新疆瑪納斯河灌區(qū)莫索灣總干渠梧桐壩跌水公路橋預(yù)應(yīng)力箱梁施工方案

(新疆石河子巴音溝河流域管理處， 新疆 石河子 832116)

新疆瑪納斯河灌區(qū)莫索灣總干渠梧桐壩跌水公路橋預(yù)應(yīng)力箱梁施工方案

張正海

(新疆石河子巴音溝河流域管理處， 新疆 石河子 832116)

本文對莫索灣總干渠梧桐壩跌水公路橋工程箱梁臺座的制作，箱梁鋼筋骨架的制作與安裝、鋼絞線及波紋管安裝、模板制作與安裝、混凝土的澆筑與養(yǎng)護、預(yù)應(yīng)力的張拉、孔道壓漿與封錨及箱梁的防水吊裝的施工方法和控制要點，作了詳細介紹。工程參考性強，可為其他類似工程建設(shè)提供寶貴經(jīng)驗。

公路橋； 預(yù)應(yīng)力； 施工方案

1 工程概況

橫跨新疆瑪納斯河灌區(qū)莫索灣總干渠新建橋梁全長75m，寬5.5m，上部結(jié)構(gòu)為后張法預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁，下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、柱式墩臺。橋梁設(shè)計車輛荷載等級為公路—Ⅱ級。該橋位地震動峰值加速度為0.15g。該橋三孔一聯(lián)(3×25m)，在兩橋臺處設(shè)D80型伸縮縫各一道。

該工程預(yù)制箱梁共6片，單片箱梁上寬2.4m,下寬1.0m，梁高1.4m，預(yù)制梁斜度為90°，雙面坡度為1.5%。設(shè)計為后張法預(yù)應(yīng)力箱梁，單箱單室，橋面總寬5.50 m，橋面凈寬4.5m。每跨2片梁。橋型布置預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁為25+25+25三跨箱梁，混凝土設(shè)計強度等級為C50。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用φs15.2鋼絞線，后張法施工，預(yù)應(yīng)力鋼絞線在預(yù)制梁達到設(shè)計強度85%后，且混凝土齡期不小于7d時，方可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，采用兩端對稱張拉。

2 施工布置

2.1 施工現(xiàn)場的準備

2.1.1 場地布置及平整

預(yù)制場地設(shè)在該公路橋的下游，預(yù)制場地用施工機械進行平整，平整后根據(jù)預(yù)應(yīng)力箱梁預(yù)制情況布置制作箱梁底座。

2.1.2 預(yù)制臺座

臺座寬1.0m，長25m， 在尺寸范圍內(nèi)用水泥砂漿磚砌筑25cm高，兩端3m范圍加深50cm、加寬50cm(因為預(yù)應(yīng)力張拉后，梁要向上翹，梁的自重由兩頭底座來承擔，所以要加強)。同時按要求設(shè)置向下的預(yù)拱度、兩側(cè)的吊梁孔以及在臺座的適當位置縱向每隔1m預(yù)埋直徑5cm的供穿底拉絲桿用的孔道。

3 主要施工方法

主要施工工藝見下圖。

后漲法預(yù)應(yīng)力箱梁施工工藝圖

3.1 箱梁臺座的制作

對原地面進行清理、整平，碾壓密實。保證臺座下層有足夠的剛度。臺座周圍地面應(yīng)低于臺座底部，并設(shè)置排水溝排水。臺座在場地硬化后進行放樣，確定尺寸后預(yù)埋臺座鋼筋，焊接臺座頂?shù)念A(yù)埋槽鋼。

a.臺座基礎(chǔ)采用重力式擴大基礎(chǔ)，在臺座基礎(chǔ)兩端設(shè)置鋼筋混凝土枕梁橫向貫通預(yù)制，縱向由端邊向跨中延伸5m長度，澆筑強度為30MPa的混凝土。鋼筋骨架采用HRB335直徑12mm鋼筋組成，縱向伸入上層臺座混凝土中，使上下有效結(jié)合一體。

b.臺座混凝土施工前，在基礎(chǔ)混凝土上按設(shè)計寬度、拱度預(yù)留孔道等進行放樣，立模板澆筑混凝土，為預(yù)防底板混凝土漏漿，在臺座兩側(cè)沿梁長方向設(shè)置50mm×50mm槽鋼各一條，內(nèi)置直徑50mm膠管，使側(cè)模與底板貼合緊密。

