一、概述
1、工程概況
安慶長江公路大橋E標工程南岸堤外引橋為雙幅分離式橋梁，單幅一聯(lián)6跨（6×40m=240m）為單箱單室預應力混凝土斜腹板等截面連續(xù)梁，梁高2.5m，箱梁頂板跨12.75m，底板寬5.384m，箱梁頂、底板厚均為0.25m,腹板厚0.5m，兩側(cè)翼緣板懸臂長度均為2.85m，全橋僅在橋墩支點截面處設置端，中橫梁。橋面橫坡在-3%～2%變化，橋面橫坡由梁底墊石變高度使梁體整體旋轉(zhuǎn)而形成，箱梁橫斷面與梁高均保持不變；橋面縱破為2.75%。
橋面橫坡見下表：
橋面橫坡一覽表
墩號橋面橫坡梁底軸線與橋軸線距離（cm）
左幅（%）右幅（%）左幅右幅
YR110.1160.020662.20657.15
YR12-1.2170.020665.65657.15
YR13-2.551-2.551669.00655.60
YR14-3.000-3.000670.15654.35
YR15-3.000-3.000670.15654.35
YR16-3.000-3.000670.15654.35
YR17-3.000-3.000670.15654.35

箱梁采用單向預應力體系，縱向預應力鋼束設置采用фj15.24鋼絞線，Rby=1860Mpa，波紋管制孔。每跨單側(cè)腹板內(nèi)設置6束16孔鋼束，在接縫處采用鋼束聯(lián)結(jié)器接長；頂板設置12束7孔鋼束，鋼束長為14米，一端為P錨，一端為張拉錨，鋼束跨越橋墩頂分布置，每側(cè)各長7米；底板設置4束7孔鋼束，一端為P錨，一端為張拉錨，每束鋼束跨越施工接縫分布在兩跨內(nèi)。

2、施工方法簡介
南堤外引橋位于緩和曲線段，橋位區(qū)多為農(nóng)田、耕地及居民拆遷區(qū)，陸地施工條件相對較好。施工時，先將橋位地基處理后，采用扣件式滿堂腳手架單幅逐跨現(xiàn)澆施工工藝進行施工，施工時，翼緣模板及外側(cè)模采用定制鋼模板（按首跨長配置一套模板），內(nèi)模采用膠合板（按首跨長配置一套模板），底模采用玻璃鋼竹膠板（按一個標準跨和一個首跨長度配置）。總體施工工藝流程如下：

3、施工工藝流程

二、滿堂支架搭設及預壓
1、地基處理
先用推土機將表層耕質(zhì)土、有機土推平并壓實；承臺基坑清淤后采用分層回填亞粘土并整平壓實。原有地基整平壓實后，再在其上填筑大約30cm的黃土，并選擇最佳含水量時用振動壓路機進行輾壓，輾壓次數(shù)不少于3遍，如果發(fā)現(xiàn)彈簧土須及時清除，并回填合格的砂類土或石料進行整平壓實，然后在處理好的黃土層上鋪設20cm石子，采用人工鋪平，用YZ16噸振動壓路機進行輾壓。在石子層上按照安裝滿堂支架腳手鋼管立桿所對應的位置鋪設枕木；為盡量減少地基變形的影響，在承臺基坑回填好的地基上鋪設大型廢鋼模板（此處不鋪設枕木），廢鋼模板鋪設時，面板朝下。壓實的黃土層及石子層的寬度大約為28米。為避免處理好地基受水浸泡，在兩側(cè)開挖40×30cm的排水溝，排水溝分段開挖形成坡度，低點開挖集水坑。

2、支架安裝
本支架采用“扣件”式滿堂腳手架，其結(jié)構(gòu)形式如下：縱向立桿間距為90cm，橫向立桿間距除箱梁腹板所對應的位置處間距按46cm布置外，其余按90cm左右間距布置（可詳見《堤外引橋滿堂支架橫向布置圖》），在高度方向每間隔1.2m設置一排縱、橫向聯(lián)接腳手鋼管，使所有立桿聯(lián)成整體，為確保支架的整體穩(wěn)定性，在每三排橫向立桿和每三排橫向立桿各設置一道剪刀撐。在地基處理好后，按照施工圖紙進行放線，縱橋向鋪設好枕木，便可進行支架搭設。支架搭設好后，測量放出幾個高程控制點，然后帶線，用管子割刀將多余的腳手管割除，在修平的立桿上口安裝可調(diào)頂托，可調(diào)頂托是用來調(diào)整支架高度和拆除模板用的，本支架使用的可調(diào)頂托可調(diào)范圍為20cm左右。

