先簡支后連續(xù)預(yù)制小箱梁施工技術(shù)研究與應(yīng)用

□文 /陳長青

高速公路運(yùn)營中發(fā)現(xiàn)，橋梁的穩(wěn)定性與耐久性還有待于繼續(xù)加強(qiáng)，對傳統(tǒng)的預(yù)制T梁以簡支形式安裝后，通過局部連接與橋面鋪裝的形式使其形成整體，還需要進(jìn)一步的技術(shù)改進(jìn)。如果都采用現(xiàn)澆箱梁后張預(yù)應(yīng)力形式，從工程工期控制、勞動力數(shù)量、工程造價(jià)上均有很大差距，而預(yù)制小箱梁安裝后的先簡支后連續(xù)形式達(dá)到了后張預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁的效果，既節(jié)省了資金、勞動力、工期，又解決了傳統(tǒng)預(yù)制T的穩(wěn)定性差、耐久性差的問題。

1 工程概況

京滬高速公路（天津段）一期一標(biāo)跨京津塘高速公路主線橋全長1 132 m。上部結(jié)構(gòu)有21聯(lián)均為先簡支后連續(xù)預(yù)制小箱梁結(jié)構(gòu)，見圖1。

圖1 橋梁整體橫斷面

2 預(yù)制小箱梁結(jié)構(gòu)施工的特點(diǎn)和難點(diǎn)

2.1 結(jié)構(gòu)形式

標(biāo)準(zhǔn)斷面梁高160 cm，頂寬240 cm或301 cm，底寬100 cm，底板厚度分別為18、25 cm，肋板厚度分別為18、25 cm；梁長 30 m。

2.2 施工特點(diǎn)

因遠(yuǎn)離市郊，周邊沒有合適的構(gòu)件廠，受現(xiàn)場周邊道路制約，故只能在現(xiàn)場臨時(shí)征地制作加工，施工組織難度大，質(zhì)量控制不易。

2.3 施工難點(diǎn)

應(yīng)力體系轉(zhuǎn)化是本工程的一個難點(diǎn)。立交橋上部結(jié)構(gòu)采用先簡支后連續(xù)的結(jié)構(gòu)形式，施工時(shí)采用鋼桶式臨時(shí)支座作為結(jié)構(gòu)應(yīng)力轉(zhuǎn)化過程中的臨時(shí)支點(diǎn)，利用負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉來實(shí)現(xiàn)應(yīng)力轉(zhuǎn)化過程。施工過程中控制好預(yù)應(yīng)力鋼絞線的應(yīng)力和應(yīng)變?yōu)榭刂埔c(diǎn)。

3 預(yù)制小箱梁施工

3.1 預(yù)制小箱梁的現(xiàn)場加工

3.1.1 模板的加工與架立

1）側(cè)模共配置10套，側(cè)模模板采用大塊定型鋼模，焊接牢固，接縫嚴(yán)密，無變形，具有足夠的強(qiáng)度、剛度、平整度及穩(wěn)定性。模板拼縫用密封膠灌縫抹平。

2）芯模同樣采用鋼模，為便于芯模拉出，設(shè)計(jì)為1.2 m一節(jié)，接頭采用螺絲連結(jié)。

3）底模采用混凝土基礎(chǔ)，上滿鋪6mm鋼板，底模制作時(shí)考慮預(yù)制梁的預(yù)留反拱值15mm。

4）模板固定。底部采用間距0.5 m對拉螺栓固定，上部也采用對拉螺栓固定，確保澆筑時(shí)不漲模、不漏漿、不變形。

5）防止?jié)仓^程中芯模上浮，采用在芯模上每隔1.2 m加一道20#槽鋼做成的壓頂，壓頂中間頂住芯模，兩頭用螺栓固定在外模上。

3.1.2 鋼筋加工及綁扎

鋼筋綁扎按底板—腹板—翼板—頂板的順序進(jìn)行綁扎。鋼筋在現(xiàn)場綁扎，負(fù)彎距齒板鋼筋骨架在加工場綁扎，運(yùn)至現(xiàn)場吊裝就位，再與梁鋼筋焊接形成整體；交叉點(diǎn)用鐵絲綁扎結(jié)實(shí)。

3.1.3 波紋管敷設(shè)、錨墊板安裝

1）預(yù)應(yīng)力筋孔道采用塑料波紋管。敷設(shè)波紋管時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)管道坐標(biāo)位置固定并設(shè)固定管道的鋼筋支架，其直線段間距為100 cm，曲線段間距加密為50 cm。