3.2 箱梁鋼筋骨架的制作與安裝

3.2.1 鋼筋的檢驗、下料

a.鋼筋進場后必須檢查出廠質(zhì)量合格證明書，否則不予使用。試驗檢查人員對鋼筋做全面試驗檢查，并分批取樣。

b.鋼筋按設(shè)計尺寸和形狀全部采用機械加工成型，施工前將鋼筋表面油漬、漆皮、鱗銹等清除干凈，保持表面潔凈。鋼筋下料嚴格執(zhí)行配料單制度，下料前必須按施工圖紙進行復(fù)核。鋼筋下料后應(yīng)對同批同類尺寸的鋼筋進行檢驗，合格后才可繼續(xù)下料加工。

3.2.2 鋼筋焊接、綁扎、安裝

a.鋼筋接頭焊接方法與要求如下：焊接接頭采用電弧焊。焊接長度單面焊10d，雙面焊5d，焊縫必須飽滿無砂眼。電弧焊與鋼筋彎曲處的距離應(yīng)不小于10倍的鋼筋直徑。

b.箱梁底腹板鋼筋在加工場下料彎曲，人工綁扎成型。在臺座上精確放樣，設(shè)置梁底預(yù)埋鋼板，并放置與梁體同標號的混凝土墊塊，以使鋼筋與臺座隔離，先綁扎馬蹄部分縱向主筋和箍筋，后綁扎豎向和縱向腹筋。

c.為保證鋼筋保護層厚度，采取在鋼筋上綁扎混凝土墊塊支撐，平面墊塊間距不大于1m，立面墊塊間距不大于1.2m。混凝土外露面墊塊設(shè)置要均勻、規(guī)則，橫成行，豎成列。鋼筋綁扎、安裝完成后，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查認可同意后方可澆注混凝土。

3.3 鋼絞線及波紋管安裝

鋼筋就位調(diào)好后將預(yù)應(yīng)力筋波紋管按設(shè)計位置由定位筋固定于鋼筋骨架上，鋼絞線在彎折處波紋管必須采用圓曲線過渡，波紋管定位鋼筋的位置在臺座上根據(jù)設(shè)計坐標事先標記。接頭必須用接頭管連接，波紋管接頭用大一號，長度大于或等于30cm的波紋管連接，接頭用寬透明膠布綁扎，防止進漿。波紋管沿定位筋綁牢，在鋼筋安裝中進行點焊時注意不能觸燒波紋管，否則要及時采用膠布封綁，澆注混凝土前用棉紗或封孔塞封堵兩端波紋管，防止混凝土或雜質(zhì)進管形成堵塞。在波紋管中穿入比波紋管直徑稍小的PVC管，防止振搗混凝土時振破波紋管，使得鋼絞線不易穿入。多余的鋼絞線由砂輪片切割，嚴禁使用電焊燒割。

3.4 模板制作與安裝

a.箱梁模板加工成型后，運到工地后先進行試拼，主要檢查模板是否有足夠的剛度、強度和穩(wěn)定性，接縫是否嚴密，各部尺寸是否滿足設(shè)計和規(guī)范要求。試拼無誤后對其面板進行打磨、涂油，防止銹蝕。側(cè)模外用油漆編號，便于安裝模板。

