现浇预应力混凝土连续箱梁施工工艺探讨

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　　摘 要：预应力混凝土连续箱梁具有结构稳定、外形美观、施工方便等优点,因此被广泛应用于城市桥梁、互通立交及跨路桥梁建设中。本文就广州某预应力混凝土现浇连续箱梁施工技术进行了阐述。
　　关键词:预应力；混凝土；连续箱梁；施工技术
　　1 工程概况
　　 某高架道路工程为全高架道路，主线高架为3 跨或4 跨为一联的预应力混凝土现浇连续箱梁，单跨箱梁长度一般为35 m。
　　 主线箱梁标准段采用飞燕弧形断面的预应力混凝土等高度连续箱梁结构，跨径布置为3×35m，梁高2.8m，为双向预应力体系（纵向、横向）。箱梁全宽30.2 m，悬臂长3.4 m，单箱六室。两侧边室宽3.7m，其余室宽4m。
　　2 支架施工
　　2.1 支架基础
　　本工程包括高架道路和地面道路，在施工支架基础时，地面道路路基按设计要求进行，经验收合格后，在支架基础范围内再按道路施工要求铺设15 cm砾石砂+15 cm水泥混凝土，以此作为箱梁施工的支架基础。箱梁施工完成后，若水泥混凝土无明显变形和破坏，可直接摊铺35 cm水稳基层及沥青面层，既避免材料浪费，又节约了工期。
　　2.2 支架搭设
　　本工程地面标高为+3.29 m～4.67 m，箱梁顶板底标高为+17.964 m～21.508 m，箱梁排架搭设高度约12 m～17.5 m。主要采用碗扣式支架，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，在墩柱端梁处支架布设：纵向300 mm×横向600 mm；箱梁渐变段腹板处支架布设：纵向600 mm×横向600 mm；箱梁标准段腹板处支架布设：纵向600 mm×横向900 mm；箱梁空箱处支架布设：纵向900 mm×横向900 mm。
　　 本工程支架最高高度达14 m左右，在构造上设置水平剪刀撑。具体设置为：在支架底部、中间和顶部各设置一道。
　　 钢管扣件支架比较灵活，立杆横杆间距调整比较自由，不过受制于扣件，总体而言，承载能力较小，而且施工时间较长；碗扣支架立横杆间距为固定数，不及钢管扣件灵活，不过由于没有扣件问题的制约，承载力较钢管扣件支架来说要高出不少，而且搭设方便，施工周期较短，在市政工程的这种大跨度连续箱梁施工中，是一种较为方便可靠而且经济的选择。
　　相较而言，碗扣支架具有以下优点：接头构造合理，结构强度高，力学性能好，轴心受力，立杆荷载是扣件支架的2.6倍；便于拆装，自锁能力强，抗剪、抗弯、抗扭强度大，劳动强度低，一般不需要专业人员安装，避免螺栓作业，用一把铁锤即可完成全部作业，尤其在桥梁现浇支架中使用，可做到省时、省力、安全、可靠。
　　2.3 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 =f 1+f 2+f 3，其中f 1：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 大体积混凝土施工
　　标准段箱梁为6箱结构，底边箱梁弧线采用飞燕弧形，其中中间4 m为平直段，两侧各有13.1 m为弧形线。箱梁施工混凝土施工工程量较大，35 m×3=105 m标准段第一次底板施工方量为1 500 m3 左右，第二次顶板施工工程量为550 m3 左右。大方量混凝土连续浇筑时间较长（18～24 h），且腹板与弧形底板混凝土的浇筑工艺较为严格。
　　3.1 混凝土原材料要求
　　混凝土胶凝材料用量400～500 kg/m3， 水胶比0.35～0.40，水泥材料用量≥200 kg/m3，最大水泥及矿物掺和料总量480 kg/m3，粉煤灰掺量10%～18%，矿渣粉掺量24%～12%，坍落度不宜小于80 mm，水灰比宜为0.38～0.50，砂率宜为37%～41%。
　　3.2 混凝土浇捣顺序
　　浇筑混凝土分二个班组同时进行，确保支架受力均衡。浇混凝土以从边跨向中跨浇捣，先浇底板，再浇直腹板、横梁，横向底板一次到位，横桥向左右对称的原则。底板混凝土一次摊铺到位，腹板、横梁混凝土分层浇捣，并控制好混凝土前后浇的搭接时间在5 h 以内。底板混凝土从跨边往中浇捣中，确保连续施工，不允许形成冷缝。振捣时，严禁振捣器碰到波纹管及底板模板，振捣时，斜腹板、直腹板严禁漏振、过振。
　　3.3 施工缝的处理
　　 箱梁分二次浇筑，第一次浇注底板、腹板及悬臂部分，第二次浇注顶板。施工缝设置在顶板倒角部位（图1）。
　　 第一次浇筑底板、腹板及翼板，腹板位置到八字倒角下方，翼板位置如上图。
　　 浇筑时需注意在每跨的1/4 处留出1.2 m(横向)×0.5 m(纵向)的人孔，待内模拆出补上钢筋后，用铁丝吊住底板，补上人孔混凝土的浇筑。
　　 为了不影响工程质量，箱梁混凝土每节段的施工缝应做如下处理：清除接缝表面的水泥浮浆、薄膜、松散砂石、软弱混凝土层、油污等；将钢筋上的锈斑及浮浆刷净；将旧混凝土适当凿毛；用清水冲洗旧混凝土表面，使旧混凝土在浇筑新混凝土前保持湿润；将施工缝附近的混凝土细致捣实。
　　
　　图1 施工缝及翼板位置
　　3.4 混凝土养护
　　在修整作业完成后或混凝土初凝后立即进行养护。优先采用蓄水养护方法，若蓄水养护条件不具备则采用表面覆盖土工布，连续养护。在混凝土浇筑后的1～2 d，应保证混凝土处于充分湿润状态，潮湿养护时间不小于14 d。冬季施工时，混凝土用热水搅拌，在顶托上铺彩条布，混凝土施工完成将箱梁全部覆盖通蒸气养护。用于控制拆模，落架的混凝土强度试压块放置在箱梁室内，与之进行同条件养生。在养护期内，严禁利用桥面作为施工场地或堆放原材料。
　　4 现浇箱梁预应力施工
　　主线标准段采用飞燕弧形断面的预应力混凝土等高度连续箱梁结构，跨径布置为3×35 m，梁高2.8 m，为双向预应力体系（纵向、横向），采用φs15.20 高强度低松弛预应力钢绞线。
　　纵向预应力束分为腹板钢束、顶板钢束、底板钢束。横向预应力分为墩横梁预应力及桥面板横向预应力。
　　4.1 波纹管及预应力筋安装
　　 （1）钢绞线下料长度时应考虑张拉端的工作长度，下料时，切割口的两侧各5 cm先用铅丝绑扎，然后用切割机切割。将钢束端头做成圆锥状，用电焊焊牢，表面要用砂轮修平滑，以防钢束在波纹管接头处引起波纹管翻卷，堵塞孔道。
　　 （2）穿波纹管时波纹管连接处的缝隙应用胶带纸包缠牢，防止水泥浆渗入。管道所有接头长度以5 d 为准，采用大一号的波纹管套接，要对称旋紧，并用胶带纸缠好接头处以防止混凝土浆掺入，当管道位置与非预应力钢筋发生矛盾时采取以管道为主的原则，适当移动钢筋保证管道位置的正确。
　　 （3）波纹管安好后，安装螺旋筋和锚垫板，调整好位置，用电焊点焊固定结实，不得有移位现象。张拉端锚垫板等的预埋，先制作满足设计图纸要求的角度和端头模板，将锚垫板用螺栓固定于端头模板上。
　　 （4）在波纹管、锚垫板安装完成和钢绞线编束后，即可进行钢绞线穿束工作，穿束时应注意不要捅破波纹管。在安装预应力管道的时候，同时进行预应力钢束的穿束工作，穿束完后，用的φ12 mm@50 cm“井”字定位钢筋将波纹管牢固固定于钢筋骨架上，确保其平面位置和高度准确。钢绞线外露部分用塑料膜包缠，防止污染。

