高架橋多形式箱梁結構的施工

毛文忠 張志敏 徐大為

上海建工五建集團有限公司 上海 200063

1 工程概況

上海崧澤高架路工程是虹橋樞紐綜合交通配套“一縱三橫”中的重點工程之一，位于青浦區和閔行區。3標段新建高架橋全長5 825 m，地面道路全長5 522 m。平行匝道設置3對。G15互通立交1座，含6條匝道。G15主線橋拼寬1座，地面橋梁6座?，F狀道路為雙向4快2慢，設置有中央分隔帶，部分路段外側未實施人行道，跨越路口平面交叉13處，立體交叉1處（G15），河道6條。標段范圍內崧澤大道與軌交17號線并行（軌交17號線在崧澤大道段G15以東為地下線路，西側均為高架線路）。

本工程跨越多條河流，存在許多匝道，路況復雜，根據各節點的設計要求，存在小箱梁、現澆混凝土箱梁、剛接空心板梁、鉸接空心板梁、鋼-混組合梁、鋼結構連續箱梁、簡支T梁等共7種形式的箱梁結構。其中，小箱梁和現澆混凝土箱梁最多，其他箱梁結構只用于特殊跨線節點。

立交匝道變寬異形結構及半徑較小的非跨線節點采用現澆混凝土箱梁結構，36 m跨徑以下梁板采用預制小箱梁或空心板，40～60 m結構跨徑采用鋼混組合梁結構，超過60 m結構采用鋼結構連續箱梁結構，NW匝道既有匝道拼寬采用連續剛構的無梁板結構，NW、WN匝道對原結構加寬寬度小于1 m，采用既有懸臂加寬的形式實現拓寬。

2 鋼箱梁施工技術

2.1 鋼箱梁分段制作

鋼混組合梁存在40、42、45、50、55、60 m共6種跨徑，異寬段鋼混組合梁有50、52、55 m共3種跨徑?？v向以設計的箱室為準，單箱制作運輸吊裝。橫向50～60 m的鋼梁分為2段制作運輸吊裝，40、42、45 m的鋼梁跨中不分段，整體制作運輸吊裝[1]。

2.2 跨橋鋼箱梁分階段吊裝施工

本工程鋼結構橋梁共分20聯，其中跨路口鋼混組合梁12聯，跨河鋼結構橋梁8聯：新通波塘橋7聯（高架橋1聯、地面橋外側2聯、內側2聯、匝道2聯），嵩塘（湖五河橋）1聯?？绾愉摿汗灿嬁缭?個路口，分別是新通波塘橋（7聯鋼梁）與湖五河橋（1聯鋼梁），吊機均選用雙機抬吊；跨路異寬段鋼梁共計4聯，吊機選用250 t履帶吊。

受到現場條件限制和地面交通要求，對各跨橋和跨路鋼箱梁進行分段吊裝，以新通波橋段為例，將該橋7聯鋼結構梁分4個階段吊裝（圖1）。

圖1 跨橋鋼箱梁分段示意

第1階段吊裝外側地面橋K5（A1、A2），跨度55 m，共計2幅，每幅質量266 t，每幅分2段吊裝。

第2階段吊裝內側地面橋K5（B1、B2），跨度55 m，共計2幅，每幅質量206 t，每幅跨中分段，現場拼裝成整體后吊裝。吊裝時拆除內側2幅地面橋，施工內側2幅新建地面橋，利用既有舊橋基礎作為吊裝停機位置。

第3階段吊裝新通波塘高架橋（C1），跨度55 m，總質量639 t，加工跨中分段，共計6段，每個箱室現場拼裝成整體后吊裝，吊裝質量約196 t，利用既有舊橋基礎作為吊裝停機位置。

前3階段吊裝時均利用地面老橋人行橋運輸鋼梁，再采用雙機抬吊吊裝。

第4階段吊裝新通波塘匝道JDAK5/JDBK5（D1、D2）跨度55 m，共計2幅，每幅質量206 t，每幅跨中分段，現場拼裝成整體后吊裝，此時拆除地面老橋人行橋，利用新建內側地面橋運輸匝道鋼梁，再采用雙機抬吊吊裝。

2.3 跨路鋼箱梁吊裝施工

跨路鋼混組合梁吊裝包含不設置鋼支架和設置鋼支架2種吊裝工況[2]，對小于等于45 m的跨路鋼混組合梁不設置支架，吊裝采用單機吊裝（45 m跨采用320 t履帶吊，其他跨采用260 t履帶吊）；大于45 m的跨路鋼混組合梁設置支架，分段吊裝采用250 t履帶吊，雙機抬吊。

