公路橋后張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工

□宋維俠 □陳文華（中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司）

1.工程概況

焦作2段第4標(biāo)段位于河南省焦作市南水北調(diào)中線一期工程總干渠設(shè)計(jì)樁號(hào)IV55+900～I(xiàn)V61+500，共有公路橋梁4座，分別為煤礦學(xué)校、馮營(yíng)工人新村、云臺(tái)大道、孟村東公路橋。

1.1 煤礦學(xué)校公路橋

公路-Ⅱ級(jí)橋梁，全長(zhǎng)95 m,簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，與總干渠夾角為45°。中跨采用跨徑35 m預(yù)應(yīng)力箱梁，梁高1.8 m，梁底寬1.0 m，中梁頂寬2.4 m、邊梁頂寬2.85 m。邊跨采用跨徑30 m預(yù)應(yīng)力箱梁，梁高1.6 m，梁底寬1.0 m，中梁頂寬2.4 m、邊梁頂寬2.85 m。

1.2 馮營(yíng)工人新村公路橋

公路-Ⅱ級(jí)橋梁，全長(zhǎng)75 m,先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)，與總干渠夾角為69°。邊、中跨采用跨徑25 m預(yù)應(yīng)力箱梁，梁高1.4 m，梁底寬1.0 m，中梁頂寬2.4 m、邊梁頂寬2.85 m。

1.3 云臺(tái)大道公路橋

公路-Ⅰ級(jí)橋梁，全長(zhǎng)120 m,先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)，與總干渠夾角為45°。邊、中跨采用跨徑40 m預(yù)應(yīng)力箱梁，梁高2.0 m，梁底寬1.0 m，中梁頂寬2.4 m、邊梁頂寬2.85 m。

1.4 孟村東公路橋

公路-Ⅱ級(jí)橋梁，全長(zhǎng)200 m,先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)，與總干渠夾角為45°。邊、中跨采用跨徑40 m預(yù)應(yīng)力箱梁，梁高2.0 m，梁底寬1.0 m，中梁頂寬2.4 m、邊梁頂寬2.85 m。

2.箱梁模板制作安裝

2.1 箱梁地（底）模臺(tái)座

根據(jù)施工總體規(guī)劃，選擇合適的場(chǎng)地，合理布置地模臺(tái)座，使箱梁混凝土運(yùn)輸、澆筑、吊裝方便。預(yù)制場(chǎng)地要平整夯實(shí)，場(chǎng)地周邊和臺(tái)座四周修好排水設(shè)施，以利于雨天迅速排除積水，防止雨水浸泡，導(dǎo)致臺(tái)座局部下沉。根據(jù)場(chǎng)地條件，先澆筑C10混凝土墊層，以增加臺(tái)座受力面積。臺(tái)座材料采用C25混凝土澆筑，表面壓光；亦可采用MU10粘土磚砌筑，表層用1∶2水泥砂漿罩面、壓光。無論采用何種材料，均要保證臺(tái)面平整，邊角整齊。為防止梁體張拉時(shí)中間起拱，臺(tái)座兩端局部受壓，在梁端兩側(cè)1.0～1.5 m的臺(tái)座范圍內(nèi)加厚混凝土墊層厚度。

臺(tái)座厚度約20 cm左右，應(yīng)核對(duì)外模對(duì)拉螺桿位置后，在臺(tái)座預(yù)埋φ50 mmPVC管，間距80 cm左右。臺(tái)座寬度應(yīng)根據(jù)梁底寬度確定，核對(duì)設(shè)計(jì)圖紙，看梁底外部是否有圓弧角，由圓弧角半徑確定地模寬度。根據(jù)設(shè)計(jì)或規(guī)范要求在臺(tái)座兩端預(yù)留吊裝穿鋼索孔位置。

臺(tái)座表面鋪地板革做脫模層，但要防止焊接、綁扎鋼筋時(shí)刺破地板革，如采用石蠟做脫模層時(shí)，要使石臘涂刷均勻。為了保證梁底外觀，最好的做法是鋪2 cm厚鋼板，這樣既能保證梁底平整，又能保證邊角順直。

