淺析后張法預(yù)應(yīng)力變截面現(xiàn)澆砼箱梁施工控制要點(diǎn)

劉湘

【摘 要】在公路、市政橋梁建設(shè)中，后張法預(yù)應(yīng)力變截面箱梁被廣泛采用，在箱梁施工中從地基處理到箱梁澆筑完成每一道工序都可能會(huì)影響到整個(gè)工程的成敗，從箱梁施工全過程進(jìn)行控制，防止質(zhì)量事故的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】箱梁；施工；控制；要點(diǎn)

0.工程概況

曹州路跨廣利河大橋是跨廣利河而建設(shè)的一座大橋，為東營市第二座后張法變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)橋，全橋共三跨，橋跨為35m+50m+35m，全長120m。預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁是該橋工程中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，它的質(zhì)量對(duì)工程結(jié)構(gòu)安全性、耐久性至關(guān)重要，施工內(nèi)容主要包括地基處理、支架搭設(shè)、支架預(yù)壓、模板施工、鋼筋加工與安裝、預(yù)應(yīng)力管道布設(shè)、預(yù)應(yīng)力砼施工、預(yù)應(yīng)力施工等。

1.地基處理及支架搭設(shè)

1.1地基處理

支架地基的承載力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。本工程地處廣利河河道內(nèi)，支架搭設(shè)起點(diǎn)為河底高程處，地基較為松軟，地質(zhì)條件差，地基達(dá)不到承載力要求，施工又正值雨季，故需進(jìn)行換填硬料，表面作硬化處理，使支架地基沉降值符合設(shè)計(jì)要求。通過受力分析，在排水條件良好情況下，對(duì)原地面進(jìn)行整平，鋪設(shè)30cm厚12%水泥土，然后澆筑20cm厚C20砼，以確保支架基礎(chǔ)的堅(jiān)實(shí)性和穩(wěn)定性。

1.2支架搭設(shè)

支架搭設(shè)是現(xiàn)澆箱梁施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它不僅影響工程質(zhì)量，還對(duì)工程成本有較大影響。選用支架應(yīng)符合以下要求：支架分布受力的性能好，自重輕，盡量減少對(duì)地基的壓力；根據(jù)要求，可調(diào)節(jié)高度，滿足調(diào)節(jié)橋梁縱、橫坡的要求；支架自身壓縮變形小，穩(wěn)定性能好。拼裝、拆卸靈活方便；可周轉(zhuǎn)使用，降低工程的施工成本。通過分析比較，工程施工采用碗扣式支架，它有規(guī)格多，拆卸靈活、自重輕等特點(diǎn)，支架高度可任意調(diào)節(jié)，受力分布性能好。

支架搭設(shè)前，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GBJ9-87）和《砼結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-92）有關(guān)規(guī)定，對(duì)支架的承載力、剛度、穩(wěn)定性和抗剪強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。因本橋梁為變截面預(yù)應(yīng)力箱梁，每個(gè)斷面自重不一，為減少施工成本，驗(yàn)算支架分?jǐn)嗝孢M(jìn)行，根據(jù)箱梁底板處及翼板處荷載大小的不同，確定支架布置密度。為增加支架整體穩(wěn)定性、牢固性，設(shè)剪刀支撐處理，以承受箱梁的恒載和施工荷載，滿足設(shè)計(jì)及施工要求。頂、底部的高程采用螺旋調(diào)節(jié)高度，以滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高要求。通過對(duì)方木的撓度及剪切力分析計(jì)算，確定碗扣件頂托上順橋向、垂直橋向方木截面面積及間距，方木之間用釘子連接成整體。

1.3支架預(yù)壓

考慮梁體自重、地面下沉及支架的彈性和非彈性變形等因素影響，按設(shè)計(jì)要求對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓。支架搭設(shè)完成，在砼箱梁模板施工前，對(duì)支架進(jìn)行相當(dāng)于1.2倍箱梁自重的荷載預(yù)壓，以檢查支架的承載能力，減少和消除支架體系的非彈性變形及地基的沉降。支架壓重材料采用相應(yīng)重量的砂袋，并按箱梁結(jié)構(gòu)形式合理布置砂袋數(shù)量。預(yù)壓時(shí)間根據(jù)地質(zhì)情況、梁體重量、支架類型等進(jìn)行現(xiàn)場預(yù)壓試驗(yàn)后確定。預(yù)壓前一定要仔細(xì)檢查支架各節(jié)點(diǎn)是否連接牢固可靠，同時(shí)做好觀測記錄。待消除支架非彈性變形量及壓縮穩(wěn)定后測出彈性變形量，即完成支架壓重施工。撤除壓重砂袋后，設(shè)置支架施工預(yù)留拱度，調(diào)整支架底模高程，并開始箱梁施工。