2）為確保管道內(nèi)無雜物、張拉時(shí)鋼鉸線能穿入波紋管內(nèi)，混凝土澆筑時(shí)管道內(nèi)穿入略小于波紋管內(nèi)徑的塑料水管，嚴(yán)防雜物、水泥漿進(jìn)入孔道。

3）錨墊板要牢固地安裝在模板上，定位孔的螺栓要擰緊，墊板與孔道嚴(yán)格對中并與孔道端部垂直，不得錯位。

4）錨墊板的壓漿孔要采取海綿封堵，在壓漿前清理干凈。在錨墊板與模板之間加一層橡膠或泡沫塑料板，喇叭口與波紋管相接處，要用塑料膠布纏裹緊密，防止漏漿堵孔。

3.1.4 混凝土混凝土

1）混凝土采用混凝土運(yùn)輸罐車運(yùn)送，龍門吊配合混凝土。箱梁混凝土的澆筑采用底板、腹板、頂板全斷面由梁一端向另一端循序漸進(jìn)的方法一次性澆筑完成。芯模底板每隔2 m留20 cm×2 cm洞用于底板混凝土的振搗，底板混凝土下料由梁肋處下料，振搗用φ50mm直徑插入式振器振搗，底板振搗密實(shí)后，立即封洞，進(jìn)行梁肋的澆筑。

2）頂板頂面的混凝土初凝應(yīng)及時(shí)拉毛處理，做到表面平整，以利于與鋪裝層結(jié)合。

3.1.5 拆模與養(yǎng)護(hù)

1）承重模板應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%后方可拆模，拆模時(shí)應(yīng)防止損傷混凝土表面。

2）混凝土在澆筑完成收漿后盡快覆蓋和灑水養(yǎng)生。

3.1.6 （后張法）預(yù)應(yīng)力張拉

1）預(yù)應(yīng)力筋制作

預(yù)應(yīng)力鋼鉸線采用強(qiáng)度為1 860 MPa的高強(qiáng)度低松弛鋼鉸線，鋼鉸線進(jìn)場后放置于磚砌平臺上，采用帆布進(jìn)行嚴(yán)密覆蓋，嚴(yán)禁雨淋，防止銹蝕，決不允許沾染油污。

預(yù)應(yīng)力筋的鋼鉸線下料，按設(shè)計(jì)長度并預(yù)留張拉等長度，采用砂輪鋸鋸斷后平放在地面上。編束時(shí)，保證每根鋼鉸線之間平行，不纏繞，每隔1.0～1.5 m用20#軟鐵絲綁扎1道。

2）預(yù)應(yīng)力筋穿束

預(yù)應(yīng)力筋在澆筑混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后采用人工穿束，為保證穿束時(shí)不搗破波紋管，在每根鋼鉸線頭用透明膠布包裹。鋼鉸線伸出錨墊板長度，在張拉端為65 cm。

3）預(yù)應(yīng)力筋張拉

（1）為防止梁體發(fā)生早期裂縫，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%以上時(shí)方能進(jìn)行張拉。

（2）在進(jìn)行第一片梁張拉前需要對千斤頂校驗(yàn)，以確定千斤頂壓力值和油壓表讀數(shù)之間的曲線關(guān)系。

（3）預(yù)應(yīng)力張拉程序?yàn)?0→0.1σk→0.2σk→張拉控制應(yīng)力σk(含錨口摩阻損失)持荷2 min錨固。

（4）張拉操作。先按每束根數(shù)與相應(yīng)的錨具配套，帶好夾片，將鋼鉸線從千斤頂中心穿過。張拉時(shí)當(dāng)鋼鉸線的初始應(yīng)力達(dá)到時(shí)停止供油，檢查夾片情況完好后，劃線做標(biāo)記。

上述工作完成后，即向千斤頂油缸充油并對鋼鉸線進(jìn)行對稱張拉。張拉采用應(yīng)力控制為主，以預(yù)應(yīng)力鋼鉸線的伸長值作為檢驗(yàn)手段，實(shí)際張拉伸長值與理論伸長值應(yīng)控制在±6%的范圍內(nèi)。

