港珠澳大桥东人工岛非通航孔桥箱梁混凝土全断面一次浇筑施工工艺

陈传正，刘宇光

（中交三航局第二工程有限公司，上海 200122）

1 工程概况

港珠澳大桥东人工岛非通航孔桥全长386.25 m（含桥台），全桥跨径布置为（4×55）m＋（3×55）m，全桥处于半径为5 500 m的平曲线上。由于上下岛加减速需要，主梁变宽，且左右幅不对称。主梁分两幅两联设计，为预应力混凝土连续箱梁，第一联和香港侧接线相接，界面墩位于粤港分界线以东10 m处；第二联和东人工岛相接。第一联主梁分别为单箱双室断面，第二联主梁为单箱三室断面。主梁横断面上距设计边线8.0 m处梁高3.2 m，左幅梁全宽17.860~27.373 m，右幅梁全宽17.860~26.224 m。跨中断面顶板厚0.32 m，底板厚 0.30 m，边腹板厚 0.6 m，中间腹板厚 0.5 m；支点断面顶板厚 0.6 m，底板厚0.7 m，边腹板厚1.0 m，中间腹板厚0.8 m。主梁顶板不设置横向预应力，桥面标准横坡 2.5%，桥台位置和匝道相接，横坡变值，桥面横坡均采用顶板倾斜形成。桥型平面布置如图1所示[1]。

主梁采用逐跨现浇方案施工，从东人工岛向香港侧进行，即第二联首先施工[2]。

2 第二联浇筑工艺（两次浇筑施工）

箱梁混凝土两次浇筑施工的工艺流程如图2所示。

混凝土施工采用两次浇筑成型的施工方法，即高度上分为两次浇筑。第1次浇筑底板和腹板，第2次再浇筑顶板和翼缘板，如图3所示。完成混凝土结构施工并达到设计强度的90%后，进行箱梁的预应力张拉，张拉后采用真空压浆工艺完成预应力孔道的注浆[3－5]。

图1 东人工岛非通航孔桥平面布置图Fig.1 Layout of the non navigable bridgeon the east island

图2 箱梁混凝土两次浇筑施工工艺流程图Fig.2 Construction procedure scheme of twice concreting for box girder concrete

图3 箱梁两次浇筑工艺Fig.3 Twiceconcreting technology for box girder

图4 底腹板模板结构图Fig.4 Cross-section of bottom and walls formwork

模板施工分两步进行，第一步支设底板和腹板，第二步支设顶板。底板模板铺设时，先采用14号工字钢横桥向铺在贝雷架上，工字钢间距为75 cm，工字钢与贝雷梁之间用厚度为2 mm的薄钢片调整标高，工字钢上铺设10 cm×10 cm的方木，间距30 cm，方木上铺设12 mm防水胶合板。箱梁侧模和腹板模板为木工字梁和双拼槽钢的钢木结合大片模板。侧模支撑采用整体桁架式移动支架。腹板模板支立采用可调支撑对顶固定，且边腹板、中腹板两侧的2块模板之间均采用对拉螺杆拉紧。顺桥向相邻2块模板亦设对拉螺杆，以增强其整体稳定性。顶板模板采用木工字梁为次龙骨，以便散支散拆，支撑架为十字盘脚手架。考虑到浇筑箱梁底、腹板的过程中，箱室内模受到混凝土的浮托力，故在浇筑时采用重约1 t的素混凝土块进行压载，压载块安放的间距为2 m。底腹板模板结构如图4所示。

浇筑完底、腹板的混凝土后，进行洒水养护，同时对顶部接合面进行凿毛处理，两次混凝土浇筑的时间间隔尽量控制在7 d以内。中腹板侧墙、外腹板内侧模板在混凝土强度达到2.5 MPa时拆除。内模拆除后利用箱室底板支设顶模支撑。在支设顶模时，顶托与顶模双拼槽钢之间或底托与倒角混凝土之间的缝隙用木楔垫实，防止顶托、底托受力不均匀。

3 两次浇筑工艺存在的问题

1）施工缝位置埋有波纹管，给凿毛施工带来很大困难，凿毛易造成波纹管的损坏。另外，首次浇筑完成后，搭设顶板模板前须先拆除边腹板的内侧模板，拆除时需要松开对拉螺杆，则边腹板外侧模板容易松动而产生位移，与混凝土间产生间隙，导致二次浇筑时施工缝处漏浆严重，错台明显，影响混凝土外观质量。

2）由于底、腹板模板拆除后需要支设顶模，此时混凝土在养护期内，顶模板搭设不利于底板混凝土养护。

3）两次混凝土浇筑间隔时间较长（约15 d），第2次混凝土即顶板容易产生横向裂纹，影响箱梁的使用寿命。

4 第一联浇筑工艺（全断面一次浇筑施工）

图6 一次浇筑模板示意图Fig.6 Sketch of once concreting for formwork

为了进一步提高现浇混凝土的外观质量及施工工效，总结已完成主梁的施工经验及参照类似工程的工艺，从右幅第一联第一施工段开始改进施工工艺，即由原来的两次浇筑改为全断面一次浇筑成型。