由于整個堤外引橋位于緩和曲線上，因此擬將每跨支架劃分為8個直線段擬和橋面箱梁曲線，每個直線段5m。施工時注意支架間距應相應調(diào)整。
腳手管安裝好后，在可調(diào)頂托上鋪設I14工字鋼，箱梁底板下方的I14工字鋼橫向布置，長6m，間距為0.9m；由于本方案外側(cè)模板及翼緣模板為大型鋼模板，為考慮模板整體移動，在翼緣板下所對應的位置I14工字鋼采用順橋向布置。I14工字鋼鋪設好后，然后在箱梁底板下寬6米的I14工字鋼鋪設6X12cm的木枋，木枋鋪設間距為：在箱梁腹板所對應的位置按18cm布置，底板其余位置按30~35cm布置。木枋布置好后可進行支架預壓。

3、支架預壓
安裝模板前，要對支架進行壓預。支架預壓的目的：1、檢查支架的安全性，確保施工安全。2、消除地基非彈性變形和支架非彈性變形的影響，有利于橋面線形控制。
預壓荷載為箱梁單位面積最大重量的1.1倍。本方案采用水箱加水分段預壓法進行預壓：施工前，按照水箱加工圖紙加工好水箱，水箱采用3mm厚鋼板進行滿焊加工，加工好后進行試水試驗，確保水箱不漏水。每一段預壓長度為20米左右，由于首跨現(xiàn)澆長度為47米，故首跨需分三次預壓，標準跨為40米及尾跨33米均需分兩次預壓。根據(jù)箱梁橫截面特性，共制作6個大水箱（B型水箱）和6個小水箱（A型水箱），大水箱尺寸為：3米高，3米寬，6.5米長；小水箱尺寸為：1.5米高，2米寬，6.5米長。水箱加工后采用16t汽車吊進行吊裝就位，大水箱安放在箱梁底板所對應的位置，小水箱安放在兩側(cè)翼緣板所對應的位置，12個水箱布置成3排4列，然后用水泵加水進行預壓(詳見《堤外引橋預壓步驟示意圖》)。
為了解支架沉降情況，在加水預壓之前測出各測量控制點標高，測量控制點按順橋向每5米布置一排，每排4個點。在加載50%和100%后均要復測各控制點標高，加載100%預壓荷載并持荷24小時后要再次復測各控制點標高，如果加載100%后所測數(shù)據(jù)與持荷24小時后所測數(shù)據(jù)變化很小時，表明地基及支架已基本沉降到位，可用水管卸水，否則還須持荷進行預壓，直到地基及支架沉降到位方可卸水。卸水時通過水管將水排至水溝中或橋位區(qū)外，以免影響處理好的地基承載力，卸水完成后采用16t汽車吊將水箱前移。卸水完成后，要再次復測各控制點標高，以便得出支架和地基的彈性變形量（等于卸水后標高減去持荷后所測標高），用總沉降量（即支架持荷后穩(wěn)定沉降量）減去彈性變形量為支架和地基的非彈性變形（即塑性變形）量。預壓完成后要根據(jù)預壓成果通過可調(diào)頂托調(diào)整支架的標高。
經(jīng)過幾跨施工，得出支架預壓后總沉降量在4～15mm之間，最大非彈性變形量為13mm，平均非彈性變形量為7mm左右。

4、支架受力驗算
①、底模板下次梁（6×12cm木枋）驗算：
底模下腳手管立桿的縱向間距為0.9m，橫向間距根據(jù)箱梁對應位置分別設為0.46和0.9m，頂托工字鋼橫梁按橫橋向布置，間距90cm；次梁按縱橋向布
置，間距35cm和18cm。因此計算跨徑為0.9m，按簡支梁受力考慮，分別驗算底模下斜腹板對應位置和底板中間位置：
a、斜腹板對應的間距為18cm的木枋受力驗算
底模處砼箱梁荷載：P1=2.5×26=65kN/m2（按2.5m砼厚度計算）
模板荷載：P2=200kg/m2=2kN/m2
設備及人工荷載：P3=250kg/m2=2.5kN/m2
砼澆注沖擊及振搗荷載：P4=200kg/m2=2kN/m2
則有P=（P1+P2+P3+P4）=71.5kN/m2

