现浇预应力连续箱梁结构分析及施工控制
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摘 要：建筑高度小、轻盈的结构、配筋少是预应力连续箱梁具有的优点，尤其在道路建设中，越来越广泛地运用到现浇预应力连续箱梁的结构形式。文章对现浇预应力连续箱梁的结构分析及施工技术要点进行了阐述，以期该结构形式能更好的推广和运用。
关键词：预应力混凝土;现浇连续箱梁;结构分析;施工控制
1 现浇预应力连续箱梁结构分析
1.1 某桥梁工程
以某桥梁工程为例进行分析，该桥梁上部结构为（2×30+40+2×30）m 五跨现浇预应力混凝土连续箱梁，断面型式为单箱五室斜腹板断面，根据道路总体布置要求，断面全宽为29.665～38.924m。箱梁等高，梁高 2.35m。
1.2 现浇连续箱梁横梁受力特点
（1）箱梁分析模型。以两跨连续箱梁为例，按单箱单室和单箱双室两种截面形式，探讨腹板与顶、底板不同刚度比及不同腹板间距下恒载内力在横梁处的传递关系。为得到顶、底板及腹板作用力在横梁处的分配关系，模型中未直接建立横梁单元，而是采用约束单元将箱梁顶、底板及腹板在横梁处约束，从而通过约束单元反力值间接得到箱梁内力在横梁处的传递比例关系。此反力沿横向的分配即反映了箱梁内力在横梁上的分配关系。
（2）横梁分析模型。计算横梁时，对于不同的箱梁截面形式，計算荷载图示是不同的，目前一般采用的计算荷载施加方法有：（1）集中力模式;（2）腹板间的均布荷载模式。计算表明，荷载模式的选取对横梁内力影响甚大，这将对横梁的计算与配束带来困难。对于钢筋混凝土横梁而言，可以采用包容法来处理，即按最不利工况和受力图式来设计配筋，但对于预应力混凝土横梁来说，荷载模式如不能反映结构实际状态，会导致预应力度不合理，造成结构早期开裂，甚至威胁结构安全。因此，给出合理的横梁计算荷载模式是非常关键的。
2 现浇预应力连续箱梁结构施工工艺流程及施工状况
2.1 支架法施工工艺流程为
对支架基础进行处理→搭设支架→预压支架→结合预压结果对模板进行调整→安装底、腹板模板→安装底、腹板钢筋→安装预应力波纹管和纲绞线→首次混凝土浇筑→安装顶模→安装顶翼板的钢筋→顶板混凝土浇筑→混凝土的养生→预应力张拉→真空压浆→封锚养护→拆除支架模板。
2.2 预应力混凝土的施工状况
（1）混凝土在浇筑前期的准备工作。在浇筑混凝土前，由专门质检工作人员对支架的刚度和稳定性进行检测，严密审核接缝的平整度，同时对结构支撑的牢固度，腹板、底板及顶板、侧板的厚度状况进行检查。另外也要注意钢筋的选择，如钢筋的使用位置、型号规格、保护层厚度等。
（2）施工材料以及设备。C50混凝土是施工中常用到的，此外还要两台混凝土输送泵的结合使用，以满足其施工要求，同时还要利用振捣器对混凝土进行振捣工作。
（3）浇筑混凝土的顺序。 在浇筑混凝土时，浇筑工作需按照从低到高的顺序，从底板到两侧腹板再到顶板抹面。不能随意施工，以免施工中出现差错，造成损失。
3 现浇预应力连续箱梁施工技术要点
3.1 支架搭设
主要采用碗扣支架，部分区域采用钢管扣件支架。
碗扣支架的立杆间距根据箱梁荷载及施工荷载确定。应遵循从小里程向大里程的顺序方向对碗扣支架进行逐孔搭设。由于杆件均为轴心受压的受力特点，碗扣支架的搭设必须要求横平竖直。另外，长度一定的碗扣支架杆件，在进行搭设后，支架顶面标高需要依靠上顶托来进行调节。在第一层支架搭设施工前，要按照布置支架的形式，通过测量组对杆件位置线的测放，再运用不同长度的两种立杆（错开接头）进行依线搭设。对于高支架来说，剪刀撑及水平剪刀撑立即跟上可以有效的提升施工效率。
3.2 支架预压及预拱度设置
