摘要：本文对了现浇箱梁一次性浇筑的优点进行了理论分析，并对配合现浇箱梁一次性浇筑的模板施工技术进行了探讨。
关键词：现浇箱梁,一次性浇筑,模板,施工技术
前言
现浇连续梁桥具有线形舒展、伸缩缝少、刚度大、行车平稳、养护简便等优点，是目前被广泛采用的一种桥梁结构形式。现浇连续梁施工工艺已比较成熟，但随着高强材料在工程施工中的广泛运用，梁体的截面尺寸正在逐步减少，箱梁内部净高也随之减少，箱内剩余的操作空间不能满足人体操作空间的需求，给箱梁底部混凝土振捣质量控制带来了较大难度;传统的二次浇筑工艺虽然能够满足施工操作的空间需求，但增加了一次施工循环，并在箱梁外侧留有明显的施工接缝，不但施工工期加长，而且在腹板接缝处易出现质量隐患。因此，既能够满足施工操作空间需求，又能够一次性浇筑现浇箱梁的施工技术具有广泛的应用价值。
同时传统的模板工艺易出现芯模上浮造成顶板厚度不足、底板因“涌料”造成自重大等质量问题，一次性浇筑配合无底芯模施工技术能够有效避免箱梁芯模上浮，保证顶板厚度，且能够满足底板混凝土振捣操作空间，使混凝土得到充分振捣，箱梁混凝土施工质量较好，同时内模拆卸方便，模板再利用率高。
1 传统二次浇筑的缺点分析
二次浇筑在箱梁腹板处形成施工接缝的同时，对梁体受扭力学性能产生不利影响。
1.1施工接缝对砼强度的影响
对于一般的单室箱梁来说，在腹板处主要受纵向的主应力和横向的弯矩影响，如果腹板处存在施工接缝，主应力及弯矩施加方向均平行于施工接缝。为研究箱梁施工接缝对梁体砼强度的影响，共制作了35批次砼抗压及抗折试件，每批六组，每组3件，即共计630试件。其中2组为一次浇筑，另四组第一次制作半个试件，待砼终凝后凿毛再作另一半，间隔时间2-13天不等。试验时，压力机分别平行和垂直于施工缝加压，结果发现二次施作的试件无论抗压、抗折强度较一次成型试件均不同程度降低，最明显的是抗折强度，当砼接合面平行于受力方向时，其强度值范围为一次浇筑试件的0-70%。影响其强度的主要原因是施工结合面的凿毛质量，少数试件接合面凿毛质量较差，其抗折强度竟然为0。因此二次浇筑的箱梁其施工接缝处必然会对梁体受力产生不利影响，特别是在工程量大、工期紧迫的情况下，产生质量隐患的可能性非常大。
1.2箱梁受扭的力学性能对比分析
由于连续箱梁每联的长度较大，与箱梁断面尺寸及梁体顶底板厚度不成比例，梁长与梁高比例一般大于10，梁高与板厚的比例也在5倍以上，符合薄壁杆件的条件要求，因此，可将连续箱梁视作薄壁杆件。而大多数立交桥线型复杂，多为弯桥，桥梁自重荷载及桥上行车荷载很难集中剪力中心，因此产生较大扭距，而纵向施工缝对梁体的抗扭产生较大的影响。根据薄壁杆件理论在计算箱梁抗扭转性能时候的三个基本假定：①箱梁横截面的周边不变形;②箱梁中面没有剪切变形;③横截面上法向应力和剪应力沿壁厚是均匀分布的。就可以把单室箱梁的断面形式简化为矩形。
一次性浇筑的箱梁为一闭口薄壁杆件，二次浇筑的箱梁存在A、B两条施工接缝(见图8-3)。为便于分析比较，取施工缝质量的最不利状态，即假设箱梁为一个开口的薄壁杆件组，没有约束条件，处于自由扭转状态，因此可以用薄膜比拟法简单计算箱梁在受力状态下的扭矩。
