淺談現(xiàn)澆變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)

李歡節(jié)

(湖北川冶建設(shè)工程有限公司，湖北 孝感 432000)

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橋梁工程

淺談現(xiàn)澆變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)

李歡節(jié)

(湖北川冶建設(shè)工程有限公司，湖北 孝感 432000)

主要介紹現(xiàn)澆變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)及確保質(zhì)量的控制措施。通過(guò)實(shí)際案例，闡述了現(xiàn)澆箱梁施工工藝流程和施工技術(shù)要點(diǎn)，為實(shí)際施工需要提供了很有價(jià)值的參考。

現(xiàn)澆；預(yù)應(yīng)力混凝土；連續(xù)箱梁；施工技術(shù)

1 施工技術(shù)及工藝流程

1.1 現(xiàn)澆箱梁施工工藝流程

本項(xiàng)目現(xiàn)澆箱梁施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備及地基處理→支架搭設(shè)→支架預(yù)壓→橫隔梁模板及鋼筋安裝→底腹板模板及鋼筋安裝→下部波紋管及預(yù)應(yīng)力鋼絞線安裝→橫隔梁及底腹板澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)生→頂板及翼板模板、鋼筋安裝→上部波紋管及預(yù)應(yīng)力鋼絞線安裝→頂板及翼板澆筑混凝土→箱梁養(yǎng)生→張拉及壓漿→封錨及耳背墻澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)生→拆除支架及模板。

1.2 施工準(zhǔn)備及地基處理

現(xiàn)澆箱梁施工前的準(zhǔn)備工作是很重要的。首先要計(jì)算支撐地基承受力大小，然后選擇地基硬化處理方式，并確定滿堂支架的搭設(shè)及預(yù)壓方案。在確定施工方案后應(yīng)著手準(zhǔn)備所需的材料及人員補(bǔ)充。

本橋位于河漫灘內(nèi)，土層含水量較大，且承臺(tái)開挖為深基坑開挖，對(duì)土層有較大影響。在考慮了支架受力情況及河床施工要求后，先從外圍(0#臺(tái)外側(cè))挖排水溝疏排河水，然后對(duì)基坑及河床進(jìn)行開挖并回填干土，經(jīng)壓實(shí)后鋪筑碎石，并在其上進(jìn)行澆筑混凝土，使其具有很大的承載能力。其中在靠近兩側(cè)橋臺(tái)的特殊位置，由于需要對(duì)臺(tái)前邊坡進(jìn)行保護(hù)，因此在臺(tái)前邊坡上挖成幾級(jí)臺(tái)階并且加固，以利于支架的搭設(shè)。

1.3 滿堂支架的搭設(shè)及預(yù)壓

(1)支架搭設(shè)

本項(xiàng)目現(xiàn)澆箱梁施工采用滿堂支架法。支架搭設(shè)前首先應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行硬化處理，然后在其上搭設(shè)碗扣支架。先按60 cm×60 cm間距在基礎(chǔ)上鋪設(shè)底座，再在其上搭設(shè)碗扣支架。支架頂部用可調(diào)U型頂托來(lái)調(diào)節(jié)支架與模板間的間距，即支架頂采用頂托調(diào)平,再鋪設(shè)橫向方木和縱向木板。立桿的接長(zhǎng)縫錯(cuò)開，即第一層立桿采用長(zhǎng)2.4 m和1.8 m的立桿錯(cuò)開布置，其中用少量1.2 m的立桿調(diào)節(jié)，至頂層再用0.6 m和0.3 m兩種長(zhǎng)度的頂桿找平，橫桿全部使用0.6 m的橫桿。立桿的垂直度、斜撐的設(shè)置等應(yīng)符合規(guī)范的要求。

(2)支架預(yù)壓

支架預(yù)壓目的是檢驗(yàn)支架及地基的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，消除整個(gè)支架的塑性變形，消除地基的沉降變形，測(cè)量出支架的彈性變形。預(yù)壓的材料使用編織袋裝滿砂，稱量并計(jì)算出一袋砂子的平均重量。用吊車吊放砂袋對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，砂袋最大堆放高度為2 m。