2.現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁施工

2.1模板施工

為保證砼外觀質(zhì)量，底模、內(nèi)模采用竹膠模板，側(cè)模根據(jù)設(shè)計(jì)箱梁的截面形式加工定型鋼模板。模板應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性。

外側(cè)模板采用大塊定型鋼模拼裝。梁體范圍以外上下位置均用拉桿固定，底部拉桿每1.0m一根，確保支撐的牢固、不變形，從而保證模板就位后支撐穩(wěn)固滿足受力要求。外模要求光潔、平整、色澤一致、拼縫整齊，面板縫用雙面膠帶密封。砼澆筑前，模板采用高壓氣槍進(jìn)行清理。內(nèi)模采用工廠加工，現(xiàn)場拼裝，整體吊裝，模板之間用螺絲連接。內(nèi)模在箱梁底開口，便于對(duì)澆注的砼底板進(jìn)行抹光。在箱梁頂預(yù)留部分下人孔，設(shè)活動(dòng)蓋板便于人員進(jìn)出澆筑底板砼。模板安裝時(shí)，嚴(yán)格控制箱梁內(nèi)模的斷面幾何尺寸。采取支、頂?shù)扔行Т胧┛刂苾?nèi)模兩側(cè)錯(cuò)位、變形，施工誤差控制在規(guī)范容許的范圍之內(nèi)。注意預(yù)埋件和預(yù)留洞位置準(zhǔn)確。

2.2鋼筋加工與安裝

箱梁中普通鋼筋既有受力筋又有架立鋼筋，形狀復(fù)雜，數(shù)量多，為保證安裝位置準(zhǔn)確在梁上一次性安裝成形。鋼筋的連接直徑小于22mm的采用雙面焊，直徑大于等于22mm的采用鋼套連接。加工制作好后的鋼筋骨架應(yīng)分類放好，作好標(biāo)識(shí)，以便使用時(shí)查找。

鋼筋安裝時(shí)，首先依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙尺寸在底板劃出位置線，布設(shè)橫向與縱向鋼筋，然后進(jìn)行綁扎、墊設(shè)砼墊塊，并加以固定。鋼筋綁扎自下而上依次進(jìn)行，并采取可靠的臨時(shí)加固措施，保證鋼筋骨架的剛度和穩(wěn)定性。其次，搭設(shè)臨時(shí)支架布設(shè)腹板梁上層主筋，接著布設(shè)腹板梁箍筋，腹板梁箍筋要求每2m與主筋焊接在一起，形成骨架體系。拆除臨時(shí)支架，降落腹板梁、端梁到設(shè)計(jì)位置。最后支內(nèi)模，綁扎頂板鋼筋。

2.3預(yù)應(yīng)力管道布設(shè)

箱梁預(yù)應(yīng)力孔道用波紋管成孔。波紋管按設(shè)計(jì)間距設(shè)“井”字形定位鋼筋固定孔道位置。預(yù)應(yīng)力管道的位置必須嚴(yán)格按照坐標(biāo)定位并用定位鋼筋固定，定位鋼筋與箱梁腹板箍筋點(diǎn)焊連接，嚴(yán)防錯(cuò)位和下垂，如果管道與鋼筋發(fā)生碰撞，應(yīng)保證管道位置不變而只是適當(dāng)挪動(dòng)鋼筋位置。

采用“定位網(wǎng)法”使波紋管位置按設(shè)計(jì)圖紙的橫、縱坐標(biāo)控制在規(guī)范偏差以內(nèi)；必須有足夠的定位筋確保澆筑砼過程中，波紋管位置的準(zhǔn)確性。

2.4預(yù)應(yīng)力砼施工

箱梁砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C50，為滿足砼強(qiáng)度要求，滿足砼在運(yùn)輸、澆筑、振搗、張拉各環(huán)節(jié)施工的需要，根據(jù)《普通砼配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》，經(jīng)建設(shè)單位、監(jiān)理單位和施工單位的共同努力，在攪拌站的配合下，經(jīng)過多次試配，采用多種外加劑進(jìn)行試驗(yàn)，配制出了箱梁砼，滿足了設(shè)計(jì)要求和施工需求。

在鋼筋、模板、預(yù)埋件、預(yù)應(yīng)力孔道、砼保護(hù)層厚度等檢查、驗(yàn)收合格后澆筑砼，在澆筑前必須吹除模板中雜物。提前2-3天以書面形式通知拌和站，內(nèi)容包括：澆筑時(shí)間、所用砼質(zhì)量技術(shù)規(guī)范要求、車輛等。