首先，假设箱梁任一微元dA在X、Y轴平面上受剪力 、 ，则Z轴方向的扭矩为 根据虎克定律可得：
对于开口薄壁杆件(如图8-1)，可视作几个狭长矩形截面的组合，由于壁厚t、d与L、h之比很小，故可忽略短边对薄膜的影响，由薄膜比拟可得 ，在t/2处高度为ZO，则薄膜下体积
由此可见，当箱梁截面最大容许剪应力相同时，闭口薄膜杆件的最大容许扭矩与开口杆件相比，相差近17倍，当然此值与截面的形状及壁厚有关，但是一次浇筑成型的箱梁抗扭转能力比二次浇筑的大许多的确是事实。如果箱梁采用二次浇筑，必须采取特殊措施，严格控制二次浇筑施工接缝的凿毛质量，否则将出现难以想象的后果。在工程实践中对任何时间、任何队伍的施工质量都进行精确控制是不现实的，因此为取得质量、外观、工期几个因素的综合统一，必须克服箱梁一次性浇筑工艺上的困难，确保一次性浇筑。
2模板施工工
对于一次性浇筑施工工艺，要想保证底板施工质量，必须加强底板振捣，考虑箱室宽度一般在3米以上，底板砼不可能像小直径芯模空心板那样通过加强对腹板的振捣达到密实，因此，箱梁芯模必须采用无底芯模，而且芯模顶板要留有人孔，使工人能进入在箱内对底板进行振捣。
2.1现浇箱梁一次性浇筑模板施工工艺流程
2.2施工工艺
2.2.1底模铺设
支架预压完成后进行侧模与底模的竖向模板进行拼装设计，保证拼缝在一直线上。底模采用高强度竹胶板，铺设前在支架顶托上铺设纵向方木，在纵向方木上安装横向方木，调整顶托至预定高程;纵向采用10×15cm截面的方木，横向采用10×10cm截面方木，间距30cm。方木的铺设质量直接影响底模的平整度，必要时采用压刨床对方木进行压刨。铺设底模时对其下铺设的方木进行平整度检测，对误差大于3mm的进行调整并通过在模板底部加设木楔来消除相邻模板的高差。模板拼装时，纵横向接缝要在一条直(曲)线上，拼缝要严密，排列整齐，特别是位于墩柱处的模板，左右前后要对称，所有竹胶板接缝均应位于其下方的横向分配方木上，避免出现悬空现象。竹胶板用钢钉固定在其下面的横向分配方木上，竹胶板与竹胶板之间粘贴双面胶条，模板钉装完成后对大的拼缝采用原子灰抹平，小的拼缝用密封胶进行填塞，以防混凝土浇筑时漏浆。
2.2.2侧模、翼板及端模安装
底模调整完毕后，测量定位安装侧模、翼板模板，腹板模板置于底板上，翼板竹胶板压在腹板竹胶板上，保证底板与腹板、腹板与翼板及翼板边缘三条线条均顺直，在腹板与底板外侧粘贴一条双面胶带，在胶带外侧用钢钉固定一根厚2-3cm，宽10cm的板条，可有效的控制腹板底部的线条不发生跑模变形，同时可防止漏浆。所有竹胶板接缝采用原子灰或双面胶密封，并将暴露在上部的多余部分割除、找平。如图2.1所示。
端模按照钢筋和锚垫板的位置在模板上开孔，作为预埋钢筋和锚垫板的定位架，端模与锚垫板之间按设计角度固定木楔用来调整锚垫板的角度，用泡沫胶或密封胶堵塞孔道间隙，以防漏浆，同时将端模用10×10cm的方木和钢管夹紧固定，防止模板在混凝土施工过程中移位，以保证锚垫板的定位准确。
2.2.4内模的制作
内模采用定型木支架支撑，模板采用15mm厚的竹胶板,内模只设顶板和腹板，不设底板，内模表面覆盖彩条布或用胶布粘缝，以防漏浆及利于拆卸。方木支架采用10×5cm方木按设计钉制成支撑框架，框架间距满足设计验算要求，框架采用方木纵向连接成整体，在框架两个承托变截面处，安装两根10×5cm方木作为剪刀撑，以保证框架的整体稳定性。如图2.5。
