淺談現(xiàn)澆部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁天橋的設(shè)計(jì)及施工中的注意事項(xiàng)

張 燾

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原 030012）

1 概述

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁天橋由于外形簡(jiǎn)潔、美觀、施工方便而得到廣泛應(yīng)用，但在設(shè)計(jì)及施工階段，筆者認(rèn)為設(shè)計(jì)要點(diǎn)及施工要點(diǎn)的因素選擇上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)，可避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工誤區(qū)。

2 現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁天橋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、材料的選擇

2.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇

（1）汽車荷載等級(jí)：公路—Ⅱ級(jí)。

（2）橋面凈寬：凈—7.0 m。

（3）地震動(dòng)峰值加速度為0.1 g。

2.2 材料的選擇

2.2.1 混凝土

現(xiàn)澆箱梁、橫隔梁等，C50混凝土。

混凝土鋪裝，C50防水混凝土。

墩臺(tái)身、擋塊，C30混凝土。

樁基、承臺(tái)、搭板，C30混凝土。

2.2.2 鋼材

（1）低松弛高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)符合GB/T5224—2003的規(guī)定。單根鋼絞線直徑Φs15.2 mm，鋼絞線面積A=139 mm2，鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度fpk=1 860 MPa，彈性模量Ep=1.95×105 MPa。

（2）R235、HRB335鋼筋需符合 GB1499.1—2008和 GB1499.2—2007的規(guī)定。凡鋼筋直徑≥12 mm者，均采用HRB335（20 MnSi）熱軋螺紋鋼；凡鋼筋直徑 <12 mm 者，采用 R235（A3）鋼。

（3）鋼板應(yīng)符合（GB700—88）規(guī)定的Q235鋼板。

2.2.3 錐坡、人行梯道及護(hù)坡

采用M7.5水泥砂漿、砌MU40片石。

2.2.4 其他

（1）錨具及管道成孔：預(yù)制箱梁錨具采用OVM型或GVM型錨具及其配套的設(shè)備，管道成孔采用塑料波紋管。

（2）橋梁支座均采用盆式橡膠支座GPZ系列產(chǎn)品，其性能應(yīng)符合交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JT391—1999）的規(guī)定。

（3）橋梁伸縮裝置采用模數(shù)式伸縮縫，其性能應(yīng)符合交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T327—2004《公路橋梁伸縮裝置》的規(guī)定。

（4）結(jié)構(gòu)用材（包括砂、石、水等）質(zhì)量應(yīng)符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041—2000）有關(guān)要求。

3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）上部結(jié)構(gòu)計(jì)算按平面桿系假定，采用《QJX橋梁靜力線性計(jì)算程序》進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算上部結(jié)構(gòu)箱梁內(nèi)力計(jì)算。

（2）相關(guān)參數(shù)：相對(duì)濕度：75%；墩、臺(tái)不均勻沉降考慮L/3000mm；

梯度溫度：正負(fù)溫差按18 cm混凝土鋪裝考慮；

預(yù)應(yīng)力管道成型為塑料波紋管；管道摩擦系數(shù)：u=0.14～0.17；

管道偏差系數(shù)：k=0.001 5；鋼筋回縮和錨具變形為：6 mm；臺(tái)后填土內(nèi)摩擦角按30°考慮。

（3）構(gòu)造處理：①為了滿足錨具布置的需要，箱梁腹板在端部?jī)?nèi)側(cè)方向應(yīng)加厚，腹板內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束除豎向彎曲外，在主梁腹板加厚段尚有平面彎曲。②為了擴(kuò)散應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力錨具在梁端布置力求均勻。③按照預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件設(shè)計(jì)。④鋼絞線的彎折處采用圓曲線過渡，管道必須圓順，預(yù)應(yīng)力管道定位鋼筋在曲線內(nèi)間隔為50 cm、直線段間隔為100 cm設(shè)置1組。

（4）橋面排水：橋面水沿設(shè)于橋面橫坡坡向側(cè)的泄水管排出。

4 施工要點(diǎn)

橋梁施工工藝要求及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041—2000）和《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/1—2004）。