W=bh2/6=6×122/6=144cm3
由梁正應力計算公式得：
σ=qL2/8W=（71.5×0.18）×1000×0.92/8×144×10-6
=9.05Mpa＜[σ]=10Mpa強度滿足要求；
由矩形梁彎曲剪應力計算公式得：
τ=3Q/2A=3×（71.5×0.18）×103×（0.9/2）/2×6×12×10-4
=1.21Mpa＜[τ]=2Mpa（參考一般木質(zhì)）
強度滿足要求；
由矩形簡支梁撓度計算公式得：
E=0.1×105Mpa；I=bh3/12=864cm4
fmax=5qL4/384EI=5×12.87×103×103×0.94/384×864×10-8×1×1010
=1.273mm＜[f]=1.5mm（[f]=L/400）
剛度滿足要求。

b、底板下間距為35cm的木枋受力驗算
中間底板位置砼厚度在0.5～0.7m之間，按0.7m進行受力驗算，考慮內(nèi)模支撐和內(nèi)模模板自重，木枋間距0.35m，則有：
底模處砼箱梁荷載：P1=0.7×26=18.2kN/m2
內(nèi)模支撐和模板荷載：P2=400kg/m2=4kN/m2
設備及人工荷載：P3=250kg/m2=2.5kN/m2
砼澆注沖擊及振搗荷載：P4=200kg/m2=2kN/m2
則有P=（P1+P2+P3+P4）=26.7kN/m2
q=26.7×0.35=9.345t/m＜71.5×0.18=12.87t/m
表明底板下間距為0.35m的木枋受的力比斜腹板對應的間距為0.18m的木枋所受的力要小，所以底板下間距為0.35m的木枋受力安全。
以上各數(shù)據(jù)均未考慮模板強度影響，若考慮模板剛度作用和3跨連續(xù)梁，則以上各個實際值應小于此計算值。
②、頂托橫梁（I14工字鋼）驗算：
腳手管立桿的縱向間距為0.9m，橫向間距為0.9m和0.46m，頂托工字鋼橫梁按橫橋向布置，間距90cm。因此計算跨徑為0.9m和0.46m，為簡化計算，按簡支梁受力進行驗算，實際為多跨連續(xù)梁受力，計算結(jié)果偏于安全，僅驗算底模下斜腹板對應位置即可：
平均荷載大小為q1=71.5×0.9=64.35kN/m
另查表可得：
WI14=102×103mm3；I=712×104mm4；S=I/12
跨內(nèi)最大彎矩為：
Mmax=64.35×0.46×0.46/8=1.702kN.m
由梁正應力計算公式得：
σw=Mmax/W=1.702×106/(102×103)
=16.69Mpa＜[σw]=145Mpa滿足要求；
撓度計算按簡支梁考慮，得：
E=2.1×105Mpa；
fmax=5qL4/384EI=5×64.35×1000×0.464×109/
(384×2.1×105×712×104)
=0.053mm＜[f]=2.25mm（[f]=L/400）剛度滿足要求。