箱梁混凝土两次浇筑成型改为全断面一次浇筑成型。主要改进工艺在于模板搭设及混凝土浇筑工艺，如内模一次性安装完成，内模支撑增加双榀工字钢及混凝土垫块，底板混凝土布料时，在内模顶板预留布料孔等，支架系统及其它工艺不变。

4.1 施工流程

全断面一次浇筑的施工流程如图5所示。

图5 全断面一次浇筑工艺流程Fig.5 Construction procedureschemeof full-section onceconcreting

4.2 模板安装

模板安装主要分两步完成，先安装外模，后安装内模及顶板，整体拼装如图6所示。

4.2.1 外模安装

箱梁底模铺设10 cm×10 cm的方木，间距30 cm，方木上铺设12 mm防水胶合板。箱梁翼缘板和外腹板外侧模采用桁架式移动支架，由2榀支架支撑，形成1个移动单元。每个单元配置4套轮组，可以沿顺桥向铺设的L12等边角钢滑动。每个单元移动到设计位置时，通过支架下的顶托系统顶升到设计标高，再通过3根可调支撑杆调整翼缘板标高，通过横向拉杆调节横向的位置，最后使箱梁外模安装到位。

4.2.2 内模及顶模安装

外腹板内侧模和中腹板侧模均采用槽钢和木工字梁组合的大模板整体架立，腹板模板采用对拉螺栓固定。

顶板底模采用木工字梁为纵向次龙骨、双榀[12槽钢为横向主龙骨，支撑架以十字盘脚手架为主，变宽部分增加管扣式支架。架设顶板底模支架时，先根据支架平面布置图，弹线放点以明确每个可调支撑杆的位置，确保安装位置准确。平面方向先采用4根立杆组合成一个塔式稳定体，水平横杆牵拉固定后再向周边扩展。精确调节支撑杆高度，然后安装托座，接着在托座上安装横向骨架，最后铺设木梁及面板。为防止内模在混凝土浇筑过程中上浮，在腹板内侧模的压浆板处设置反拉装置，其下端固定于倒角处的钢筋骨架上，上端固定于顺桥向双榀14工字钢上。

4.3 混凝土浇筑

箱梁浇筑顺序：平面上采用2台泵车分别从箱梁高程低的一侧向另一侧推进浇筑。竖向分层浇筑：第1层先浇筑至腹板倒角和底板，底板厚度为30 cm（在腹板上，沿纵桥向每3 m设置1个下料口，直接下料至底板）；然后再浇筑腹板，腹板分层厚度按50 cm一层。底板的混凝土浇筑时间约4 h，腹板每次分层时间不超过1 h，均小于混凝土初凝时间，不会形成冷缝。最后浇筑顶板，顶板混凝土厚度约为32 cm，单侧推进不分层。混凝土浇筑过程中，安排专人检查模板是否正常。

在底腹板处下灰时设置下灰斗，控制下灰范围，同时，在移动泵管时，用布袋包裹泵管口，尽量避免混凝土到处散落。若部分混凝土散落在翼缘板、顶板上，待浇筑翼缘板或顶板时，该处混凝土已表干，会造成局部混凝土表面失浆，影响外观质量。

整体浇筑时，在箱室最东面安设1台大功率鼓风机，向箱室内送风，降低箱室内的温度，同时安排专人在箱室内指挥泵管下料，避免底板翻浆过多。

5 成效分析

全断面一次浇筑工艺减少了施工工序，缩短了工序间衔接时间，大大提高了施工工效，节约成本。两次浇筑工艺比一次浇筑工艺多两道工序，即首次浇筑时，在底、腹板模板上安放压重块，浇筑后、拆模前，吊走压重块；其次支立顶模前须拆除内侧模板，首次混凝土浇筑完成后须等待至少1 d方能拆除内侧模板，内侧模板拆除后方可搭设顶模支撑。此外，两次浇筑工艺需进行2次人力、设备安排，耗费人工、机械。两种工艺各道工序用时统计详见表1。

表1 两种工艺各道工序用时对照表Table 1 Time contrast of each procedure of the two techniques

6 结语

对比两种混凝土箱梁浇筑施工工艺，全断面一次浇筑成型主要有3个优点：1）增强了梁体的整体刚度，延长了梁体的使用寿命；2）提高了现浇混凝土外观质量，避免了两次浇筑成型时产生的施工缝漏浆、错台，消除了顶板裂纹；3）缩短了工期，提高了效率。全断面一次浇筑成型工艺值得推广应用。