2.2.5内模的安装
⑴定型内模：安装前内模先在桥下组合试拼，试拼合适后利用吊车按顺序逐节吊装，为保证钢筋保护层厚度，腹板处钢筋提前固定保护层垫块，底板处在底板钢筋上焊接标高支撑筋利用2根φ20的通长钢筋将内模托住，通长钢筋与内模标高控制方木之间一般留1～2cm间隙利用木楔调整。
⑵组合内模：组合内模安装前根据设计轴线准确设置定位钢筋，定位钢筋一般选用Φ25mm钢筋，每段模板定位钢筋不少于3道，定位钢筋与周围钢筋焊接固定，防止组合内模移动。内模底部采用 “十字形钢筋”作支撑，内模框架的每个立杆下安装一个。为防止内模在混凝土浇筑过程中上浮，采用8号铁丝紧固后与定位钢筋连接。模板安装完成后，再次调整模板使其顺直并进一步加固内模。
2.2.6模板拆除
内模拆除时间在混凝土强度达到75%以上进行，外侧模拆除可在混凝土强度达到2.5Mpa后进行，底模必须等到预应力孔道灌浆材料强度达到90%后再拆除,模板拆除顺序与模板安装顺序相反。
2.2.7竹胶板的选用标准
⑴竹胶板选用优质产品，目测白天在阳光下反光，夜晚在灯光下反光，表面用指甲划无明显痕迹;
⑵竹胶板取100cm2试件在水中浸泡72小时或在100℃沸水中浸煮1.5小时，不开裂，不变形，不起鼓，面漆不脱落。
2.2.8模板的施工质量控制标准
⑴模板尺寸准确，以利于施工中顺利拼接，达到接头平齐，接缝严密，模板背面采用方木做背楞，方木间距满足设计验算要求;
⑵按设计要求保证保护层厚度，内模通过内顶、外撑等方法加固牢固，防止浇筑混凝土时上浮、变形、移位等;
⑶模板接缝直顺，直线桥纵、横向接缝在同一直线上(包括底板、腹板、翼板)，曲线桥，接缝调整设置在较隐蔽的墩台顶部位，也可横向接缝与半径(即法线)方向一致，纵向与圆曲线相吻合(该方法竹胶板浪费较大)，分左右幅时，两幅横向接缝也考虑在同一直线增加美观效果;
⑷竹胶板模板在施工过程中要采取措施防止雨淋和曝晒。
3 浇筑施工工艺
3.1临时天窗
为了施工人员进入箱内以及方便拆除内模，一般在箱室中间正截面部位制作一个60×100cm的天窗，天窗处钢筋断开,钢筋预留长度满足以后焊接要求。相邻天窗前后错开一定距离，天窗设置时避开预应力筋位置。根据需要有时也在内模上设置几个临时小孔洞以便箱内通风、透光、下料以及和箱外人员联系。天窗待内模拆除后封堵，临时小孔洞待混凝土浇筑至该部位时便可封堵。
3.2混凝土浇筑
混凝土浇筑采用全断面一次浇筑，浇筑顺序为底板、腹板、顶板。采用泵送混凝土横向入模顺序为自横向中心开始对称入模;混凝土纵向入模自低处向高处或由一端向另一端推进，纵向分段、水平分层。首先浇筑底板砼，分别从每箱的两侧肋部及预留天窗或槽口处下料，由于内模不设置底模，所以控制浇筑速度显得非常重要，根据混凝土实际变化情况不断调整浇筑速度，浇筑上层混凝土前必须保证下层混凝土未初凝，且要给底板铺好后预留一段时间再分层浇筑肋板砼，此段时间底板砼可以继续向前推进，待时间合适后回头浇筑肋板、顶板砼，如此循环作业。混凝土振捣采用插入式振捣棒，浇筑过程中需注意每个内模两侧对称下料，对称振捣;腹板浇筑分层厚度控制在15cm，减小内模上浮力并防止倾斜、偏位，第一次放料一般要超过底部倒角部位，以便混凝土流入箱内满足底板混凝土需要，振捣时选用经验丰富的作业工人，振捣棒每次移动距离不得大于有效振动半径的1.5倍，一般不超过30cm，不漏振、不过振，且与侧模的间距保持5～10cm，严禁振捣棒碰撞预应力管道，振捣以混凝土表面不再下沉、不再出现气泡、表面泛浆平整为准。
