摘 要：悬臂浇筑法和支架节段浇筑法是变截面箱梁的最主要两种施工方法，而 0# 块更是施工的重点和难点部位。现结合工程实例，从 0# 块桩柱接合式临时固结体系设计、温控设计和控制、节段支架整体架立、分节对称现浇和效果描述，重点介绍了超宽整幅式变截面箱梁支架法节段现浇关键技术。工程实践表明，当场地具备条件，采用支架法节段现浇法，可加快施工进度，缩短工期和节约施工成本，从而为同类桥型提供了有益借鉴。
关键词：整幅式；变截面连续箱梁；支架法；节段式；现浇
0 引言
随着我国公路及市政工程建设的快速发展，大跨度变截面连续箱梁逐渐成为跨越河流、道路的主流桥型。连续梁的常用施工方法有悬臂浇筑法、满堂支架法、预制顶推法等[1]。根据工程实践，在场地条件许可时，采用满堂支架法是最经济的一种施工方法[2]。本文以某市超宽整幅式高架桥为例，介绍变截面连续箱梁支架节段现浇法施工技术要点。
1 工程概况
某高架桥，起讫桩号 K8+148～K12+160.8，全长 4 012.8 m。 其 中 4 联 为 变 截 面 连 续 箱 梁 ，（40+60+40）m 和（45+75+45）m 各 2 联，上部结构形式为整幅式单箱五室双向 6 车道，宽度 33 m。根据设计图纸，4联变截面连续箱梁采用挂篮悬浇法施工，施工周期相对较长。为确保项目总工期，4 处变截面箱梁必须同时展开施工，挂篮投入大，施工成本高。经现场实地调查，高架桥跨越当地开发区，桥下现状为规划道路，具备落地支架施工条件。因此，采用了变截面连续箱梁支架法节段现浇技术方案，以加快施工进度，节约成本。
2 工程特点和难点
该项目变截面箱梁桥面宽达 33 m, 属超宽整幅式箱梁。根据设计，节段法支架现浇工艺仍遵循挂篮悬浇工艺流程，先进行墩顶 0# 块的施工，然后两侧对称同步进行节段现浇，最后合拢。针对超宽整幅式变截面连续箱梁，0# 块和节段混凝土方量均较大，对箱梁临时固结措施提出了更高的要求，再加上超宽箱梁特殊构造特点（节段宽跨比大），施工中若不注意温控、龄期和支架整体性等技术问题，箱梁混凝土极易出现裂缝[3-5]。
3 总体施工方案及流程
3.1 总体施工方案
0#块临时固结结构采用钢管柱支架体系。首先，充分利用连续墩柱承台安装钢管支撑柱（直径1.0 m，壁厚 10 mm）；根据不同地基支架易出现沉降差异原理，对承台外地基采用灌注桩+承台基础作为支撑钢管柱基础（直径 1.2 m 钻孔灌注桩），以解决支架基础不均匀沉降问题。同时，针对大宽跨比箱梁悬浇法施工底板易出现纵向裂缝的问题，采用节段支架法对称现浇时，通过多节段同步立支架（HR 型门式支架或碗扣式支架），以加快节段施工周期，减少节段龄期差，减少由于宽幅箱梁特殊构造特点造成的混凝土收缩导致的横向效应，以解决底板纵向裂缝问题和连续箱梁的线形控制难题。
3.2 施工工艺
施工工艺流程：
0# 块临时固结体系设计→0# 块施工→温度监控分析→0#块养护和施加预应力→箱梁临时固结→多节段支架搭设预压→节段逐段对称现浇→合拢段施工。
3.2.1 0#块临时固结体系设计施工
根据变截面箱梁结构设计参数，设计由临时钢管支撑柱与预应力体系共同组成的桩柱结合式临时固结体系。沿连续墩柱纵桥向两侧，横桥向分别设计一排钢管柱支撑，其中最外侧钢管支撑柱分别位于箱梁外侧腹板下。在每根钢管柱内设置4根精扎螺纹预应力筋，等 0＃ 块施工完成后，锚固于其底板，把梁体转换成静定结构。承台范围内的钢管支撑柱，通过在承台顶预埋钢板，直接安装；位于承台范围外的临时支撑柱，采用钻孔灌注桩（φ1.2 m）和钢筋混凝土方形承台（1.5 m×1.5 m× 1 m）基础，钢管支撑柱与承台采用法兰板连接（见图1～ 图4）。
图1 0＃块临时固结体系平面图
图2 0＃块临时固结体系立面图
图3 0＃块临时固结体系侧面图
在承台外钢管柱灌注桩基础临时承台施工时，要注意顶部钢板和精扎螺纹筋预埋。钢管支撑柱内的 4 根 JL32 精扎螺纹预应力筋，采用连接套筒接长穿出 0# 块底板 20 cm 以上。钢管支撑柱采用扶墙件与连续墩柱的预埋钢板连接；钢管柱之间横向、侧向采用 H588 型钢进行连接。待后续 0#块施工完成后，安装千斤顶张拉精扎预应力筋至设计吨位后锚固，完成箱梁的临时固结。
图4 预埋钢板大样图
3.2.2 大体积混凝土温控设计
通过实验室设计不少于三组配合比方案，在混凝土中掺加粉煤灰和外加剂等，以降低水泥用量，减少水化热，降低混凝土温升峰值，从而降低构件内外温差。根据施工实际及施工配合比，采用MIDAS 有限元软件进行 0# 块三组施工配合比进行水化热温度仿真计算，并进行对比分析，选定最佳配合比。结果显示，各组配合比均于 70 h 后结构物内部温升达到峰值，峰值温度最小达到 64℃，最大温升约 40℃；结构物表面混凝土在浇筑后 25 h即达到最大值约 43℃，均大于温控规定限值。有限元模拟混凝土温度变化图见图5、图6 所示。