箱梁砼的澆筑采用一次成型工藝，砼的澆筑縱向由跨中向兩端分段分層對(duì)稱澆筑。先澆底板砼，澆筑從腹板或頂板預(yù)留工作孔下料，底板的振搗采用ф50 振動(dòng)棒插入式振搗。澆筑底板砼的同時(shí)，工人進(jìn)入內(nèi)模內(nèi)壓光抹面，抹面完成后，砼初凝前再開始澆筑腹板和頂板砼，階梯式連續(xù)施工。在振搗砼時(shí)，應(yīng)注意避免觸及底模及波紋管。梁頂面砼以木摸收平搓毛，在砼接近初凝時(shí)進(jìn)行二次收漿并拉毛，防止出現(xiàn)裂縫。砼澆筑過程中應(yīng)按規(guī)定留取足夠的試件，并應(yīng)有試件進(jìn)行同條件養(yǎng)護(hù)，作為預(yù)應(yīng)力張拉的依據(jù)。

3.預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)符合《預(yù)應(yīng)力砼用鋼絞線》（GB/T 5224-2003）的規(guī)定。鋼絞線和錨具出廠前應(yīng)由廠方按規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)并提供質(zhì)量證明書，進(jìn)場后須經(jīng)過有資質(zhì)的質(zhì)檢單位作技術(shù)鑒定。張拉機(jī)具（千斤頂、油泵）與錨具配套使用，應(yīng)在進(jìn)場時(shí)進(jìn)行檢查和校核。千斤頂與壓力表配套校驗(yàn)，以確定張拉力與壓力表讀數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

4.施工總結(jié)及體會(huì)

現(xiàn)澆箱梁支架的基礎(chǔ)施工前一定要進(jìn)行承載力驗(yàn)算并處理。各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)合格后方可進(jìn)入下步工序施工。現(xiàn)澆箱梁采用支架必須進(jìn)行嚴(yán)密驗(yàn)算，即保證經(jīng)濟(jì)合理，又保證支架強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性滿足施工要求?？刂坪昧U的垂直偏差和水平偏差，確保節(jié)點(diǎn)間連接符合設(shè)計(jì)要求，并嚴(yán)格進(jìn)行預(yù)壓，消除支架系統(tǒng)的非彈性變形，測量支架下沉量，為合理確定立模標(biāo)高提供參數(shù)。底模安裝的預(yù)拱度設(shè)置滿足設(shè)計(jì)要求。

模板設(shè)計(jì)要求經(jīng)濟(jì)合理，材質(zhì)、結(jié)構(gòu)尺寸、線形滿足設(shè)計(jì)要求并具有足夠剛度。穩(wěn)定、牢固拼縫嚴(yán)密不漏漿。波紋管安裝要做到不銹、不偏、不沉、不浮、不破、不扁、不堵。

箱梁砼澆筑采用泵送應(yīng)縱向分段、水平分層對(duì)稱進(jìn)行澆筑。澆筑時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢查支架有無收縮和下沉，采取措施以保證最小的壓縮和沉降。砼澆筑采用定人、定崗、定位，專人負(fù)責(zé)，確保振搗質(zhì)量，注意不得出現(xiàn)振破波紋管現(xiàn)象。砼澆筑前應(yīng)對(duì)預(yù)埋件的數(shù)量、位置等進(jìn)行核查，確保無誤后方能澆筑。卸落砼不得直接沖擊到預(yù)埋件，振搗棒不得直接接觸到預(yù)埋件、模板及鋼筋，應(yīng)保持一定距離。

預(yù)應(yīng)力施工不僅關(guān)系著成橋質(zhì)量，還影響著今后的使用壽命。必須按設(shè)計(jì)要求的張拉程序進(jìn)行張拉，做到張拉噸位準(zhǔn)確，鋼束實(shí)際伸長值與計(jì)算值之差符合誤差要求，以確保橋梁施工質(zhì)量。

5.結(jié)論

總之，后張法預(yù)應(yīng)力變截面現(xiàn)澆砼箱梁施工程序復(fù)雜，工序繁多。只有科學(xué)組織，規(guī)范施工，以數(shù)據(jù)和事實(shí)為標(biāo)準(zhǔn)，才能確保工程施工目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。該橋通過對(duì)上述技術(shù)要點(diǎn)的控制，工程質(zhì)量得到了保證，已通過相關(guān)部門驗(yàn)收，投入使用兩年來，運(yùn)行良好。