2.4 吊裝效果

跨河鋼箱梁分階段吊裝方案充分利用了既有舊橋基礎作為停機位置，利用老橋人行橋運輸鋼梁，大大降低了吊裝難度，很大程度上提高了吊裝效率。而跨路鋼箱梁的吊裝高度高，吊裝空間狹小，吊裝施工困難，對吊裝技術和吊裝管理有著十分嚴格的要求。

鋼箱梁起吊過程，先用汽車吊將其吊送到高空，隨后在16.0 m和37.5 m處先后進行2次90°的“空中轉體”，將鋼箱梁精確送至預先設定的點位后，再用2臺汽車吊機在吊裝點開展“空中換手”。重新布置完吊裝點后，使鋼箱梁準確到達定位點。最終憑借搭積木式的預制施工技術，在保證吊裝精準安全的前提下，不僅大大加快了安裝速度，還最大程度上減少了噪聲、揚塵和對道路交通的影響。

3 小箱梁施工技術

本工程高架、平行匝道上部結構除跨線處及特殊節點外均采用小箱梁結構。其中，除變寬段、K487跨及K495采用簡支小箱梁外，其余均采用簡支變連續小箱梁。本標段預制小箱梁、空心板梁共有14種跨徑，需架設的混凝土小箱梁共1 328片、孔心板梁共216片。根據現場施工條件，擇優選擇架橋機架梁、履帶吊架梁和汽車吊架梁3種方案。

3.1 架橋機架梁施工技術

架橋機的主梁中心距為6 m，配合架橋機和起吊天車的橫向移動可以實現箱梁的一次就位。吊裝前采用運梁車預制混凝土小箱梁從制作工廠運送至吊裝現場，使用龍門吊將小箱梁吊送到橋面的運梁車上，通過移動運梁車將小箱梁送到架橋機尾部的主梁內，隨后使用起吊天車吊運和安裝小箱梁。線上運梁車在喂梁時都采用5.6 m/min的速度，當前起吊天車起吊梁后，起吊天車和后運梁平車都以5.6 m/min的速度運行，直到后起吊天車起吊梁后，兩天車以5.6 m/min的速度攜梁縱移，此時喂梁工作完成[3]，兩運梁車返回繼續拉梁，空車返回時可掛高擋快速運行。

架橋機架梁共分4個步驟，工藝流程如下：預制梁由輪胎式運梁車馱運至架橋機尾部，至前天車能夠起吊的位置停止；前天車吊起梁的前端，與后運梁車同步向前，至后天車可以起吊的位置停止；后天車吊起梁的后端，與前天車同步向前，直至預制梁縱向吊運到位；兩天車同步落梁，離支座一定高度時，通過大車橫移和小車橫移將預制梁在橫向上安裝到預定位置；運梁車返回繼續拉梁。

3.2 履帶吊架梁施工技術

根據履帶吊所吊質量最大的30.5 m小箱梁的規格、尺寸、質量以及現場的作業環境，結合吊車站位、吊車走位以及起重機的性能，選用2臺260 t履帶吊進行雙機抬吊作業。2臺履帶吊，其中1臺在當前所架小箱梁的跨內站立，吊車沿平行于蓋梁的方向走位，另一臺在下一跨的跨內站立，吊車也是沿平行于蓋梁的方向走位。

以P338～P342墩小箱梁吊裝為例，吊裝過程如下：

1）運梁車拉梁至線路旁邊，履帶吊停在運梁車外側從運梁車上將梁提起。

2）梁從運梁車上提起1 m后，運梁車開走。2臺履帶吊提梁向前，將梁放到蓋梁預定位置上。

3）重復步驟1、2，架設該孔的另外5片小箱梁。

4）同樣，運梁車將第2孔梁拉運到至線路旁邊，履帶吊停在運梁車外側從運梁車上將梁提起。

5）梁從運梁車上提起后，運梁車開走。2臺履帶吊提梁向前，將梁放到蓋梁預定位置上。

6）重復步驟4、5，架設該孔的另外5片小箱梁。

3.3 汽車吊架梁施工技術

根據梁長20 m，最大吊重37.5 t，橋臺頂至地面高度2.0～2.5 m，吊車工作最大吊高17 m，回轉半徑在15 m左右，計算出臂長約為22.7 m，因此選用1臺220 t汽車吊。

架梁按由內向外的原則，橫橋向先架中間，再架兩側；順橋向先架中跨，再架邊跨。汽車吊吊裝步驟如下：

1）在正式吊裝前進行試吊，將梁吊至離運梁車5～10 cm，停止起吊，停頓3～5 min無異常后繼續起吊。

2）將梁吊至距離運梁車1 m左右位置停止起吊，等到梁保持穩定后，檢查箱梁和運梁車是否還存在接觸，確認無誤后將運梁車駛離。將梁離開梁車后及時落低，然后由汽車吊旋送至蓋梁上方編號相應位置，吊車停止動作，待梁平穩后，緩慢落鉤至距蓋梁上方10～15 cm處（保持梁的平穩），待校正好墊片后，吊車同時緩慢落鉤，橋梁就位[4]。