4.1 預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁

4.1.1 支架

箱梁采用滿堂支架現(xiàn)澆施工，因此，對(duì)支架必須從以下幾點(diǎn)引起重視：

（1）支架基礎(chǔ)必須進(jìn)行處理，必要時(shí)對(duì)橋下地面用低標(biāo)號(hào)混凝土進(jìn)行硬化處理，并加強(qiáng)地基排水，必須設(shè)置縱、橫向排水溝渠，防止地基積水軟化造成支架下沉。

（2）施工中的振動(dòng)和沖擊、不均勻荷載、施工誤差、風(fēng)力、橫向超高等水平向荷載是支架倒塌的主要原因，因此應(yīng)取不小于5%的上部荷載作為水平荷載，作用于支架頂部進(jìn)行支架橫向穩(wěn)定驗(yàn)算，縱向應(yīng)充分利用橋墩使支架支頂牢固。

（3）支架搭設(shè)及承載驗(yàn)算應(yīng)充分考慮彎道及斜坡上支架受力的不均勻性，適當(dāng)加密曲線內(nèi)側(cè)及低坡處支承桿件數(shù)量，支架縱、橫向必須加密剪力撐，保持支架整體受力和穩(wěn)定性。

（4）澆筑混凝土之前必須對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓（凈壓5天以上及達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)2天以上。沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：24 h沉降≤1 mm），預(yù)壓荷載應(yīng)不小于上部結(jié)構(gòu)自重，以消除支架的非彈性變形。

（5）除為消除支架非彈性、彈性變形而設(shè)置的預(yù)拱外，跨中設(shè)1.0 cm的預(yù)拱度，向箱梁兩端按二次拋物線變化至零，以保證箱梁混凝土澆筑后跨中形成1.0 cm的預(yù)拱。

（6）在支架預(yù)壓、混凝土澆筑過程中必須設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行全方位觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取處理措施。

4.1.2 混凝土澆筑

箱梁豎向澆筑順序?yàn)榈装濉拱濉敯?，施工縫應(yīng)嚴(yán)格按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行處理。

箱梁混凝土可水平一次澆注完成（內(nèi)模一次安裝），亦可水平分層兩次澆注（內(nèi)模兩次安裝）。分層一次澆注時(shí)，第一次澆注底板、腹板混凝土，在腹板混凝土初凝前澆注頂板混凝土，并對(duì)腹板混凝土進(jìn)行二次振搗。如混凝土不具有足夠的初凝時(shí)間，應(yīng)采用分兩次澆注的方法。水平分層兩次澆注時(shí)，應(yīng)將施工縫設(shè)置在腹板中部附近，在第一次澆注的混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa后，對(duì)第一次澆注的混凝土表面進(jìn)行鑿毛并沖洗干凈，然后再澆注剩余腹板、頂板混凝土。

同一次澆注混凝土?xí)r，應(yīng)從跨中向墩頂方向澆注，最后澆注墩頂兩側(cè)各3.0 m左右范圍內(nèi)的混凝土，箱梁頂板混凝土初凝前應(yīng)將箱梁頂面進(jìn)行橫橋向拉毛。

4.1.3 模板拆除和支架卸除

（1）為保證箱梁的外觀質(zhì)量，箱梁外模板要求采用大塊模板，盡量減少模板之間的接縫，接縫處必須堵塞嚴(yán)密，以防漏漿；如采用鋼模板，初次使用時(shí)應(yīng)將與混凝土接觸面上的銹跡清除干凈。不得采用對(duì)混凝土表面有污染、對(duì)混凝土有腐蝕的廢機(jī)油、肥皂水、洗衣粉等材料代替脫模劑，應(yīng)嚴(yán)格控制各梁段斷面尺寸。

（2）混凝土強(qiáng)度達(dá)到25 MPa時(shí)方可拆除側(cè)模板，達(dá)到30 MPa時(shí)方可拆除內(nèi)模板。

（3）支架應(yīng)在預(yù)應(yīng)力張拉完畢、混凝土強(qiáng)度達(dá)到95%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可拆除，支架的卸除順序應(yīng)從跨中向橋墩方向進(jìn)行。

