋼筋時腹板頂部每隔3 m預留一個卸料孔，卸料時將泵車軟管伸入到腹板內，確保卸料高度不超過2.7 m，低速緩慢卸料，減少混凝土對模板的沖擊。

箱梁分層澆筑約30 cm∕層，為了防止倒角過多翻漿，第一層和第二層間隔時間約1.5 h，此時下層混凝土流動性以降低，且需在倒角處設置壓漿板，第一層混凝土澆筑厚度30～40 cm；即第一次將倒角混凝土澆筑完畢，倒角處混凝土翻漿寬度30～50 cm；當第二、三層混凝土澆筑時，可有效控制倒角處翻漿，且倒角處氣泡小而少，密實度得到保證。

⑴分層厚度及縱向分段長度控制：分層厚度采用測桿測量，測桿上每300 mm 作一標記?？v向分段長度通過側模上的控制點進行控制。

⑵頂板高度及坡度控制：根據箱梁頂板標高及坡度，橫向每4 m設置斷面出坡度最高控制點，縱向鋪設30 mm 高的方鋼導向軌，橫向間距小于3 m。使用水準儀校校核導向軌的頂部標高，將導向軌與頂板鋼筋綁扎定位牢固。頂板混凝土澆筑可根據導向軌的間距分塊澆筑和振搗，分塊拆除導向軌。

⑶橫隔墻及體外預應力偏轉塊澆筑方法：為了確保內模能夠整體拆出，橫隔墻及體外預應力偏轉塊混凝土采用二次澆筑，澆筑箱梁時，橫隔墻及體外預應力偏轉塊其上方頂板（縱向長度50～70 cm）預留。所有U型鋼筋在施工縫位置均預留套筒。具體方法是：在木模板面上開50 mm 槽，將預留的鋼筋絲牙用海綿條及塑料膠帶包裹，封堵槽口其余空間，第一次澆筑完成，拆除木模板后，將制作成型的鋼筋用套筒連接。內模拆除后，對橫隔板、體外預應力偏轉塊周圍充分鑿毛，以增加混凝土的粘結力。

3.3 箱梁混凝土振搗

混凝土振搗采用進口高頻混凝土插入式振搗棒-威克諾森IRSEN 振搗密實。每臺布料桿橋面配備6臺進口高頻插入式振動棒（3 臺φ50 棒，3 臺φ30 棒，其中1臺φ50棒和2臺φ30棒備用），2臺平板拖，箱內配備6 臺插入式振動棒，（4 臺φ30 棒，2 臺備用）。振搗手5人（橋面3人，箱內2人），平板拖操作手2人。

為了改善混凝土的振實效果，確?；炷恋耐庥^質量，混凝土振搗采用進口高頻插入式振搗器，一是增加液化作用，二是擴大振搗的有效作用范圍，三是縮小振搗時間，防止混凝土產生離析現象。振動棒每一振點的移動間距一般不應超過其振搗半徑的1.5倍；振搗深度不超過振動棒長度的2∕3～3∕4 倍。分層澆筑其層與層之間，應當插入下層混凝土面深度不超過5～10 cm 為宜。同時，振動棒在振搗作業中不得碰撞側模板、鋼筋、波紋管及預埋件等。每一振點的振動時間不可過長或過短，過短則導致混凝土振搗不密實，過長則混凝土產生離析現象，一般情況下每一振點的振搗時間控制在20～30 s 為宜，最短振搗時間決不允許少于10 s。

3.4 箱梁混凝土溫控措施

⑴砂石料降溫措施：砂石料存放在防嗮棚中，澆筑混凝土前2 h采用噴霧降溫，控制其溫度低于30 ℃。

⑵攪拌站罐體粉料降溫措施：在罐體頂部安裝自動噴霧系統，在澆筑混凝土前2 h 開啟自動噴霧降溫，控制溫度低于40℃。

⑶混凝土降溫措施：攪拌混凝土時使用冷卻水及加冰屑降溫。

3.5 頂板混凝土抹面措施

頂板混凝土攤鋪成型且振搗密實后，采用3 m 長鋁合金水平尺沿著導向軌刮平混凝土表面，并使用木抹子進行普通光面處理，達到設計要求標準。收面在混凝土刮平后立即進行，控制表面平整度和橫坡度，第二次收面在混凝土表面無水分且即將初凝時，避免混凝土表面因失水分而出現干縮裂縫。

3.6 箱梁混凝土養護

箱梁混凝土澆筑完成后，在混凝土初凝后終凝前及時進行養護，確?；炷帘砻鏉駶櫊顟B。在箱梁頂板及內腔底板上覆蓋高分子養護膜進行養護，箱內采用灑水養護，腹板外側及翼板下方表面采用噴淋系統噴淋養護。

4 結語

綜上所述，75 m 大跨徑箱梁混凝土澆注工藝綜合了以往海灣大橋60 m箱梁預制場的成功經驗；對混凝土澆筑的速度、混凝土振搗工藝、現場的管理水平等因數進行了總結和提升，并在施工中進行了改進和優化。采用進口高頻插入式混凝土的振搗工藝，混凝土養護采用高分子保護膜和自然養護相結合的方法，基本滿足75 m 箱梁混凝土施工工藝的要求。希望為今后類似的大跨徑箱梁預制施工提供借鑒。