梁底預(yù)埋鋼板部位底部要做柔性墊層，防止張拉時(shí)，基底反力壓碎梁端底部。

2.2 箱梁外模

箱梁模板由專業(yè)模板制造廠家制作，向生產(chǎn)廠家認(rèn)真進(jìn)行圖紙交底，主要有橋渠夾角的方向，邊模預(yù)留滴水槽位置，邊齒槽與鋼筋間距相適應(yīng)，箱梁頂板結(jié)構(gòu)找坡的坡度、方向，中隔梁的位置、方向，負(fù)彎矩張拉槽位置，腹板端部、底部漸變線的位置等。模板制造廠家出具模板詳圖和拼裝圖后，專業(yè)技術(shù)員結(jié)合箱梁結(jié)構(gòu)圖、鋼筋圖、鋼束圖對(duì)模板圖進(jìn)行認(rèn)真審核后，方可進(jìn)行加工制造。

結(jié)合箱梁斷面特點(diǎn)，和制造廠家提前溝通，將邊梁模板經(jīng)過改裝，增加小附件，用于預(yù)制中梁。亦可在模板梁高方向進(jìn)行改裝，先預(yù)制高度大的梁，再預(yù)制高度小的梁，有利于減少模板加工數(shù)量，增加模板周轉(zhuǎn)次數(shù)，節(jié)約工程成本。

模板出廠前，要求廠家進(jìn)行試拼裝，并檢查模板表面是否平整、有無凹凸變形、拼縫是否嚴(yán)密、規(guī)格、型號(hào)等尺寸是否符合要求，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理。

箱梁外模應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，鋼板厚度≥4 mm,模板底部應(yīng)焊接通長(zhǎng)縫槽，以利于安裝對(duì)拉螺栓。

每隔1.5 m左右，在箱梁外模的中部，焊接一個(gè)安裝附著式變頻振搗器的振動(dòng)板。

模板安裝前，先要在地模上彈出箱梁縱橫向中心線，梁端邊線。由中心線向兩邊進(jìn)行拼裝，保證第一塊模板位置準(zhǔn)確，垂直度符合要求，與梁底地模的相對(duì)位置對(duì)準(zhǔn)，用頂壓桿調(diào)整好側(cè)模垂直度，用帶絲杠的底座調(diào)整好安裝高程，然后臨時(shí)固定，依次安裝并彼此連接牢固。當(dāng)兩側(cè)的鋼模板安裝拉通線調(diào)整完成后，相對(duì)應(yīng)側(cè)模底部、頂部再進(jìn)行拉桿連接牢固。模板與模板接縫，模板與地模接縫處可粘貼雙面膠帶或海綿條，保證模板接縫密貼且不漏漿。

2.3 箱梁內(nèi)模、端頭模板

內(nèi)模制作時(shí)，要考慮拆除方便，分塊位置適當(dāng)且容易加固。梁高1.8 m以上的內(nèi)模斷面可分成9塊，1.8 m以下的內(nèi)模斷面可分成7塊，模板標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)度為1.5 m。有角度的部位最好加工成圓弧角。

內(nèi)模每隔0.3 m在腹板、頂部采用槽鋼、鉤頭螺栓進(jìn)行加固。澆筑過程中在腹板中部采用方木橫向撐牢。底部預(yù)留槽宜>0.3 m，橫向支撐間隔0.6 m,以便于振搗。

宜在內(nèi)模底部放置足夠數(shù)量的支撐馬凳鋼筋，確保箱梁底板尺寸符合要求。待箱梁頂板鋼筋綁扎完畢后，每隔2 m左右在箱梁內(nèi)模頂部設(shè)置鋼筋馬凳，采用14號(hào)工字鋼（槽鋼），在外模上焊接吊鉤。用花籃螺栓加固，防止內(nèi)模上浮。

制作的端頭模板形狀、角度應(yīng)符合箱梁張拉端錨墊板安裝的位置要求。端頭模板可分塊制作，采用螺栓連接，便于拆卸。在端頭模板波紋管穿過位置開孔，采用螺栓將錨墊板安裝在端頭模板上，校正了端頭模板的位置，也就校正了錨墊板安裝的角度。