以結(jié)構(gòu)自重及其他重要因素計(jì)算支架預(yù)壓荷載，從加載到卸載，按照0%→50%→100%→120%→120%→100%→50%→0%進(jìn)行觀測(cè)，其中在荷載達(dá)到120%時(shí)，穩(wěn)壓48 h，在此期間觀測(cè)頻率為2 h/次，當(dāng)沉降不超過(guò)1 mm時(shí)即可開始卸載。預(yù)壓分為三步,第一步預(yù)壓1#和2#墩兩側(cè)各7.5 m范圍內(nèi)部分，第二步預(yù)壓橋梁對(duì)稱中心線兩側(cè)各6.75 m部分，第三步預(yù)壓靠近0#和3#臺(tái)部分。根據(jù)梁的撓度和支架的變形所計(jì)算出來(lái)的預(yù)拱度之和,作為預(yù)拱度的最高值,設(shè)置在梁的跨徑中心點(diǎn)。其他各點(diǎn)的預(yù)拱度以中心點(diǎn)為最高值,以梁的兩端部為初始值,按二次拋物線進(jìn)行分配。根據(jù)計(jì)算出來(lái)的箱梁底標(biāo)高對(duì)預(yù)壓后的箱梁底模標(biāo)高重新進(jìn)行調(diào)整。

該箱梁混凝土實(shí)際方量為1 125.7 m3，鋼筋混凝土實(shí)際按2.6×103kg/m3計(jì)算，預(yù)壓最大荷載為梁體自重的120%，則預(yù)壓總重為3 512.184 t，平均按50.174 t/m預(yù)壓。具體堆載預(yù)壓荷載1#～2#為1 505.22 t、0#～1#為1 003.48 t、2#～3#為1 003.48 t。

1.4 現(xiàn)澆箱梁混凝土施工及養(yǎng)護(hù)

(1)混凝土澆筑

本項(xiàng)目箱梁混凝土澆筑主要分為兩部分，先澆筑橫隔梁及底腹板，再澆筑頂板及翼板。采用混凝土泵車輸送C50混凝土，按每層20 cm厚度分層澆筑?；炷翝仓?yīng)一次成型，采用水平分層、斜向分段、從低端向高端連續(xù)澆筑。

首先從1#和2#中橫梁開始同時(shí)對(duì)稱澆筑混凝土，當(dāng)1#和2#中橫梁澆筑到一定的距離后，要迅速合攏1#和2#之間的底板混凝土以及部分腹板混凝土，然后再分別向0#和3#處底板合攏。在拆除了腹板等部位模板及安裝了頂板及翼板鋼筋、模板后開始澆筑第二部分的混凝土。

(2)混凝土養(yǎng)護(hù)

由于澆筑混凝土?xí)r會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，加上氣溫過(guò)高會(huì)導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生收縮裂縫，因此在橋面混凝土振搗完畢后，應(yīng)在混凝土表面邊收漿邊覆蓋薄膜養(yǎng)生。還應(yīng)派專人覆蓋土工布對(duì)梁體混凝土進(jìn)行濕水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7 d。預(yù)應(yīng)力混凝土的養(yǎng)生期應(yīng)延長(zhǎng)至施加預(yù)應(yīng)力完成為止。拆除芯模，箱梁內(nèi)澆水完畢后梁頂開口用塑料布封閉確保相對(duì)濕度在90%以上。養(yǎng)生期間，混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa之前，不得在其上承受任何荷載。

1.5 預(yù)應(yīng)力張拉及壓漿

(1)波紋管及鋼絞線的安裝

本項(xiàng)目預(yù)應(yīng)力鋼束管道均為在現(xiàn)場(chǎng)用波紋管機(jī)和鋼帶制作各種符合設(shè)計(jì)規(guī)格尺寸波紋管。管道所有接頭長(zhǎng)度以5 d為準(zhǔn)，采用大一號(hào)的波紋管套接，要對(duì)稱旋緊，并用處理好接頭處以避免混凝土漿滲入。當(dāng)管道位置與非預(yù)應(yīng)力鋼筋發(fā)生矛盾時(shí)采取以管道為主的原則，適當(dāng)移動(dòng)鋼筋保證管道位置的正確。澆注混凝土之前對(duì)管道仔細(xì)檢查，主要檢查管道上是否有孔洞，接頭是否連接牢固、密封，管道位置是否有偏差，嚴(yán)格檢查無(wú)誤后，采用空壓機(jī)通風(fēng)的方法清除管道內(nèi)雜物，保證管道暢通。

使用的預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)放置于平地上鐵籠內(nèi)，以保證施工安全。按設(shè)計(jì)提供施工長(zhǎng)度切割鋼絞線，注意核算千斤頂張拉端工作長(zhǎng)度是否足夠?？v向長(zhǎng)束用卷?yè)P(yáng)機(jī)采取整束牽引的方法進(jìn)行：即制作一套架子，立于懸臂兩端，通過(guò)架子上的滑車，先使鋼絲繩穿入管道內(nèi)，鋼絲繩在另一端穿出后綁上鋼絞線接頭，用卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)滑車慢慢把鋼絞線引進(jìn)管道內(nèi)。

