高架橋箱梁現(xiàn)澆施工控制技術(shù)

劉崢嶸

摘要：箱梁現(xiàn)澆施在施工整體性、適用性等方面具有諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在線(xiàn)形復(fù)雜多變的高架橋施工中大范圍的采用。但是在實(shí)際工程中也暴露了較多的質(zhì)量問(wèn)題，例如：梁體裂縫、混凝土澆筑質(zhì)量及外觀質(zhì)量差、預(yù)應(yīng)力張拉誤差過(guò)大、梁體標(biāo)高超過(guò)規(guī)范限制等問(wèn)題。這些問(wèn)題直接危害橋梁的耐久性和承載能力。文中結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)箱梁現(xiàn)澆施工中容易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)，歸納了各個(gè)問(wèn)題可能出現(xiàn)的原因。并且針對(duì)不同的原因提出了相對(duì)應(yīng)的解決措施。最后就箱梁施工質(zhì)量控制提出普遍適用的原則。

關(guān)鍵詞：箱梁；現(xiàn)澆施工；質(zhì)量；安全

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）01（b）-0000-00

1引言

近年來(lái)城市道路建設(shè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，在傳統(tǒng)的平面交通的基礎(chǔ)上，大量的采用了高架橋等立體交通形式。以發(fā)展多層次、立體化的交通模式，彌補(bǔ)傳統(tǒng)的平面道路擁擠、各線(xiàn)路之間相互影響的問(wèn)題，進(jìn)而適應(yīng)快速發(fā)展的城市規(guī)模和相伴而生的巨大交通量。在大量的高架橋斷面形式中，預(yù)應(yīng)力箱梁閉合薄壁截面有著抗彎、抗扭剛度大，變形小，整體受力性能好等優(yōu)勢(shì)被廣泛采用。在施工方法上，現(xiàn)澆施工在整體性好，剛度大，抗震抗沖擊性好，對(duì)不規(guī)則平面的適應(yīng)性強(qiáng)。而且不需要大型的吊裝設(shè)備，設(shè)計(jì)標(biāo)高易于控制，對(duì)各種線(xiàn)性適應(yīng)能力好，是一種經(jīng)常采用的施工方法。但是同時(shí)，經(jīng)過(guò)大量的工程實(shí)踐中，滿(mǎn)堂支架、混凝土現(xiàn)澆、預(yù)應(yīng)力張拉等方面也出現(xiàn)了諸多問(wèn)題。本文結(jié)合蘇州市綜合交通項(xiàng)目中環(huán)快速路工程，總結(jié)在高架橋箱梁現(xiàn)澆施工中出現(xiàn)的問(wèn)題，并且提出施工控制的關(guān)鍵方面及關(guān)鍵方法，為本項(xiàng)目和其他高架橋現(xiàn)澆施工提供施工設(shè)計(jì)建議。

2工程概況

本項(xiàng)目為蘇州市中環(huán)快速路工程吳中區(qū)段，主要包括西線(xiàn)段、東線(xiàn)段、太湖度假區(qū)連接線(xiàn)段3個(gè)部分，合計(jì)全長(zhǎng)20.1km，包含高架橋部分和路基部分。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，汽車(chē)荷載等級(jí)采用城-A級(jí)。設(shè)計(jì)車(chē)速：高架道路——城市快速路，設(shè)計(jì)速度：80km/h。橋梁標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置：高架快速路：0.5m（護(hù)欄）+12m（行車(chē)道）+0.5m（中央隔離墩）+12m（行車(chē)道）+0.5m（護(hù)欄）=25.5m；上下匝道橋（雙車(chē)道）：0.5m（護(hù)欄）+7.5m（行車(chē)道）+0.5m（護(hù)欄）=8.5m。

預(yù)應(yīng)力箱梁采用C50混凝土，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用低松弛高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)。主線(xiàn)橋跨徑以30m左右為主，梁高主要采用2.0m。對(duì)于跨徑較大的箱梁，梁高視受力需要取用。主跨≥45m變高度箱梁的梁高按圓弧線(xiàn)過(guò)渡。主線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)段（橋?qū)?5.5m）采用單箱三室斷面。在加寬段落，按受力需要增設(shè)箱室數(shù)目。施工方法上，除少數(shù)較大跨徑采用掛籃對(duì)稱(chēng)懸臂澆筑，其余均采用支架現(xiàn)澆。