预压为等载预压，即预压重量等于梁体重量与施工荷载之和，堆载方式采用砂袋或预制混凝土块。连续箱梁的线形以梁底标高为控制标准。预压不少于24 h，预压时横向在腹梁及箱梁翼板下设置7个观测点，并在支架基础对应部位同样设置观测点，纵向等间距设置7处。预拱度计算公式为f=f1+f2+f3，其中，f1：地基弹性变形;f2：支架弹性变形;f3：梁体挠度。预拱度最大值设置在梁的跨中位置，并按抛物线形式进行分配，算得各点处的预拱度值后，通过支架顶部调节杆对底模进行调整。
3.3 制作和安装模板
箱梁结构施工的关键在于钢筋的制作和焊接。需结合设计图纸进行钢筋的安装工作，确保钢筋安装尺寸准确，另外也要确定绑扎、焊接、弯矩等环节。现浇预应力混凝土箱梁工程施工中，一般采用12mm～15mm厚度的竹胶板作为外侧模的模板，可采用方木做肋板，采用定型钢模作为曲面形式的外模的模板。对于内模而言，采用方木做肋板，内侧肋板采用竹胶板，使用30mm左右厚度的模板作为内模顶板。使用竹胶板作为底模，端模采用整体定型木模板。在安装模板前，先对模板强度、刚度、顺直度及稳定性进行检查，以确定能满足使用条件。要协调钢筋绑扎和模板安装的施工顺序，对钢筋绑扎有影响的模板安装，要在钢筋绑扎、安装完成后，再开展安装工作。安装完模板后，要对模板的尺寸、轴线、高程等进行检查。
3.4 预应力波纹管安装
按照施工设计图纸的预应力筋的具体形状，将波纹管固定在梁体中，同时保证将锚垫板、螺旋筋和其他预埋件等进行准确的放置和固定。安装完波纹管后，在进行混凝土浇筑和钢筋安装时，要特别小心，避免波纹管被压扁或者损坏造成漏浆。
3.5 预应力钢绞线检验与安装
预应力的施工是连续箱梁施工的关键，因此很有必要对预应力钢材、锚具、夹具和张拉设备等进行检验。
若预应力束孔道是曲线状，用人工穿束就比较困难，通常将钢丝绳系在高强钢丝上，用人工先将高强钢丝拉过孔道，然后将钢丝绳头用半圆钢环与钢束头经焊接而接在一起，开启卷扬机将钢束徐徐拉过孔内，在钢束头进孔道时，用人工协助使其顺利入孔。如果在钢束穿进过程中堵塞，要立即停止，查准管堵塞的位置，凿开混凝土清除管道内的堵管杂物，仍继续用卷扬机将钢束拖过孔道。
3.6 混凝土浇筑和养护
在具体的施工过程中采用混凝土泵车泵送混凝土，确保一次性浇筑成形。浇筑混凝土时要注意先底板，后腹板，再顶板的顺序，同时要按照每层30cm分层浇筑，并从前端向后端进行浇筑施工。在前一层混凝土初凝前，要浇筑完成次一层混凝土，实现无层间冷缝。浇筑完混凝土后，用草袋或麻袋进行覆盖，并进行洒水养护。
3.7 箱梁预应力张拉及压浆
预应力张拉控制采用“双控法”，整个箱梁浇筑完毕，待混凝土强度达到设计强度的85%以上，同时养护10天后，经监理认可，在两端分批张拉预应力钢绞线。张拉顺序严格按照设计预应力钢束布置图，同排的钢束同时张拉，张拉时两端同时进行。每束钢束张拉程序为：0→10%δcon→100%δcon（持荷5分钟）→回油锚固。
预应力钢筋全部张拉完成后24小时内进行孔道压浆，孔道压浆的顺序是先下后上，一次压完。孔道压浆后，应立即将梁端水泥浆冲洗干净，同时清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污物，并将端面凿毛，设置端部钢筋网，立模浇筑混凝土封端完成。
4 结束语
在现浇预应力连续箱梁施工过程中，要全面考虑相关各施工环节的不同要求、施工规范和安装技术，以及施工现场的实际环境和条件等各种因素，对现浇预应力连续箱梁施工各个环节、各道工序的施工质量进行严格的检查和控制，同时也要注意加强事前和事中的施工管理，确保工程质量、安全及工期目标的实现。
参考文献：
[1] 刘丽.预应力现浇箱梁施工质量控制技术研究[J].科技与企业，2014（5）.
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