b.模板全部采用鋼模板，鋼板厚度為5mm，用6.3型槽鋼作骨架，模板分節(jié)長度1～4m，模板之間用螺栓連接，模板的上部和下部均采用φ20的對拉螺桿連接。

c.模板用對拉桿鎖緊，確保梁身的面尺寸符合設(shè)計要求，同時起到防止脹模的作用。

d.在模板上間隔2m以內(nèi)安裝1.1kW附著式振動器，模板兩邊對稱安裝，便于混凝土的振搗。

e.構(gòu)件的連接應(yīng)盡量緊密，模板的接縫必須密合，模板安裝前為防止底板漏漿，在臺座側(cè)面貼上橡膠軟條。用吊車吊裝時遵循“慢起，輕放”的原則，防止模板碰撞變形。側(cè)模從中間兩邊對稱拼裝，先拼裝臺座中間兩塊側(cè)模，定好后，連接臺座對拉桿。對拉桿連接，合格后可向兩邊對稱拼裝側(cè)模。兩塊模板面板連接處可采用軟橡膠條塞，待面板夾緊，軟橡膠條塞擠壓變形堵塞住面板之間的空隙，能有效防止漏漿。全套側(cè)模拼裝完畢，經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)員檢查合格后，安裝波紋管端頭錨墊板，再安裝端頭及齒板模板。符合要求后，報現(xiàn)場監(jiān)理工程師驗收。鋼筋、鋼絞線加工安裝完成后，對模板進行全面檢查，確保波紋管、錨墊板、螺旋筋等位置準確，定位牢固。同時檢查吊裝孔、支座等預(yù)埋件在橋面中的位置和數(shù)量。

f.模板在拆除后表面應(yīng)清除干凈，并涂一層脫模劑，使箱梁外觀光滑，模板拆卸方便。

g.內(nèi)模通過拉桿與外模固定到一起，內(nèi)外模要固定牢固，內(nèi)模避免上浮，要嚴格保證梁體混凝土的尺寸在設(shè)計值之內(nèi)。

3.5 澆筑混凝土

a.原材料需經(jīng)過抽樣檢驗合格，方可進入工地。

b.混凝土由碎石、中砂、P·O52.5水泥配制，經(jīng)過試驗，取得監(jiān)理工程師的認可后方可進行現(xiàn)場拌制。

c.混凝土的振搗采用插入式振搗器，與附著式振搗器相配合。

d.混凝土的澆筑：混凝土由拌和站集中拌和，兩輛混凝土罐車運輸，料斗運送入模的方式澆筑。澆筑順序：分層澆筑成斜坡，厚度30cm以內(nèi)用附著式及插入式振動器同時振搗，一層跟一層，從一頭向另一頭推進，為防止?jié)仓蠈悠茐南聦?，澆筑層次的增加須有一定的速度，須使次一層的澆筑能在先澆筑的一層混凝土初凝以前完成。在澆筑波紋管以下混凝土時，應(yīng)特別注意振搗密實。為避免孔道變形，不允許振搗器觸及波紋管。

箱梁頂面澆筑完成之后，必須安排專人進行收漿拉毛，為保證箱梁的外觀質(zhì)量應(yīng)進行第二次收漿拉毛。

e.拆模期限，在混凝土立方體強度尚未達到15～20MPa 時，不得拆除模板。拆除側(cè)模時,注意保護好梁身混凝土的棱角不被破壞。

f.為避免腹、翼板交界處因腹板混凝土沉落而產(chǎn)生縱向裂紋，可在腹板混凝土澆筑完成后略停一段時間，使腹板混凝土充分沉落，然后再澆筑翼緣板混凝土，但必須保證在腹板混凝土初凝之前澆翼板混凝土并及時平整、收漿。

3.6 混凝土養(yǎng)護

由于采用高強度等級混凝土，混凝土凝固期間水化熱大，因此應(yīng)特別注意養(yǎng)護。設(shè)專人負責混凝土養(yǎng)護。養(yǎng)護方法為：正常天氣條件下，混凝土初凝后，在其表面蓋上無紡?fù)杆凉げ?，用自來水動力水養(yǎng)護，并在澆筑后14天內(nèi)使混凝土始終保持濕潤狀態(tài)。