③、立桿強度驗算：
腳手管（φ48×3.5）立桿的縱向間距為0.9m，橫向間距為0.9m和0.46m，因此單根立桿承受區(qū)域即為底板0.9m×0.9m或0.46m×0.9m箱梁均布荷載，由工字鋼橫梁集中傳至桿頂。根據(jù)受力分析,不難發(fā)現(xiàn)斜腹板對應的間距為0.46m×0.9m立桿受力比其余位置間距為0.9m×0.9m的立桿受力大，故以斜腹板下的間距為0.46m×0.9m立桿作為受力驗算桿件。
則有P=71.5kN/m2
由于大橫桿步距為1.2m，長細比為λ=ι/i=1200/15.78=76，查表可得φ=0.744，則有：
[N]=φA[σ]=0.744×489×215=78.22kN
而Nmax=P×A=71.5×0.46×0.9=29.6kN，可見[N]＞N，
抗壓強度滿足要求。
另由壓桿彈性變形計算公式得：（按最大高度11m計算）
△L=NL/EA=29.6×103×11×103/2.1×105×4.89×102
=3.171mm壓縮變形很小
單幅箱梁每跨混凝土340m3，自重約884噸，按上述間距布置底座，則每跨連續(xù)箱梁下共有765根立桿，可承受2525噸荷載（每根桿約可承受33kN），比值為2525/884=2.86，完全滿足施工要求。
經(jīng)計算，本支架其余桿件受力均能滿足規(guī)范要求，本處計算過程從略。
④、地基容許承載力驗算：
根據(jù)地質(zhì)資料可知，南岸堤外引橋軸線上地表土質(zhì)基本為亞粘土層，分別有：重亞粘土、輕亞粘土、人工填土（粉質(zhì)輕亞粘土，砂壤土）等。地基碾壓密實處理并鋪墊20cm厚石子前，地基承載力在100～130Kpa之間。出于安全考慮，處理后仍按100Kpa設計計算，即每平方米地基容許承載力為10t/m2，而箱梁荷載（考慮各種施工荷載）最大為7.15t/m2，完全滿足施工要求。

三、模板工程
為保證現(xiàn)澆箱梁的外觀質(zhì)量光潔度、表面平整度和線形，加快施工進度，本工程箱梁底模采用鋪設竹膠板，外側(cè)模采用大塊鋼模板，箱體內(nèi)采用膠合板木模。
1、底模：
箱梁底模采用竹膠板，模板加工時可根據(jù)箱梁線形曲線及寬度將模板分段（按順橋向每5m為一段考慮）制作，將每一段視為直線段，即分段用折線代替圓曲線，從而提高了模板的使用效率。
鋸板采用合金鋸片，直徑400毫米，120齒左右，轉(zhuǎn)速3800轉(zhuǎn)/分，在板下墊實時鋸切，以預防毛邊。玻璃鋼竹膠板存放時板面不得與地面接觸，要下墊方木，邊角對齊堆放，保持通風良好，防止日曬雨淋，并定期檢查。
當一跨砼澆筑好后，等強度達到80%后，便可張拉、壓漿，壓漿完成后可將底模板下的可調(diào)頂托下降，將I14工字鋼、木枋和竹膠板脫離底板，取下竹膠模板等。
2、內(nèi)模：
箱梁內(nèi)模采用九合板，木枋順向布置，木枋截面尺寸為6X12cm，木枋布置間距為35cm左右。為施工方便，內(nèi)模分塊加工成幾種型號，并確保同一類型號的模板能夠互用；加工時，將面板和木枋通過鐵釘加工成整體。為便于內(nèi)模從箱梁內(nèi)取出，在每一跨箱梁頂板上預留兩個160㎝（縱向）×100㎝（橫向）的人洞，人孔分布在每跨離橋墩10米處，不能跨越施工縫；每一跨箱梁底板鋼束張拉、壓漿及封錨完成后，將人孔澆注砼封閉。
箱梁內(nèi)模支撐采用φ48×3.5腳手管做排架，立柱支撐在底模頂面上，腳手管順橋向按0.9米設置一排，每排7根，且每排均需設置剪刀撐和縱、橫水平撐，以增加支架的整體穩(wěn)定性，防止內(nèi)模脹模，內(nèi)模支架的搭設原理及方式與滿堂腳手架的搭設原理及方式基本相同；立柱支撐點必須與橫橋向底模下的工字鋼位置對應，而且立柱不可直接支撐在底模頂，兩者間須墊設混凝土墊塊。經(jīng)受力驗算，內(nèi)模及內(nèi)模支架均能滿足規(guī)范要求，本處計算過程從略。
澆注砼之后，等強度達到設計強度的30%后方可進行拆除內(nèi)模。如果拆模時間過早，容易造成箱梁頂板砼下饒、開裂，甚至倒坍；如果拆模時間過晚，將增大了拆模難度，造成拆模時間長且容易損壞模板。具體拆模時間由現(xiàn)場技術人員視現(xiàn)場砼的凝固情況把握好。