3）用事先準備好的等高木塊支墊箱梁下沿，墊片架設順序由一側外邊梁至另一側外邊邊梁逐片進行架設，架設時箱梁不傾斜，確保梁安全。

3.4 質量控制

1）架梁前須按照設計圖紙做好測量放線工作，對預埋件、支座、伸縮縫、安裝設備及構件外形尺寸進行復核。

2）梁體安裝時，必須保證伸縮縫寬度，并對伸縮縫位置進行覆蓋防護，避免縫中掉落雜物。

3）梁體就位必須準確，底面同支座完全接觸，支座水平，梁底面符合設計要求的坡度。支座四角高差≤1 mm，支座水平位置偏差≤2 mm，就位不準確時須吊起重放。

4）邊梁架設時，應按橋梁總體設計的坡度和曲線要求，外側線形順暢，橋梁寬度控制準確。在梁體橫移就位后翼板下緣應架設斜撐穩固，并與相鄰箱梁采取外露鋼筋間焊接牢固，保證邊梁橫向穩定。

4 現澆混凝土箱梁施工

4.1 支架體系施工

支架采用碗扣式鋼管腳手架[5]。為保證橫向車輛通行，采用螺旋鋼管支設支撐式橫向門洞。支架搭設完成后進行預壓，根據事先計算的相應部位的質量來防止壓重，預壓質量為鋼筋混凝土荷載的1.2倍。預壓過程中在支架豎向設置2道觀測點用以監測支架的變形與沉降。

4.2 模板施工

模板材料為厚15 mm竹膠板，根據箱梁尺寸進行現場加工。支架頂設可調高度頂托，橫向采用方木作為背楞，竹膠板固定在方木上。支模分2次進行，第1次安裝外底模和縱向肋側模，支模到頂板承托以下50 mm；底、腹模板鋼筋綁扎成形安裝內模后，在內模內設置斜交鋼管作為內撐，相鄰箱室用對拉螺桿連接（圖2）。

圖2 底/腹板澆筑支撐

第2次進行箱梁頂板內底模的安裝，安裝過程中在頂板設100 cm×120 cm人孔，頂板底模設置內支撐，便于內模拆除重復利用，人孔用吊模支模補缺，人孔設置需避讓預應力鋼束位置。頂板底模模板采用與底板、腹板相同材質，頂板支撐采用鋼管支撐（圖3）。

圖3 頂板澆筑支撐

4.3 鋼筋與混凝土施工

1）鋼筋在后場加工成半成品，塔吊轉運到施工現場綁扎成形。箱梁的鋼筋安裝程序為：梁底板→梁肋板→橫隔梁→梁頂板。水平箍筋、拉鉤筋自上而下綁扎，間隔綁扎呈梅花形。鋼筋焊接、螺紋接頭或綁扎接頭應設置在內力較小處，并錯開布置，搭接、焊接頭焊縫平整。

2）混凝土分2次澆筑，順橋向采用每孔順序分層澆筑，橫向從斷面中間向兩側澆筑，先底板、后腹板。每孔箱梁的混凝土工程量較大，為避免冷縫產生，泵送混凝土摻加緩凝劑，初凝時間10 h，延長初凝時間。箱梁底板、腹板混凝土澆筑從低向高，采用斜向分段、水平分層的方法澆筑，先進行底板混凝土澆筑，待混凝土稍凝時再澆筑中腹板和邊腹板，每次澆筑間隔時間最好控制在1 h內。箱梁頂板混凝土澆筑前在箱梁頂板上采用4#角鋼作為頂板面標高控制點和分倉控制線，標高控制在角鋼上以縱向5 m一個點設置，分倉縫以縱斷面按混凝土澆筑方向布置。

4.4 預應力施工

預應力波紋管與內襯管在澆筑混凝土前安裝到位，混凝土強度達到設計強度的90%時，且齡期滿10 d以上，允許張拉。張拉順序為：先長束后短束。張拉預應力鋼束為后穿施工，采用自錨功能的千斤頂兩端張拉，張拉完成48 h內采用真空壓漿工藝進行孔道壓漿。

5 結語

為適應各個節點的施工設計要求，崧澤高架3標段項目采用多種形式的箱梁結構，是同類工程中一個較為典型的案例。文中總結了鋼箱梁的分階段吊裝、預制小箱梁多形式吊裝和現澆混凝土箱梁施工等技術方案。這些方案不僅在該工程中發揮積極作用，也對類似工程具有借鑒意義。