（4）人洞設(shè)置，為方便拆除內(nèi)模板，在每跨箱梁頂板按圖1所示位置設(shè)置人洞，每跨每箱室設(shè)置兩個(gè)人洞，箱梁支架拆除前務(wù)必將人洞封閉，并補(bǔ)齊因設(shè)置人洞而裁斷的鋼筋。人洞的設(shè)置應(yīng)避開箱梁預(yù)應(yīng)力鋼束。箱梁內(nèi)施工完成后應(yīng)及時(shí)復(fù)原結(jié)構(gòu)鋼筋并立模澆筑封孔混凝土。人洞設(shè)置位置見圖1。

圖1 人洞設(shè)置位置示意圖

（4）張拉預(yù)應(yīng)力必須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%以后進(jìn)行。

（5）預(yù)應(yīng)力管道應(yīng)在張拉后24 h內(nèi)壓漿，具體要求見真空壓漿工藝說明。

4.2 橋面鋪裝、護(hù)欄、橋面防水等施工

（1）防撞護(hù)欄施工時(shí)應(yīng)注意伸縮縫處縫寬按設(shè)計(jì)圖設(shè)計(jì)的寬度設(shè)置，并應(yīng)注意護(hù)欄每隔4～6 m設(shè)置一道2 cm寬斷縫，縫中間填塞瀝青麻絮或?qū)I(yè)的防水密封膠。

（2）橋面防水應(yīng)在全橋護(hù)欄以內(nèi)的橋面范圍，瀝青混凝土鋪裝以下采用FYT－I改進(jìn)型防水材料。防水層抗?jié)B要求0.25 MPa以上。防水層應(yīng)避免車輛碾壓，防水層施工完畢至攤鋪瀝青混凝土之間的時(shí)間差應(yīng)不大于15天。

4.3 下部結(jié)構(gòu)

（1）施工單位進(jìn)行施工放樣之前，必須對(duì)各橋梁墩臺(tái)控制里程樁號(hào)、樁位坐標(biāo)、設(shè)計(jì)標(biāo)高等數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，如發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)圖中提供數(shù)據(jù)不符，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)單位復(fù)查。承臺(tái)或樁頂頂面標(biāo)高應(yīng)在天然或規(guī)劃地面以下0.50 m左右，施工時(shí)可按此原則根據(jù)實(shí)際地形調(diào)整樁頂標(biāo)高。

（2）基礎(chǔ)施工時(shí)，若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與地質(zhì)報(bào)告、設(shè)計(jì)文件不符，應(yīng)及時(shí)通知設(shè)計(jì)、監(jiān)理部門，以便作適當(dāng)調(diào)整。

（3）鉆孔樁成孔后必須測(cè)量孔徑、孔位，檢查樁底巖層高程和巖石強(qiáng)度，只有確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)要求后，才能灌注混凝土。各項(xiàng)規(guī)定和允許偏差如下：軸線偏差：?jiǎn)螛稙?0 mm；傾斜度：小于1/100。

（4）樁基施工中不得擾動(dòng)樁底、樁側(cè)的土層，相鄰兩孔不得同時(shí)鉆孔或澆注混凝土，以免擾動(dòng)孔壁造成串孔或斷樁。

（5）樁基應(yīng)嚴(yán)格清孔，樁底沉淀土厚度不得大于15 cm，確?；炷临|(zhì)量及樁基礎(chǔ)承載力。

（6）為確保樁基質(zhì)量，成樁后應(yīng)對(duì)基樁進(jìn)行無破損檢驗(yàn)，對(duì)鉆孔樁要求每根樁均須檢驗(yàn)，并對(duì)樁的均質(zhì)性進(jìn)行檢測(cè)。

（7）墩柱、樁基的受力主鋼筋接頭應(yīng)錯(cuò)開布置，在任一接長(zhǎng)（搭接、焊接、擠壓接頭）區(qū)段內(nèi)，有接頭的受力鋼筋截面積占總面積的百分率，采用搭接時(shí)不大于25%，采用焊接、擠壓接頭時(shí)不大于50%。