3.箱梁鋼筋制作安裝及波紋管、梁底預(yù)埋鋼板安裝

在鋼筋加工場(chǎng)地制作平臺(tái)上，按照腹板斜度要求，將底板箍筋與腹板箍筋焊接成骨架。同時(shí)，在預(yù)制臺(tái)座一側(cè)焊接支撐腹板鋼筋固架，采用V形鋼筋按腹板箍筋間距要求，點(diǎn)焊在骨架上，這樣有利于腹板、底板鋼筋安裝。當(dāng)鋼筋過密影響到混凝土澆筑質(zhì)量時(shí)，應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)人員協(xié)商解決。底板主筋的連接采用焊接接頭或機(jī)械連接接頭，設(shè)置在內(nèi)力較小處，并應(yīng)錯(cuò)開布置。箍筋的末端應(yīng)做彎鉤，彎鉤的形狀應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，彎鉤平直部分的長(zhǎng)度，一般結(jié)構(gòu)應(yīng)不小于箍筋直徑的5倍，有抗震要求的結(jié)構(gòu)，應(yīng)不小于箍筋直徑的10倍。注意使螺旋筋的平面端緊錨墊板，錨下鋼筋嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求布設(shè)，必要時(shí)，根據(jù)鋼筋間隙要求，增加錨下鋼筋的布設(shè)。防止局部素混凝土太厚，張拉時(shí)，將錨墊板處混凝土壓潰。波紋管嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求的坐標(biāo)進(jìn)行布設(shè)，定位鋼筋固定位置準(zhǔn)確、牢固，使其能牢固地置于模板內(nèi)的設(shè)計(jì)位置，且在混凝土澆筑期間不產(chǎn)生位移。管道與普通鋼筋重疊時(shí)，應(yīng)移動(dòng)普通鋼筋，不得改變管道的設(shè)計(jì)坐標(biāo)位置。固定波紋管用的定位鋼筋的間距，不宜>0.8 m，位于曲線上的管道不宜>0.5 m。定位后的管道應(yīng)平順，其端部的中心線應(yīng)與錨墊板相垂直，過程中防止電焊灼傷，以免漏漿。

波紋管接頭處的連接管宜采用大一級(jí)直徑的同類管道，其長(zhǎng)度宜為被連接管道內(nèi)徑的5～7倍。連接時(shí)不應(yīng)使接頭處產(chǎn)生角度變化及在混凝土澆筑期間發(fā)生管道的轉(zhuǎn)動(dòng)或移位，接頭處用寬膠帶纏裹緊密防止水泥漿的滲入。為了增加成孔可靠度，可使用比波紋管小一級(jí)直徑的PVC管穿入波紋管內(nèi)，在澆筑過程中安排專門人員每隔一段時(shí)間適當(dāng)移動(dòng)，待箱梁澆筑完畢，混凝土初凝后，及時(shí)拔除PVC管。管道安裝完畢后，其端口應(yīng)采取可靠措施（如楔入軟木塞、布條）臨時(shí)封堵，防止水或其它雜物進(jìn)入。

4.箱梁混凝土施工

4.1 C50F200混凝土配合比

由于預(yù)應(yīng)力箱梁混凝土具有強(qiáng)度等級(jí)高且有抗凍性能要求，混凝土配合比按照高性能混凝土要求設(shè)計(jì)，配合比水膠比不超過0.32,坍落度12～14 cm,總堿含量滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)定。

對(duì)于C50混凝土應(yīng)采用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈且粒徑<5 mm的河砂。粉煤灰使用Ⅰ級(jí)粉煤灰，摻量不宜>15%。水泥選用質(zhì)量穩(wěn)定的生產(chǎn)廠家。加工成碎石的巖石的抗壓強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度等級(jí)之比應(yīng)≥1.5，工程中可采用壓碎指標(biāo)進(jìn)行質(zhì)量控制。

混凝土配合比設(shè)計(jì)由公司中心實(shí)驗(yàn)室提出后，尚應(yīng)進(jìn)行>6次的重復(fù)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，其平均值應(yīng)不低于配制強(qiáng)度后方可使用。配合比設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工均應(yīng)保留60 d、90 d混凝土試件，發(fā)現(xiàn)問題以便查詢?，F(xiàn)場(chǎng)控制好各類原材料質(zhì)量，及時(shí)做好各類原材料試驗(yàn)檢測(cè)工作，確?，F(xiàn)場(chǎng)使用原材料與設(shè)計(jì)配合比采用原材料的一致性。

4.2 混凝土拌制

混凝土拌制前，按照要求測(cè)定砂、小石含水量，將試驗(yàn)配合比換算成施工配合比，經(jīng)審核合格后，方可進(jìn)行備料拌制。

混凝土拌和站配料采用自動(dòng)計(jì)量裝置，各種衡器的精度應(yīng)符合要求，計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確，計(jì)量器具應(yīng)由法定檢測(cè)機(jī)構(gòu)每半年標(biāo)定一次。拌制混凝土所用的各項(xiàng)材料應(yīng)按質(zhì)量投料，配料數(shù)量的允許質(zhì)量偏差應(yīng)符合要求。跟普通混凝土相比，適當(dāng)延長(zhǎng)C50混凝土的攪拌時(shí)間，最少延時(shí)≥30 s。