图5 混凝土内部测点温度变化图
图6 混凝土表面测点温度变化图
由图5、图6 可知：大体积混凝土配合比设计中主要考虑在满足混凝土强度的前提下，适当降低水泥用量，降低水化热，以减小混凝土的绝热温升。在混凝土浇筑时，分析季节性温度，采取措施降低混凝土出机温度（如夏季高温使用冷却机和冰块降低施工用水温度。施工时加强表面混凝土的保温养护，在混凝土浇筑 12 h 后，即进行覆盖土工布及洒水养护；混凝土浇筑后，做到混凝土内部降温（埋设冷却管），外部保温，以降低内外温差。
3.2.3 箱梁0#块施工
3.2.3.1 支架体系
箱梁 0#块支架可以利用临时固结钢管支撑柱作为主承重，其上安装底腹板托架（由 H70 型钢和I25 工字钢组成牛腿），然后铺设 H40 型钢分配梁，间距 30 cm 一道；翼板托架采用 H60 型钢和 I25工字钢组成的牛腿，分配梁采用 H40型钢，间距120 cm 一道。在分配梁上铺设 10 cm×10 cm 方木（净间距 20 cm），然后铺设底模板。当地基条件较好，直接硬化基础，搭设满堂支架，间距按横桥向30 cm，纵桥向 60 cm 进行设置。设置横向、纵向、水平向剪刀撑，在顶托上设置纵桥向型钢分配梁，其上铺设 10 cm×10 cm 方木（净间距 25 cm）作为横桥向分配梁，然后铺设底模板，按设计要求进行预压。
3.2.3.2 冷却管布设
为加快 0# 块横隔梁水化热散发，减小内外温差，在钢筋骨架绑扎施工时，同时进行中横梁处五排冷却管的铺设（见图7），在混凝土浇筑完成后立即进行通水冷却。
图7 冷却管布置图
3.2.3.3 测温元件埋设
为实时掌握 0#块混凝土浇筑后的结构内温升、内外温差、降温速率和环境温度等指标，确保大体积混凝土构件质量，根据《大体积混凝土施工规范》要求，在 0# 块中横梁的内、外侧、底、顶端、中点等有代表性的部位埋设测温元件(见图8）。该测温元件应和室内电脑实现无线联网，通过对各监测点的温度变化进行实时观测，以实时掌握构件各部位的温度变化及内外温差，并整理分析，以指导冷却水流速、拆模时间、养护水温度等后续施工。发现异常，及时采取相应措施。
图8 测温元件实景
3.2.3.4 箱梁临时固结实施
0#块完成后，对钢管支撑柱内预埋精扎螺纹筋进行预应力施加。在预应力张拉时，应做到前后左右对称同步进行，严禁单侧张拉，并锚固于0#块底板上。在悬臂支架节段施工过程中，经常检查其紧固程度，每完成3个节段后需对临时锚固筋进行复张拉。
3.2.4 支架法节段施工
3.2.4.1 多节段支架搭设预压
将悬臂浇筑的 2～3 个节段、甚至整跨支架同步搭设和预压，以节省节段拼装预压就位时间，加快施工进度。搭设前，先对桥位处地基进行碾压密实，测试承载力满足要求后，浇筑素混凝土作为支架基础。然后搭设 HR 型门式支架或碗扣式或门式支架，采用小碎石袋预压。根据预压数据，设置箱梁预拱度。
3.2.4.2 节段逐段对称现浇
根据挂篮悬臂浇注原理，首先沿 0#块两侧，对称进行 1# 节段施工，其模板安装、钢筋绑扎、混凝土浇注、预应力张拉、压浆等工序均在支架上进行。该节段施工完成后，对称向前各移动一个节段，进行下一阶段施工，如此循序施工，直至悬臂梁段浇注完成。与整体满堂支架浇注相比，采用节段法施工，可以消除一次性浇注混凝土产生的收缩裂缝；与挂篮悬浇相比，通过减少节段龄期周期，减少了宽幅箱梁构造特点造成的混凝土收缩横向效应，减少了节段接缝处底板的纵向裂缝。并且在施工时通过设置一定数值的预拱度，箱梁卸架后能满意地获得设计规定的外形。
3.2.4.3合拢段施工
合拢段施工顺序为先边跨合拢后中跨合拢，合拢段支架采用吊架施工工艺。在最后节段纵向悬臂钢束张拉完毕后，拆除悬臂端的底模（支架暂时保留，作施工工作平台用），使悬臂处于自由悬臂状态，安装合拢段吊架（采用 I25 工字钢作承重梁，Φ32 mm 精轧螺纹钢筋做吊杆，底模采用竹胶板，侧模采用钢模），如图9 所示。
图9 合拢吊架示意图
4 总结
对于变截面连续箱梁，在场地条件许可时，采用支架节段法施工，不仅加快了施工进度，缩短了工期，节约了施工成本，而且通过采用桩柱接合式0#块钢管柱支撑临时固结体系，较好地解决了地基不均匀沉降问题。同时，采用 MIDAS 有限元软件进行水化热温度仿真计算对比分析，确定最佳施工配合比和温控措施，并通过埋设冷却管、测温元件和施工过程实时温控监测，较好地控制了 0# 块横隔梁大体积混凝土的内外温差，解决了表面防裂难题，提高了桥梁的耐久性，具有较好的社会经济效益，为同类桥型施工积累了宝贵经验，可广泛推广使用。