　　4.2 预应力张拉
　　 张拉控制采用“双控法”，即通过油压表控制预应力筋的张拉力,通过测量预应力筋伸长值进行校核。整个箱梁浇筑完毕，待混凝土强度达到设计强度的100%（龄期不小于10天），两端分批张拉预应力钢绞线。
　　 每束钢束张拉程序为：0→10%σk→103%σk→锚固(持荷5 min)→回油锚固。
　　 初张拉时预应力钢绞束张拉端先对千斤顶主缸充油，使钢绞束略为拉紧，同时调整锚圈及千斤顶位置，使孔道、锚具和千斤顶三者之轴线互相吻合，注意使每股钢绞线受力均匀，当钢绞束达初应力时两端作伸长量标记，并借以观察有无滑丝情况发生。张拉采用逐级加压的方法进行，当张拉达到设计控制应力时，继续供油维持张拉力不变，持荷5 min，同时在两端分别测量实际伸长量，比较是否与计算值相符。计算伸长量和实测伸长量误差应在±6%以内，当实测值与计算值不符合要求时，应调整计算伸长量再进行张拉。张拉时，如果锚头处出现滑丝、断丝或锚具损坏，应立即停止操作进行检查，并做出详细记录。当滑丝、断丝数量超过设计规定的容许值时，应抽换钢束。张拉完毕后24 h，经检查无滑丝现象即可切割钢绞线。
　　4.3 孔道压浆
　　预应力张拉完毕后，宜尽快进行管道压浆。压浆前一天，用1∶1 的水泥砂浆将两端锚圈、钢绞线与锚塞之间的缝隙堵死。检查球阀是否损坏，并用水
　　在最大工作压力下检查管道是否畅通。
　　 水泥浆拌和采用先加水，然后加外加剂，最后均匀下水泥，充分拌和均匀，拌和时间一般不少于1 min，压浆灌进口处设过滤网，滤去杂物以防止堵塞管道，过滤网孔径采用1.0 mm×1.0 mm。
　　 孔道压浆按自下而上的顺序进行，水泥浆压注工作应在一次作业中连续进行，并让出口处冒出废浆，当冒出的浆液其稠度与压注的浆液稠度相同时既停止压浆（滚出浆液的喷射时间不少于11 s。然后将所有出浆口和孔眼封闭，压浆端的水泥浆压力最少应达到0.7MPa，且维持10 s 以上。
　　5 结束语
　　 综上所述，工程通过精心组织、精细管理,未发生安全事故,未出现开裂现象。在施工前，要对支架进行强度、变形量和稳定性验算，保证支架不会出现问题。同时进行支架预压工作，严格控制支架变形，在浇筑过程中一定要对称进行并加强支架模板稳定性的观测和监控。
　　参考文献
　　[1] 杨贺宏，浅谈现浇预应力混凝土连续箱梁施工技术[J].山西建筑，2011.16
　　[2] 梁伟江，现浇预应力混凝土连续箱梁施工技术[J].铁道勘察,2005.06

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