3.7 預(yù)應(yīng)力張拉

a.下料編束：鋼絞線必須經(jīng)過抽樣試驗，合格后才能使用。按圖紙尺寸下料，在每端離切口3～5cm處用鐵絲捆扎。鋼絞線編束時，每隔1～1.5m綁扎一道鐵絲，鐵絲扣向里。保證鋼絞線平行，不得交錯。綁好的鋼絞線束要編號、掛牌堆放。

b.穿束：穿束前，應(yīng)檢查預(yù)留孔道是否暢通，用空壓機吹風清孔。人工將鋼束穿入孔道，兩端的預(yù)留工作長度應(yīng)大致相等。鋼束的每一根鋼絞線都須對號在相應(yīng)的錨具孔內(nèi)。

c.張拉前，需對梁體混凝土強度進行檢驗，試壓隨梁體同條件下養(yǎng)生的試塊達到設(shè)計強度85%，方可施加預(yù)應(yīng)力。

d.張拉程序：0→15%δcon→30%δcon→50%δcon→100%con(持荷兩分鐘)→103%δcon(錨固)大小油缸油壓回0(測伸長量和回縮量)給油退楔，其中δcon為控制張拉力。鋼束采用兩端對稱張拉，錨具采用M15-5和M15-7兩種。張拉順序為N1、N2、N3號鋼束。張拉采用雙控。錨下控制應(yīng)力為0.75fpk=1395MPa。

3.8 孔道壓漿

孔道壓漿是用壓漿泵將水泥漿壓入管道內(nèi)，使水泥漿注入鋼絞線間隙，填充管道空隙，讓鋼絞線與梁體混凝土結(jié)合為整體。

3.8.1 水泥漿配合比與拌制

壓漿水泥一般采用硅酸鹽水泥或普通水泥。水灰比控制在0.4～0.45，由試驗決定。在水泥漿中摻入適量的減水劑，可以減小水灰比。通過試驗在水泥漿中摻入適當膨脹劑如鋁粉等，可以提高壓漿效果。

水泥漿采用電動攪拌機拌和。拌和操作程序：先加清水，然后加水泥。拌和時間不少于1min，把拌好的灰漿通過篩孔排入儲漿桶內(nèi)，儲漿桶內(nèi)灰漿仍要低速攪拌。儲漿桶容積不小于壓一根管道所需的水泥漿體積。

3.8.2 壓漿

a.孔道壓漿采用活塞式壓漿機。吸漿泵頭放在儲漿桶內(nèi)，壓漿管與通道進漿鋼管連接，中間設(shè)進漿閥門(也可采用絲扣堵頭，不設(shè)閥門)。管道壓漿順序：先下后上。

b.壓漿操作：起動壓漿機，打開進漿閥門和排漿閥門，水泥漿從進漿管壓入孔道管道內(nèi)。開始時壓力小，逐步增加。當排漿孔出漿時，應(yīng)讓廢灰漿全部排出，達到排出水泥漿和進漿稠度相同時為止。關(guān)閉排漿閥門進行穩(wěn)壓(或用堵頭堵塞出漿管口)，一般控制壓力在0.5～0.7MPa，壓力表下降時要進行補漿增壓。持壓2min后把進漿閥門關(guān)閉，拆除壓漿管，孔道壓漿結(jié)束。

c.預(yù)應(yīng)力施工中，孔道壓漿作為最后一道工序非常重要，其關(guān)鍵在于保證整個孔道密實，且水泥漿強度滿足要求。施工中遇到較多的是壓漿時孔道不暢，造成孔道內(nèi)局部段無漿或不密實。常采取的辦法是分段壓漿。但在操作上必須掌握好方法，必要時采取一些輔助措施。

d.壓漿前孔道內(nèi)沖洗，檢查孔道暢通與否。主要看出水口流量和流速，憑經(jīng)驗判斷壓漿是否順利，水流量流速較小時應(yīng)反復(fù)沖洗，若效果不理想則改為分段壓漿。