（8）橋墩墩身施工要求尺寸準(zhǔn)確、表面平整、光滑，應(yīng)嚴(yán)格控制墩身施工傾斜度。墩柱施工要求采用鋼模板，一節(jié)長(zhǎng)度應(yīng)不小于2.0 m，鋼模板初次使用時(shí)應(yīng)將與混凝土接觸面上的銹跡清除干凈。不得采用對(duì)混凝土表面有污染、腐蝕的材料代替脫模劑。

（9）蓋梁同墩柱交界處應(yīng)注意新老混凝土的結(jié)合，在澆筑蓋梁混凝土前，應(yīng)仔細(xì)清除柱頭浮漿、鑿毛接觸面、沖刷干凈。

（10）橋墩蓋梁頂面擱置支座處必須平整、清潔、粗糙，并澆筑支座墊石。

（11）橋墩蓋梁縱向鋼筋應(yīng)預(yù)先焊接形成骨架，澆筑混凝土前直接將骨架安裝就位，再綁扎鋼筋。

（12）墩頂上支座墊石位置和高程控制要求準(zhǔn)確，墊石頂面必須保持平整、清潔。

（13）耳墻與背墻、擋土板同時(shí)澆筑，澆筑耳墻時(shí)應(yīng)由懸臂端向背墻根部依次進(jìn)行，拆除模板時(shí)應(yīng)避免振動(dòng)引起耳墻開裂。

（14）臺(tái)后填土，應(yīng)逐層夯實(shí)，為減少水平土壓力，不得用大型機(jī)械推土筑高和碾壓的方法。

（15）嚴(yán)禁在橋臺(tái)處取土、取砂礫。

（16）在橋梁基礎(chǔ)施工前，應(yīng)探明交叉管線準(zhǔn)確位置，不能盲目開挖而對(duì)地下管線造成破壞，若發(fā)現(xiàn)有干擾時(shí)，應(yīng)及時(shí)會(huì)同相關(guān)部門協(xié)商解決。

4.4 鋼筋

（1）所有鋼筋的加工、安裝和質(zhì)量驗(yàn)收均應(yīng)按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

（2）鋼筋接長(zhǎng)時(shí)應(yīng)避開鋼筋應(yīng)力較大處，并嚴(yán)格按施工技術(shù)規(guī)范接頭錯(cuò)開布置。凡因施工需要而斷開的鋼筋再次連接時(shí)，必須進(jìn)行焊接并滿足規(guī)定的焊接長(zhǎng)度和質(zhì)量。

（3）當(dāng)鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道發(fā)生干擾時(shí)，可適當(dāng)移動(dòng)普通鋼筋以保證預(yù)應(yīng)力管道定位準(zhǔn)確。

（4）鋼束錨固處的普通鋼筋如影響預(yù)應(yīng)力鋼束施工時(shí)，可適當(dāng)彎折或裁斷，但待預(yù)應(yīng)力施工完畢后應(yīng)及時(shí)恢復(fù)原位。

（5）施工中如鋼筋發(fā)生矛盾，可適當(dāng)調(diào)整鋼筋布置，但應(yīng)保證鋼筋保護(hù)層厚度應(yīng)滿足《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。

（6）對(duì)于鋼筋直徑大于22 mm的HRB335鋼筋的搭接，推薦采用鋼筋擠壓連接器連接或采用等強(qiáng)鐓粗直螺紋連接技術(shù)連接，連接質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《鋼筋機(jī)械連接通用規(guī)程》（JG107—96）及《鐓粗直螺紋鋼筋接頭》（JG/T3057—1999）的要求。鋼筋接長(zhǎng)也可采用焊接接長(zhǎng)，焊縫長(zhǎng)度、質(zhì)量滿足規(guī)范要求。

5 結(jié)束語

文章就預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁天橋在設(shè)計(jì)、施工中的注意事項(xiàng)及易出現(xiàn)的問題作了簡(jiǎn)要描述。

[1]《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）.

[2]《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2004）.

[3]《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2004）.

[4]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）.

[5]《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ024-85）.

[6]《高速公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)及沿線設(shè)施設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D80-2006）.