混凝土拌和物出機(jī)后，首先應(yīng)檢查其均勻性，要求攪拌均勻，顏色一致，不得有離析和泌水現(xiàn)象。然后檢測(cè)其坍落度和含氣量，符合要求后，方可出站。

4.3 混凝土運(yùn)輸

根據(jù)箱梁預(yù)制場(chǎng)與拌和站的運(yùn)輸距離、混凝土凝結(jié)時(shí)間、澆筑速度安排混凝土攪拌運(yùn)輸車數(shù)量，使?jié)仓ぷ鞑婚g斷且混凝土運(yùn)到澆筑地點(diǎn)時(shí)仍能保持其均勻性和規(guī)定的坍落度?；炷翑嚢柽\(yùn)輸車途中應(yīng)以2～4 r/min的慢速進(jìn)行攪動(dòng)，卸料前應(yīng)以常速再次攪拌，澆筑前再次測(cè)定坍落度。

混凝土運(yùn)至澆筑地點(diǎn)后發(fā)生離析、泌水或坍落度不符合要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行二次攪拌。二次攪拌時(shí)不宜任意加水，確有必要時(shí)，可同時(shí)加水、相應(yīng)的膠凝材料和外加劑并保持原水膠比不變。

4.4 混凝土澆筑

澆筑混凝土前應(yīng)進(jìn)行以下準(zhǔn)備工作：混凝土振搗棒（Φ30、50）變頻振搗器，備用電源準(zhǔn)備、調(diào)試完畢,吊車、料斗已就位,組織專業(yè)技術(shù)人員對(duì)作業(yè)班組長(zhǎng)、工人進(jìn)行技術(shù)交底，講述施工過程中振搗應(yīng)注意事項(xiàng)、合理的澆筑順序等。

混凝土應(yīng)采用連續(xù)整體澆筑，澆筑時(shí)采用水平和斜面分層相結(jié)合的方法。水平分層厚度≤30 cm，應(yīng)在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完成上層混凝土。澆筑的總體原則為：從一端向另一端推進(jìn)，先底板及腹板根部、再腹板、最后頂板和翼板，澆筑到距箱梁另一端5～6 m位置時(shí)，再反過來從端頭向中間澆筑。具體澆筑方法如下：

從箱梁一端開始，通過兩側(cè)腹板對(duì)稱灌注底板混凝土，首先采用插入式振動(dòng)棒進(jìn)行振搗。通過芯模底部模板開口判定混凝土是否灌滿底板，同時(shí)芯模底部也采用插入式振動(dòng)棒進(jìn)行振搗密實(shí)，然后用準(zhǔn)備好的模板對(duì)底板進(jìn)行封口，再開啟腹板處附著式振搗器振搗，最后安排工區(qū)技術(shù)人員用敲擊方法檢查底部混凝土是否澆筑密實(shí)。對(duì)箱梁隔梁、錨墊板螺旋筋等鋼筋密集區(qū)域，要采用Φ30振搗棒加強(qiáng)振搗，同時(shí)加強(qiáng)敲擊檢查。

當(dāng)?shù)装鍧仓欢ㄩL(zhǎng)度后，再斜面分層澆筑腹板混凝土。兩側(cè)腹板澆筑速度應(yīng)保持同步，以防止兩邊混凝土面高低懸殊，而造成內(nèi)模偏移。由于埋設(shè)管道較多，用插入式振搗棒振搗時(shí)應(yīng)倍加注意，振搗完畢后再開啟附著式振搗器，做到既不損壞管道，又要保證振搗質(zhì)量。在腹板混凝土澆筑過程中，也應(yīng)派專人用小錘敲擊內(nèi)外模板，通過聲音判斷腹板內(nèi)混凝土是否密實(shí)。

當(dāng)兩腹板槽灌平后，開始澆筑頂板混凝土，澆筑從一端向另一端方向連續(xù)澆筑。頂板混凝土用平板振搗器或插入式振動(dòng)棒振搗，采用鋁合金靠尺刮平，人工收漿粗抹面。待混凝土初凝前，再進(jìn)行二次抹面，以防表面產(chǎn)生干縮裂紋。

4.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成后，應(yīng)在其收漿后盡快予以覆蓋并灑水保濕養(yǎng)護(hù)。炎熱天氣澆筑，應(yīng)加強(qiáng)初始保濕養(yǎng)護(hù)，覆蓋時(shí)不得損傷或污染混凝土的表面，混凝土面有模板覆蓋時(shí)，應(yīng)在養(yǎng)護(hù)期間使模板保持濕潤(rùn)。冬天氣溫低于5℃時(shí)，應(yīng)采取保溫養(yǎng)護(hù)措施，不得向混凝土表面灑水。