混凝土浇筑施工时箱内安排4人，2人振捣、1人收面、1人配合，并做好与箱外施工人员的联系，底板砼充分振捣之后立即设专人检查底部倒角部位混凝土是否密实,以确保混凝土的施工质量,腹板混凝土振捣时往往还会有混凝土混入箱内，箱内人员应根据实际情况控制流入箱内的混凝土数量，箱内混凝土较多时采用工具将多余混凝土运至箱外，箱内混凝土较少时采用从预留孔洞放料以保证底板混凝土厚度。
3.3作业面管理
一次性浇筑由于底板与顶板浇筑时间有一定间隔，从而形成两个作业面。为保证施工质量，施工现场的协调管理工作十分重要，尤其要注意以下几点：
3.3.1严格控制腹板的砼下料速度。
由于采用无底芯模施工，如果腹板下料过多、过快，易造成箱内底板砼上翻，使底板超厚，影响桥梁受力状态。
3.3.2加强底板振捣质量控制。
由于箱梁内操作空间十分狭小，工人施工极为不便，为保证底板质量，振捣设备应完好适用。振捣时振捣棒不能触碰底板，振捣棒操作人员与振捣棒开关人员应协调，振捣棒离开砼后要及时关闭，防止振捣棒触碰芯模支撑造成不利影响。振捣方向应从中间向两侧振捣，防止底板中部砂浆过多;振捣工在振捣前可站在箱梁底板上施工，振捣完后应蹲在芯模支撑上收面，不许踩踏底板砼;箱内振捣人员应与箱外振捣人员及时协调沟通，振捣好腹板底角，不要产生过振或漏振。
3.3.3控制好工作面时间间隔
底板振捣完后，应间隔一定的时间，再浇筑腹板顶板，间隔时间应在30分钟左右，以底板砼初凝前为准，实际施工中应根据底板砼的情况，适当调整间隔时间，使底板砼坍落度适当损失，减少其流动性，以防止底板砼受压后上翻。腹板浇筑时，振捣棒应插入下层砼中充分振捣，使两层砼结合良好，不留下施工缝的痕迹。
3.3.4工作面管理
由于两个工作面的形成，底板应比腹板超前5-10米，施工管理难度较大，施工中应重点控制两工作面间隔时间，通过下料控制两工作面施工进度，及时沟通箱内外信息，协调箱内外人员及设备的调配并严密观察箱内支撑及梁底支架的情况，作到分工明确，人员各司其职、施工井然有序。
4 结语
与二次浇筑工艺相比，现浇箱梁一次性浇筑技术避免了施工接缝的出现，提高了构件抗扭性能，同时又能满足浇筑时施工操作空间要求，配合无底芯模施工，能够有效避免箱梁芯模上浮，保证顶板厚度，箱梁混凝土施工质量较好，同时内模拆卸方便，模板再利用率高。
参考文献：
【1】 《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011).
【2】 《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80-2004).
【3】 《国家高速公路网长春至深圳线青州至临沭(鲁苏界)公路工程施工技术规范》.