(2)預(yù)應(yīng)力筋的張拉

張拉及壓漿是所有預(yù)應(yīng)力橋梁施工中的關(guān)鍵工序，本項(xiàng)目采用后張法施工。預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)間應(yīng)控制在齡期大于7 d且混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%以上。張拉設(shè)備使用前應(yīng)先委托外單位校定，測(cè)定油泵線性回歸方程，根據(jù)千斤頂?shù)膹埨τ?jì)算出壓力表讀數(shù)。施工過(guò)程中實(shí)行雙控，以油表讀數(shù)為主，伸長(zhǎng)值為輔。預(yù)應(yīng)力張拉根據(jù)孔道鋼束數(shù)目的不同采用不同噸位千斤頂整體張拉，張拉時(shí)按照橫向左右同時(shí)對(duì)稱張拉及先外側(cè)后內(nèi)側(cè)的順序進(jìn)行。張拉步驟為： 0→10%σcon→100%σcon→持荷2 min→錨固。對(duì)伸長(zhǎng)量不足的查明原因，采取補(bǔ)張拉措施，并觀察有無(wú)滑絲、斷絲現(xiàn)象，作好張拉記錄。

(3)孔道壓漿及封錨

預(yù)應(yīng)力管道壓漿順序?yàn)閺囊欢讼蛄硪欢藟簼{，從最低壓漿孔壓入。壓漿可以使用純水泥摻加外加劑，也可使用專業(yè)廠家生產(chǎn)的高性能灌漿料，按說(shuō)明書規(guī)程操作即可。有關(guān)水泥漿的技術(shù)應(yīng)符合《橋規(guī)》的要求。鋼絞線割束在壓漿完成后進(jìn)行，割束必須用砂輪機(jī)鋸割，任何預(yù)應(yīng)力鋼筋均不能用電弧燒割。封錨前應(yīng)先將錨具周圍沖洗干凈并鑿毛，然后按圖紙要求布置鋼筋網(wǎng)，澆注封錨混凝土。

1.6 支架及模板的拆除

模板拆除應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的順序進(jìn)行，設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí)，應(yīng)遵循先支后拆，后支先拆的順序，拆除時(shí)嚴(yán)禁將模板從高處向下拋扔。卸落支架應(yīng)按擬定的卸落程序進(jìn)行，分幾個(gè)循環(huán)卸完，卸落量開始宜小，以后逐漸增大。在縱向應(yīng)對(duì)稱均衡卸落，在橫向應(yīng)同時(shí)一起卸落。

2 現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 測(cè)量

控制性導(dǎo)線點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)交樁后，應(yīng)進(jìn)行控制點(diǎn)復(fù)測(cè)，根據(jù)具體施工的需要可對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行加密，精度應(yīng)符合規(guī)范要求。實(shí)際施工過(guò)程時(shí)，要對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行定期或不定期的檢測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)控制點(diǎn)穩(wěn)定性有偏差出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)馬上進(jìn)行局部或全面復(fù)測(cè)。測(cè)量應(yīng)貫穿于整個(gè)施工過(guò)程之中，除對(duì)橋梁各結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量放樣外，還應(yīng)及時(shí)對(duì)照?qǐng)D紙進(jìn)行復(fù)核檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。對(duì)于沉降觀測(cè)等應(yīng)按規(guī)范要求的間隔時(shí)間和頻率進(jìn)行，觀測(cè)的控制點(diǎn)應(yīng)相對(duì)固定，觀測(cè)的方法、次序等應(yīng)始終保持一致，即每次觀測(cè)的條件、狀態(tài)等應(yīng)盡量保持一致。波紋管的定位要精準(zhǔn)，波紋管的準(zhǔn)確定位關(guān)系到預(yù)應(yīng)力張拉的效果。

2.2 試驗(yàn)

試驗(yàn)工作的重點(diǎn)是要做好原材料檢測(cè)和混凝土的配合比。本項(xiàng)目采用泵送混凝土。水泥應(yīng)選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。粗骨集料宜采用連續(xù)級(jí)配，其針片狀顆粒不宜大于10%；細(xì)集料宜采用中砂，且通過(guò)0.3 mm篩孔的顆粒不應(yīng)少于15%。泵送混凝土中應(yīng)摻入泵送劑或減水劑，并宜摻入質(zhì)量符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的粉煤灰或其他活性礦物摻合料。

[1] 邵旭東.橋梁工程(第二版)[M].北京：人民交通出版社，2007.

[2] 中華人民共和國(guó)交通部.公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003)[S].北京：人民交通出版社，2003.

[3] 中華人民共和國(guó)交通部.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)[S].北京：人民交通出版社，2004.

2015-11-11

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