4）管道壓漿與端頭封堵

（1）壓漿。預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢后應(yīng)盡早壓漿；孔道壓漿采用水泥漿，水泥漿28 d抗壓強(qiáng)度≮50 MPa；水泥漿的拌制，先下水再下水泥，拌和時(shí)間不得少于1 min，灰漿過篩后存放在儲漿桶內(nèi)，水泥漿自調(diào)制到壓入管道的時(shí)間間隔不得超過40 min，水泥漿在灰漿桶應(yīng)不停地低速攪拌；壓漿前用高壓水對孔道進(jìn)行沖洗以排除孔內(nèi)雜物，如有積水應(yīng)用高壓風(fēng)排除,但要保持孔內(nèi)潤濕；壓漿前應(yīng)做好封錨工作，用環(huán)氧樹脂膠漿或水泥砂漿堵塞，以免冒漿而損失灌漿壓力，封錨時(shí)應(yīng)留有排氣孔；壓漿時(shí)，對曲線孔道和豎向孔道應(yīng)從最低點(diǎn)的壓漿孔壓入從最高點(diǎn)的排氣和泌水，壓漿順序先壓底層孔道；壓漿使用活塞式壓漿泵，壓漿的壓力控制在0.5～0.7 MPa，壓漿應(yīng)達(dá)到孔道一端飽和出漿并應(yīng)達(dá)到排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿為止。為保證管道中充滿灰漿，關(guān)閉出漿口后，應(yīng)保持≮0.5 MPa的一個穩(wěn)壓期，該穩(wěn)壓期不少于5 min；壓漿過程中及壓漿后48 h內(nèi)，結(jié)構(gòu)混凝土的溫度不得低于5℃，否則應(yīng)采取保護(hù)措施，當(dāng)氣溫高于35℃時(shí)，壓漿在夜間進(jìn)行。

（2）封端?？椎缐簼{后將梁端水泥漿沖刷干凈，同時(shí)清除支承墊板、錨具及端面混凝土的污垢并將端面混凝土面鑿毛；放置端部鋼筋網(wǎng)，可將部分箍筋點(diǎn)焊在支承墊板上；固定封端模板以免在澆筑時(shí)模板走動影響梁長。

3.2 預(yù)制箱梁安裝

準(zhǔn)備好臨時(shí)支座，臨時(shí)支座采用砂筒，施工過程中，嚴(yán)格控制臨時(shí)支座標(biāo)高。

砂筒實(shí)際標(biāo)高比理論頂高程放高1 cm，以抵消梁板落好后砂筒的沉降且派專門測量員跟蹤觀測砂筒沉降量，以利于更好的控制臨時(shí)支座頂標(biāo)高。

3.3 預(yù)制小箱梁安裝后施工工藝流程流程及體系轉(zhuǎn)換

3.3.1 預(yù)制小箱梁安裝后施工工藝流程

以一聯(lián)4跨結(jié)構(gòu)為例，見表1。

表1 連續(xù)箱梁施工工藝及流程

3.3.2 體系轉(zhuǎn)換

1）體系轉(zhuǎn)換張拉采用單根預(yù)應(yīng)力鋼絞線兩端同時(shí)張拉的辦法，應(yīng)力應(yīng)變雙控制，達(dá)到張拉應(yīng)力后持荷2 min，再根據(jù)伸長值復(fù)核，通過張拉后，使兩跨預(yù)制箱梁簡支形式統(tǒng)一在一起，待注漿強(qiáng)度達(dá)到100%后，將吊裝時(shí)的臨時(shí)支座（砂筒）撤掉，形成連續(xù)體系。

2）張拉結(jié)束并壓漿后，待水泥強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求時(shí)，方可拆除臨時(shí)支座。

3）臨時(shí)支座拆除時(shí)，應(yīng)做到逐孔對稱、均勻、同步、平穩(wěn)；體系轉(zhuǎn)換后，永久支座與墩頂（用環(huán)氧樹脂）密貼，符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語

先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)是將預(yù)制箱梁與后張預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁的各自優(yōu)點(diǎn)有效的結(jié)合起來，使其整體性好、穩(wěn)定性高、行車效果明顯，既保證了預(yù)制箱梁的工廠化集中生產(chǎn)、加快了施工進(jìn)度，節(jié)約了投資，又避免了后張預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁造價(jià)高、工期長、勞動力需求量大的缺點(diǎn)。

先簡支后連續(xù)預(yù)制小箱梁結(jié)構(gòu)形式施工，解決了傳統(tǒng)預(yù)制T梁的穩(wěn)定性差、耐久性差的問題，可以大大提高橋梁的施工質(zhì)量，增強(qiáng)了橋梁的穩(wěn)定性、耐久性，節(jié)約了成本。

[1]JTGB01—2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]JTJ 041—2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3]GB/T5224—2003，預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線[S].

[4]JTGD26—2004，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[S].

[5]劉吉士,閻洪河,李文琪.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊[M].北京：人民交通出版社,2002.

[6]林文虎，姚 剛.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.