3箱梁現(xiàn)澆施工中常見(jiàn)問(wèn)題

現(xiàn)澆箱梁的主要施工步驟為：

（1）施工前準(zhǔn)備工作。主要包括施工技術(shù)設(shè)計(jì)、施工組織設(shè)計(jì)等。

（2）支架搭設(shè)準(zhǔn)備。主要包括地基承載能力的驗(yàn)算，并對(duì)不良的地段進(jìn)行地基處理，保證支架的穩(wěn)定性以及抗傾覆能力。

（3）支架施工。設(shè)計(jì)標(biāo)高和預(yù)拱度作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。

（4）安裝模板。

（5）支架預(yù)壓。按照施工梁段的重量，選擇合適的預(yù)壓力，使支架的非彈性變形消除，并且在梁段現(xiàn)澆時(shí)減小沉降。同時(shí)直接驗(yàn)證支架的可靠度。

（6）完成鋼筋加工并綁扎底板和腹板鋼筋，完成預(yù)埋件焊接，定位預(yù)應(yīng)力波紋管。在綁扎前鋼筋要經(jīng)過(guò)合格檢驗(yàn)。

（7）澆筑底板腹板鋼筋。

（8）對(duì)底板、腹板混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)

結(jié)合箱梁的施工過(guò)程，箱梁在現(xiàn)澆施工中主要出現(xiàn)的問(wèn)題有一下幾個(gè)方面。

3.1梁體裂縫

混凝土作為一種混合脆性材料，在內(nèi)力和外部環(huán)境作用下很容易產(chǎn)生裂縫。采用預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)的構(gòu)件，在使用過(guò)程中理論上只能出現(xiàn)規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)的裂縫，或不能帶裂縫工作。但在實(shí)際上，施工過(guò)程中的各個(gè)步驟相互關(guān)聯(lián)、相互影響，不能做到百分百的控制。加之空間的作用力效應(yīng)，和混凝土的收縮徐變作用，施工的方法步驟不嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)，梁體的裂縫總會(huì)或多或少的出現(xiàn)。設(shè)計(jì)的受力狀態(tài)和成橋時(shí)的不一致也是出現(xiàn)梁體裂縫的關(guān)鍵因素。梁體裂縫作為一種常見(jiàn)的通病，會(huì)影響橋梁結(jié)構(gòu)外觀、使用耐久性。放任不處理還可能影響結(jié)構(gòu)的安全。

3.2混凝土澆筑質(zhì)量和外觀不滿(mǎn)足要求

混凝土澆筑現(xiàn)澆施工的重要工作，也是決定施工質(zhì)量和發(fā)揮現(xiàn)澆優(yōu)勢(shì)的保障。如果混凝土的澆筑沒(méi)有做好，前述的現(xiàn)澆施工的優(yōu)點(diǎn)就將不復(fù)存在混凝土的澆筑問(wèn)題大多又可以分為以下幾個(gè)方面。

（1）澆筑混凝土后表面泌水。泌水會(huì)造成混凝土表面的強(qiáng)度降低，硬化完成后內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不密實(shí)也會(huì)造成抗侵蝕、風(fēng)化的能力下降。同時(shí)泌水的通道會(huì)使得有害的鹽溶液及腐蝕性的物質(zhì)更容易進(jìn)入混凝土的內(nèi)部。泌水的同時(shí)，表面產(chǎn)生的浮漿硬化后強(qiáng)度很低，是的便面的耐久性大大降低。在混凝土內(nèi)部，泌水引起混凝土的沉降導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生塑性裂紋。分層澆注時(shí)，新澆筑混凝土受下層混凝土表面泌水的影響，造成混凝土層間結(jié)合部位強(qiáng)度降低，形成薄弱環(huán)節(jié)，并易形成裂縫開(kāi)裂。

（2）梁體外觀不美觀。城市高架橋作為城市的大體量的建筑，經(jīng)常會(huì)成為一個(gè)城市的地標(biāo)。梁體側(cè)面及地面外露，混凝土的顏色一致性、平整性，對(duì)整橋的外觀具有很大的影響。

3.3預(yù)應(yīng)力張拉誤差大

預(yù)應(yīng)力張拉符合規(guī)范要求、保障質(zhì)量是高架橋結(jié)構(gòu)安全的保障。預(yù)應(yīng)力經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題有預(yù)留孔道塌陷、管道位置不正、管道堵塞、預(yù)應(yīng)力錨具錨固區(qū)缺陷、穿束張拉控制缺陷、灌漿缺陷。預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中，上述任何一個(gè)方面出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)使預(yù)應(yīng)力效率降低，達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求，直接影響高架橋的安全。因此必須嚴(yán)格的控制預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量，保障生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.4梁體的標(biāo)高誤差超限