e.壓水后空壓機吹風必不可少，其目的主要是將孔道內(nèi)積水排除。

f.分段壓漿應(yīng)按順序連續(xù)向前推進，并保證每一段孔道均達到密實。

g.對于孔道本身不能貫通而采取分段壓漿時，壓漿口、出漿口均應(yīng)設(shè)在最端部，以防止孔道內(nèi)端部空氣或水被封閉而無法排出，從而造成該段內(nèi)無漿或不密實。若壓漿口無法在端部設(shè)置，則應(yīng)輔助插入一根細導(dǎo)管(細銅管或細塑料管)到端部，從而排盡端部空氣和水，達到壓漿密實之目的。

h.夏季氣溫高于35℃時，壓漿作業(yè)安排在夜間為宜。

i.壓漿作業(yè)沖洗孔道時，發(fā)現(xiàn)孔道有串孔現(xiàn)象，應(yīng)搞清情況后，采取措施，串通孔道同時壓漿作業(yè)。操作程序同上，順序先壓下后壓上。

j.孔道壓漿中途故障，一時不能正?；謴?fù)作業(yè)。決定采用壓漿機壓清水沖洗管道，并要求沖洗干凈。用空壓機把管道內(nèi)積水吹排出來。

k.壓漿操作人員應(yīng)戴防護眼鏡，以防水泥漿噴進眼睛。

3.9 封錨

梁端混凝土封錨，是將箱梁端頭外露的預(yù)應(yīng)力錨具用混凝土保護起來。

壓漿后應(yīng)先將錨具周圍沖洗干凈，并對兩端混凝土鑿毛，然后按照圖紙要求設(shè)置鋼筋網(wǎng)澆筑封錨混凝土。封錨混凝土的強度要符合設(shè)計規(guī)定，強度等級不低于C50。

3.10 箱梁存放時的防水工作

箱梁臺座砌筑完成后，在臺座中間設(shè)置坡度，方便排水。在箱梁預(yù)制完成后，在臺座中間及時鋪上塑料薄膜，在臺座兩端用土圍護，防止雨水流入臺座范圍內(nèi)。

3.11 箱梁的移動吊裝

a.箱梁預(yù)制時的鋼模拆卸、混凝土的澆筑和張拉后箱梁的運輸，均采用吊車進行施工，吊車必須進行計算調(diào)試后再投入使用。

b.箱梁壓漿后，在壓漿強度達到設(shè)計要求后方可移動和吊裝。由于箱梁橫向剛度較小，吊運過程中平行勻速移動，傾斜角應(yīng)小于5°，防止出現(xiàn)扭偏。

c.現(xiàn)場采用兩臺100t機械吊車同時起吊箱梁的兩端，緩緩吊起，由平板車運至渠道橫斷面開挖處，平行于橋梁放置，再由這兩臺吊車吊起箱梁兩端，移動箱梁落到蓋梁準確位置。箱梁安裝時，先從橋的邊孔安裝，邊孔兩片梁安裝完畢后，同時移動兩臺吊車至中孔起吊位置，依次安裝中孔兩片箱梁。最后按前面方法，同時移動兩臺吊車至邊孔起吊位置后安裝最后一孔兩片箱梁。至此該橋三孔六片箱梁全部安裝完畢。

4 結(jié) 語

通過嚴格按照上述施工方案組織施工，瑪納斯河灌區(qū)第一座公路橋預(yù)應(yīng)力箱梁順利完工。通車至今情況良好，施工方案得到了業(yè)主、監(jiān)理和運行管理部門的肯定，為新疆類似工程建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗。◆

Construction Program of Xinjiang Manas River Irrigation Mosuowan Main Canal Wutong Dam Head Fall Highway Bridge Pre-stressed Box

ZHANG Zheng-hai

(XinjiangShiheziBayinDitchWatershedManagementOffice,Shihezi832116,China)

Production of Mosuowan main canal Wutong Dam head fall highway bridge project box girder pedestal, production and installation of box girder steel bar skeleton, installation of steel strand and corrugated pipe, template production and installation, concrete pouring and conservation, pre-stressed tension, duct grouting and sealing anchor as well as box girder waterproof hoisting construction methods and control keys are introduced in the paper in detail. The paper has strong reference feature, thereby providing valuable experience for other similar project construction.

highway bridge; pre-stressed; construction program

TV54

A

1005-4774(2014)06-0080-05