混凝土的灑水保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)不少于7 d,最好不要采用噴灑養(yǎng)護(hù)劑對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)，如須采用，所使用的養(yǎng)護(hù)劑應(yīng)不會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生不利影響，且應(yīng)通過試驗(yàn)驗(yàn)證其養(yǎng)護(hù)效果。

用于判斷現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件強(qiáng)度的混凝土試件，應(yīng)置于現(xiàn)場(chǎng)與結(jié)構(gòu)同環(huán)境、同條件養(yǎng)護(hù)。

5.箱梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉、灌漿

5.1 箱梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉

預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用穿心式千斤頂張拉，其額定張拉力為所需張拉力的1.5倍。與千斤頂配套使用的壓力表選用防振型產(chǎn)品，其最大讀數(shù)應(yīng)為張拉力的1.5～2倍，標(biāo)定精度應(yīng)不低于1.0級(jí)。張拉用的千斤頂與壓力表應(yīng)配套標(biāo)定，配套使用。

張拉前，編制施工作業(yè)指導(dǎo)書，向操作人員進(jìn)行技術(shù)交底，使其掌握預(yù)應(yīng)力施工的知識(shí)和技能。箱梁混凝土的強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。每榀箱梁開始張拉時(shí)，認(rèn)真檢查油表和千斤頂規(guī)格、型號(hào)是否相對(duì)應(yīng)。按規(guī)定對(duì)鋼絞線進(jìn)行梳理編束，不要使鋼束長(zhǎng)短不一或發(fā)生交叉，在孔道內(nèi)互相扭結(jié)、纏繞。

當(dāng)箱梁端頭角度較大，不好安裝千斤項(xiàng)時(shí)，要注意錨墊板后抄墊物件不要太多，否則會(huì)直接影響到鋼絞線的伸長(zhǎng)量。圖紙計(jì)算伸長(zhǎng)值因彈性模量與實(shí)際鋼絞線彈性模量不太相符，應(yīng)隨機(jī)抽取試樣進(jìn)行彈模試驗(yàn)以取得實(shí)際彈模值。張拉千斤頂與錨具、限位板與工作錨要同心。預(yù)應(yīng)力鋼絞線在張拉控制應(yīng)力達(dá)到穩(wěn)定后方可錨固，對(duì)夾片式錨具、錨固后夾片頂面應(yīng)平齊。錨固完畢并經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可切割端頭多余的預(yù)應(yīng)力筋，切割時(shí)應(yīng)采用砂輪鋸。切割后預(yù)應(yīng)力筋的外露長(zhǎng)度≥30 mm，且≥1.5倍預(yù)應(yīng)力筋直徑。

5.2 箱梁預(yù)應(yīng)力孔道灌漿

預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉錨固后，孔道應(yīng)盡早壓漿，且應(yīng)在48 h內(nèi)完成，否則應(yīng)采取避免預(yù)應(yīng)力筋銹蝕的措施。

按先下層后上層的順序進(jìn)行壓漿，同一管道內(nèi)的壓漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，一次完成。壓漿應(yīng)緩慢、均勻地進(jìn)行，不得中斷。

漿液自拌制完成至壓入孔道的延續(xù)時(shí)間不宜超過40 min，且在使用前和壓注過程中應(yīng)連續(xù)攪拌，對(duì)因延遲使用所致流動(dòng)度降低的水泥漿，不得通過額外加水增加其流動(dòng)度。

對(duì)水平或曲線孔道，壓漿的壓力宜為0.5～0.7 MPa,壓漿的充盈度應(yīng)達(dá)到孔道另一端飽滿且排氣孔排出與規(guī)定的流動(dòng)度相同的水泥漿為止，關(guān)閉漿口后，宜保持一個(gè)≥0.5 MPa的穩(wěn)壓期，該穩(wěn)壓期的保持時(shí)間宜為3-5 min。

壓漿過程中及壓漿后48 h內(nèi)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土的溫度及環(huán)境溫度不得低于5℃，否則應(yīng)采取保溫措施，并按冬期施工的要求處理，漿液中可適量摻用引氣劑。壓漿后，應(yīng)在漿液強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度后方可進(jìn)行移運(yùn)和吊裝。

6.結(jié)語

公路橋預(yù)應(yīng)力箱梁工藝復(fù)雜，質(zhì)量要求高，單位要引起高度重視，應(yīng)配備一支技術(shù)熟練的專業(yè)隊(duì)伍，認(rèn)真做好質(zhì)量及工程，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求及相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作，方能保障工程順利進(jìn)行。