梁體的標(biāo)高關(guān)系接線(xiàn)的流暢和橋上下凈空、成橋線(xiàn)形、橋梁合龍，是橋梁施工控制的重要方面。產(chǎn)生標(biāo)高誤差的主要原因是地基的不均勻沉降，沉降過(guò)大；支架或木板系統(tǒng)自身的變形較大、設(shè)計(jì)不合理。

4箱梁現(xiàn)澆施工中常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策

4.1梁體裂縫對(duì)策

梁體裂縫產(chǎn)生的原因多重多樣，要想控制好裂縫的產(chǎn)生，必須的箱梁現(xiàn)澆施工的全過(guò)程中在現(xiàn)澆施工的過(guò)程中，采用恰當(dāng)?shù)姆椒?。包括模板的架設(shè)、澆筑、養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力張拉等過(guò)程，嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求操作。對(duì)于澆筑后箱梁出現(xiàn)的裂縫，要及時(shí)處理分析，對(duì)于不影響結(jié)構(gòu)安全寬度小于0.2mm的，進(jìn)行表面的處理即可。對(duì)于寬度大于0.2mm的，要進(jìn)行壓力灌漿，然后表面處理。

4.2混凝土澆筑質(zhì)量保證方法

對(duì)于浮漿、泌水現(xiàn)象，要防止混凝土的坍落度過(guò)大，商品混凝土在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中離析，施工時(shí)要嚴(yán)格注意，多進(jìn)行檢查。在混凝土澆筑振搗的過(guò)程中，要避免過(guò)分振搗，從而產(chǎn)生砂漿的局部集中而產(chǎn)生的硬化過(guò)程中的收縮裂縫。當(dāng)表面已經(jīng)出現(xiàn)了泌水，必須及時(shí)排除表面水分。尤其在混凝土收面時(shí)更應(yīng)該及時(shí)吸去泌水，從而收面的工作可以順利完成，確?；炷镣庥^質(zhì)量。清除泌水比較有效的方法是真空吸水、人工倉(cāng)面掏水或用海綿等吸水性強(qiáng)的材料吸水。在澆筑完成后，養(yǎng)護(hù)要及時(shí)到位，防止溫度過(guò)高、過(guò)低，混凝土表面大風(fēng)吹過(guò)，保證混凝土硬化充足的水分。要按照施工計(jì)劃，控制好澆筑時(shí)間和拆模時(shí)間，在強(qiáng)度達(dá)到1.2Mpa前，要避免任何的擾動(dòng)。

對(duì)于分層澆筑的混凝土，要計(jì)算好混凝土的初凝時(shí)間，同時(shí)考慮施工時(shí)的氣溫，勞動(dòng)力數(shù)量，每層澆筑用時(shí)，保證在澆筑上層混凝土振搗時(shí)，下層的混凝土還未初凝。為了保證分層澆筑混凝土的外觀質(zhì)量，即保證顏色的一直，上層混凝土在振搗時(shí)要深入下層。模板在使用前要清潔干凈，沒(méi)有污染物，選擇高質(zhì)量的脫模劑，減小脫模時(shí)對(duì)混凝土表面的額損壞。

在本工程中，為防止混凝土裂縫和邊棱破損，并達(dá)到強(qiáng)度要求，要求拆除側(cè)模時(shí)混凝土強(qiáng)度至少2.5MPa，拆除頂模板時(shí)混凝土強(qiáng)度至少30MPa。支架拆除之前要求：所有縱、橫向預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)已全部張拉并壓漿完畢，且壓漿強(qiáng)度應(yīng)已達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%以上；混凝土強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的95%以上且養(yǎng)生時(shí)間不少于7天、彈模達(dá)到100%，高要求充分的保證混凝土澆筑質(zhì)量。

4.3預(yù)應(yīng)力張拉控制

預(yù)應(yīng)力鋼材及預(yù)應(yīng)力錨具進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)分批嚴(yán)格檢驗(yàn)和驗(yàn)收，妥善保管。錨具除檢查外觀、精度質(zhì)量出廠(chǎng)證明書(shū)外，對(duì)錨具的強(qiáng)度、錨固能力等應(yīng)進(jìn)行抽驗(yàn)。所有預(yù)應(yīng)力鋼材不許焊接。預(yù)應(yīng)力材料的檢驗(yàn)、保存、使用應(yīng)嚴(yán)格按有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行。