3、封頭模板和翼緣端模板
端橫隔板封頭模板采用玻璃鋼竹膠板，施工接縫處縫頭模板采用5mm厚鋼板制作。內(nèi)側(cè)翼緣端模板采用[20a槽鋼（翼緣板砼厚為18cm）；外側(cè)翼緣板由于防撞護欄設計構(gòu)造的緣故，留有10cm的后澆段，采用4cm厚的泡沫板，安裝及拆除時十分方便，雖然泡沫板只能一次性使用，但由于其價格便宜，與采用鋼板相比更為經(jīng)濟。

4、外側(cè)模板和翼緣模板
為確保外觀美觀，本箱梁外側(cè)模板和翼緣模板采用大型鋼板，由專業(yè)模板加工廠家加工制作；為施工方便，將外側(cè)模板和翼緣模板加工成整體，每塊模板寬為2.7米。
面板采用5mm厚鋼板，橫肋采用∠70角鋼，背帶采用2[10槽鋼，背帶間距為90cm，每塊模板上設有3道背帶，每道背帶上設置兩根φ18的拉桿。經(jīng)受力驗算和施工檢驗，此模板強度和剛度完全能夠滿足施工要求。

為調(diào)模、脫模方便，模板外側(cè)每道背帶上設有3根可調(diào)絲桿用來支撐模板，確保模板在澆注砼時不向外傾倒?？烧{(diào)絲桿的上端與模板采用鉸聯(lián)結(jié)，下端與翼緣模板下方的橫向I14工字鋼鉸聯(lián)結(jié)，每塊模板下方的3根橫向工字鋼通過鋼筋連成整體，橫向工字鋼安裝在順橋向外側(cè)模行走軌道上（縱向I14工字鋼）。為確保模板整體不向外滑移，翼緣模板下方的橫向工字鋼與底板下方的橫向工字鋼通過“C-C”型緊索具連接在一起，如此一來，澆注砼時兩側(cè)腹板砼向外的脹力可以相互抵消。
首跨外側(cè)模板及翼緣模板安裝時，采用16t汽車吊起吊。模板起吊前，要將相應的絲桿和橫向I14工字鋼聯(lián)接好，在模板就位時，要將模板上的橫向工字鋼與底模板下的橫向工字鋼位置對齊。由于每塊模板面板均為平面，沒有按照箱梁平曲線設置弧面，故安裝模板時，確保模板與模板之間留有15mm左右的間隙，以此來調(diào)出箱梁的平曲線（實際為若干折線）。模板之間的間隙通過木板條和玻璃膠進行堵塞，不留縫隙。

當砼強度達到設計強度的50%～60%時，方可脫離外側(cè)模板和翼緣模板。脫模時，只需將每塊模板上的可調(diào)絲桿收緊，模板就會自動脫離砼表面，十分方便。為確保外側(cè)模和翼緣模能夠順利行走，應確保模板脫離砼面不小于8cm。

外側(cè)模行走采用5t或10t卷揚機拖動行走，由于箱梁處于平曲線內(nèi)，故每次只能行走1～2塊模板。模板行走時，卷揚機安放在已澆梁段頂板上，通過人孔、型鋼和鋼絲繩等將卷揚機固定。為確保鋼模板能夠行走至將施工梁段的最前端，應確保卷揚機鋼絲繩的導向輪安裝在施工梁段最前端的前方。為確保模板行走時不脫離行走軌道，將模板下方的橫向工字鋼通過鋼筋等卡在工字鋼軌道上。

根據(jù)施工實踐，外側(cè)模及翼緣模板只需1.5天左右便可全部行走到位，而每一跨箱梁張拉需不少于一天的時間，由于模板行走可在張拉前一天進行。故在張拉完成之前模板能夠全部行走到位后。單側(cè)模板行走到位后，便可一邊進行調(diào)模，另一邊進行模板行走，大大縮短了工期。

四、混凝土施工
1、混凝土配合比的設計及要求
①混凝土強度等級為C50
②水泥：采用華新P052.5水泥。
③粗骨料：東至縣香口產(chǎn)5～25cm級配。
④細骨料：江西贛江產(chǎn)中粗砂。
⑤單幅箱梁一次澆筑最大方量約408m3，2個50m3的混凝土站，實際生產(chǎn)能力約為35m3/h，初凝時間不得小于12h，坍落度為14-18cm。
⑥每灌攪拌時間不小于90s。
⑦確保砼的流動性、和易性、秘水性及可泵性能夠施工及質(zhì)量要求。