預(yù)應(yīng)力張拉前混凝土的硬化要滿(mǎn)足一定的強(qiáng)度和剛度，一般強(qiáng)度要保障不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%。剛度的保證要求要有足夠的齡期，不能因?yàn)楣て诘脑虿活檮偠鹊陌l(fā)展，一般不能早于7天。張拉時(shí)要按照張拉設(shè)計(jì)分階段兩端對(duì)稱(chēng)張拉，張拉完成后及時(shí)灌漿，防止局部的壓應(yīng)力過(guò)大。在張拉過(guò)程中，要控制好張拉速率和鋼絞線(xiàn)伸長(zhǎng)量（一般誤差小于6%），出現(xiàn)異常，要及時(shí)停工檢查。在張拉完成之后，要檢查張拉質(zhì)量，錨具的錯(cuò)位和全部錨具的高度差一般應(yīng)控制在2mm和3mm之內(nèi)。

4.4梁體的標(biāo)高誤差控制

保證好梁體標(biāo)高的關(guān)鍵是保障好支架地基滿(mǎn)足承載能力和變形能力。在下部結(jié)構(gòu)和模板支架施工前對(duì)不良地質(zhì)條件的施工地段要做好地基處理工作。在箱梁現(xiàn)澆之前，做好支架的預(yù)壓，保障支架的剛度和穩(wěn)定性。在施工過(guò)程中要嚴(yán)格控制各標(biāo)高，做好施工監(jiān)控。

在本工程中，箱梁設(shè)計(jì)采用搭支架現(xiàn)澆，設(shè)計(jì)要求在預(yù)壓荷載作用下最大彈性變形<3mm。根據(jù)具體的地質(zhì)情況，支架下設(shè)置合理的基礎(chǔ)，預(yù)壓荷載為120%恒載，待支架充分穩(wěn)定達(dá)到連續(xù)3天累計(jì)沉降不超過(guò)3mm，且預(yù)壓時(shí)間不少于7天后，然后澆筑箱梁。通過(guò)上述措施保證了支架系統(tǒng)的安全性和梁體標(biāo)高的準(zhǔn)確性。

5結(jié)論

（1）高架橋箱梁現(xiàn)澆施工受力復(fù)雜、施工工期緊、施工難度較大，施工單位應(yīng)做好施工組織，嚴(yán)格按有關(guān)施工規(guī)范和質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，確保施工質(zhì)量。

（2）高架橋施工環(huán)境復(fù)雜，施工時(shí)應(yīng)做好防護(hù)。承臺(tái)基坑開(kāi)挖、鉆孔樁施工之前應(yīng)先摸清地下管線(xiàn)情況，做好管線(xiàn)搬遷和保護(hù)工作。

（3）所有測(cè)量數(shù)據(jù)施工前均應(yīng)進(jìn)行復(fù)測(cè)，精度必須滿(mǎn)足規(guī)范要求，復(fù)測(cè)結(jié)果對(duì)比正確方可使用，施工過(guò)程中要不斷復(fù)測(cè)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即停止施工。監(jiān)理人員核查數(shù)據(jù)無(wú)誤有限，簽字確認(rèn)后測(cè)量標(biāo)志有效。高架橋箱梁各部位相關(guān)關(guān)系復(fù)雜，施工放樣時(shí)需特別注意梁部線(xiàn)形、坐標(biāo)和高程的準(zhǔn)確無(wú)誤。施工時(shí)應(yīng)注意橫坡方向及橫坡數(shù)值。

（4）鋼筋的下料、焊接應(yīng)符合相關(guān)施工規(guī)范要求，布筋時(shí)，如鋼筋與鋼束、鋼筋與鋼筋之間互相干擾，應(yīng)按構(gòu)造筋讓位于主鋼筋、細(xì)鋼筋讓位于粗鋼筋、普通鋼筋讓位于預(yù)應(yīng)力鋼束的原則施工。如鋼束與骨架鋼筋互相干擾，請(qǐng)通知設(shè)計(jì)代表另行處理。如錨下螺旋筋與分布筋相擾時(shí)，可適當(dāng)移動(dòng)分布筋或調(diào)整分布筋間距，嚴(yán)格保證混凝土保護(hù)層的厚度達(dá)到要求。

（5）支架還應(yīng)采取必要的措施，消除張拉預(yù)應(yīng)力對(duì)支架的影響，應(yīng)能讓梁體在支架上沿縱向滑動(dòng)。應(yīng)注意做好施工期間支架的安全保護(hù)。

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