2、箱梁混凝土澆筑
由于砼為整跨澆注，方量較大，澆注時間長，首跨澆注方量為408m3，標準跨每跨澆注方量為340m3。如果采用一臺攪拌站澆注，按每小時20m3計，則首跨至少需要澆注20小時，經(jīng)過討論，擬采用兩臺攪拌站進行澆注。

由于其它標段的箱梁澆注均出現(xiàn)了不同程度的問題，如腹板砼冷縫及分層現(xiàn)象較明顯、頂板砼表面有裂紋、箱梁內(nèi)翻漿現(xiàn)象嚴重。項目部對造成這些問題的原因及預防方法進行了專門的討論，經(jīng)過討論，一致認為：腹板砼出現(xiàn)冷縫和分層現(xiàn)象是由以下一種或幾種原因引起
①澆注氣溫過高或風干現(xiàn)象嚴重造成砼出現(xiàn)假凝現(xiàn)象。②砼初凝時間過短。③砼澆注補料間隔時間過長。④砼振搗不力，在每次補料前沒有將砼表面假凝層破碎。
⑤砼配合比不均勻，某層砼澆注坍落度過大，某層砼澆注坍落度過小。頂板砼表面出現(xiàn)裂紋是由以下一種或幾種原因引起①澆注氣溫過高或風干現(xiàn)象嚴重造成砼表面容易開裂。
②砼養(yǎng)護不力或養(yǎng)護不及時。
③砼表面抹面不力，沒有修漿。
④砼配合比不合理。箱梁內(nèi)翻漿現(xiàn)象嚴重是由以下一種或幾種原因引起①砼坍落度過大。②砼澆注時，每一層澆注過厚。
③砼振搗方法不對，振動時間過長。
④砼初凝時間過長，砼澆注補料間隔時間過短。⑤砼澆注時氣溫偏低或雨天澆注。
針對以上問題，項目部做出了如下措施：每一跨砼澆注總體上遵循從低處向高處即從南到北的順序澆注，澆注步驟分四步進行，詳見《堤外引橋砼澆注步驟示意圖》。

按照示意圖所示的澆注工序進行，有效地控制了每一層砼的澆注厚度，既有利于砼振搗，又有效地減少了底板砼的翻漿現(xiàn)象，同時有效地控制了每一次砼澆注后的布料間隔時間。施工過程中，當每一段頂板澆注好后，立即用潮濕麻袋蓋好進行養(yǎng)護，防止風吹開裂。每一跨砼澆注時間為13小時左右，采用本方法澆注的砼，拆模后，外觀質(zhì)量較好，沒有出現(xiàn)分層和冷縫現(xiàn)象，砼頂面沒有出現(xiàn)裂紋。

五、小結(jié)
1、本工程的滿堂支架地基處理與安慶長江公路大橋其它標段滿堂支架地基處理相比，工序上更為簡單，造價上更為經(jīng)濟，實踐表明結(jié)構(gòu)上也能很好的滿足施工及規(guī)范要求。

2、采用水箱加水進行預壓，表面上看加工水箱價格高，但由于其周轉(zhuǎn)次數(shù)多，所花勞動力少，多次周轉(zhuǎn)使用后，比采用砂袋碼砂進行預壓所花造價要低；且水箱加水進行預壓，工序簡單，施工進度快，比采用砂袋碼砂進行預壓要安全，值得推廣使用。在今后的施工中，如果采用滿堂支架施工的跨數(shù)較多，建議采用水箱加水法進行預壓；否則宜采用砂袋碼砂法進行預壓。如果采用水箱加水法進行預壓，建議在水箱底部設計若干滾輪或滾軸，以便2~3人就能推動水箱前移。

3、外側(cè)模板及翼緣模板采用大型鋼模板，造價比采用竹膠板施工要昂貴，但鋼模板比竹膠板可周轉(zhuǎn)的次數(shù)要多，澆注的砼的外觀質(zhì)量要好，且模板前移及調(diào)模、脫模也更方便，所花時間要少?？傊?，兩者各有優(yōu)缺點。在今后的施工中，如果采用滿堂支架施工的跨數(shù)較多，建議采用鋼模板施工，否則宜采用竹膠板施工。如果采用大型鋼模板，建議在模板下方橫向工字鋼上設置滾輪，采用人工推動模板前移。