探析裝配式預應力混凝土箱梁體系轉(zhuǎn)換的施工

邵亮

摘 要：本文闡述了裝配式預應力混凝土箱梁先簡支后連續(xù)的結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的施工工藝流程及施工關(guān)鍵技術(shù)，以期為同類工程施工提供參考。裝配式預應力混凝土箱梁先簡支后連續(xù)橋梁，兼顧了簡支梁橋和連續(xù)梁橋的優(yōu)點，在市政公路橋梁設計中逐漸以先簡支后連續(xù)梁橋代替了原來單一的簡支梁橋或連續(xù)梁橋。

關(guān)鍵詞：橋梁；先簡支后連續(xù)；施工工藝

1 引言

我國的公路發(fā)展迅猛，同時對連接公路的橋梁的質(zhì)量要求也相應提升，橋梁施工技術(shù)也極為關(guān)鍵。全國各省份特別是在公路橋梁設計中逐漸以先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)梁橋代替了原來單一的簡支梁橋或連續(xù)梁橋。裝配式預應力混凝土連續(xù)箱梁是一種先簡支后連續(xù)預應力混凝土結(jié)構(gòu)，其因具有自重小、節(jié)約材料、抗扭剛度大、橫向分布好、承載能力高及運輸和吊裝穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，已在公路工程建設中得到廣泛應用。

2 主要施工工藝原理及流程

2.1 工藝原理

體系由簡支轉(zhuǎn)換為連續(xù)體系，是通過在箱梁端部頂部負彎矩區(qū)內(nèi)增設負彎矩預應力束來實現(xiàn)的，而為配合梁體結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換過程中需在箱梁端部布設相應臨時支座，并適時拆除臨時支座來實現(xiàn)其體系的轉(zhuǎn)換。負彎矩區(qū)預應力束的張拉及臨時支座的安裝拆除，是能否實現(xiàn)體系順利轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié)，也是先簡支后連續(xù)箱梁橋施工的難點工序之一。

2.2 施工流程

（1）設置臨時支座（采用砂筒作為臨時支座）并安裝好永久支座，逐孔安裝箱梁，置于臨時支座上成為簡支狀態(tài)，及時連接橋面板鋼筋及橫梁鋼筋。（2）連接接頭段鋼筋，綁扎橫梁鋼筋，設置接頭段頂板波紋管并穿束。宜在日溫相對較低時，澆筑連續(xù)接頭、橫梁及其兩側(cè)與頂板負彎矩束同長度范圍內(nèi)的橋面板濕接縫混凝土。（3）待混凝土強度達到設計強度的90%后，且齡期不小于7d時，張拉頂板負彎矩預應力鋼束，并注壓水泥漿。（4）接頭施工完成后，澆筑剩余部分橋面板濕接縫混凝土，剩余部分橋面板混凝土應由跨中向支點澆筑。（5）連接頂板鋼束張拉預留槽口處的鋼筋后，現(xiàn)澆該處混凝土，澆筑完成后，拆除一聯(lián)內(nèi)臨時支座，完成體系轉(zhuǎn)換。

2.3 主要施工方法

根據(jù)全橋體系轉(zhuǎn)換的要求，橫梁、濕接縫施工流程如下：

準備工作→綁扎鋼筋→連接波紋管并穿鋼束→搭設模板→澆筑橫梁及其兩側(cè)與負彎矩張拉范圍內(nèi)的濕接縫→養(yǎng)護→張拉負彎距鋼束并壓漿→澆筑剩余部分濕接縫及預留槽處頂板砼→拆除一聯(lián)內(nèi)臨時支座，完成體系轉(zhuǎn)換。

（1）準備工作。① 鑿毛。橫梁、濕接縫施工之前，對接頭部分鑿毛情況進行檢查，保證接頭處表面混凝土鑿毛符合要求。② 測量高程。為保證箱梁頂面高程符合設計要求，橫梁、濕接縫施工之前，測量人員必須復核梁頂面高程，符合設計要求后方可進行下道工序施工。

（2）綁扎鋼筋。鋼筋制作及安裝嚴格按施工圖紙及技術(shù)規(guī)范進行，確保焊接質(zhì)量。鋼筋預先在鋼筋加工場地配料，彎制后運到現(xiàn)場一次綁扎成型。鋼筋在現(xiàn)場綁扎結(jié)合成型時，鋼筋嚴格按圖紙要求進行布置。為保證保護層厚度，在鋼筋與模板間設置水泥砂漿墊塊，墊塊與鋼筋扎緊，且互相錯開。

（3）連接波紋管并穿鋼束。采用金屬波紋接頭連接墩頂負彎距預留波紋管，并按照圖紙要求將切好的鋼絞線穿入管內(nèi)。波紋管采用膠帶綁扎連接，以防止?jié)仓窠宇^時漏漿，影響鋼絞線的張拉。

（4）搭設模板。橫梁采用在支座墊石部分鋪以砂墊層、在其余部分使用竹膠板作為底模的方式。鋪設底模時，在底板與方木之間加墊5cm厚的三角木契，一方面為了調(diào)整底板的標高，另一方面為了在落架時將木楔敲掉，上面的底板靠自重作用下落，方便拆卸底模。鋪設砂墊層時，應圍繞支座鋪滿整個支座墊石，填放密實，其高度應約高于支座頂面，以抵消砂層受壓后的下沉。濕接縫底板采用竹膠板制成，用6×10cm木方做框，以加強竹膠板的承載能力，并用12#的螺栓將底板懸吊在頂面槽鋼上。拆模時松開螺栓，底板就自然下落。

（5）澆筑橫梁及其兩側(cè)與頂板負彎距束同長度范圍內(nèi)的濕接縫。采用C50現(xiàn)澆混凝土，宜在日溫度最低時澆筑連續(xù)接頭、橫梁及其兩側(cè)與頂板負彎距束同長度范圍內(nèi)的濕接縫。由砼泵車輸送混凝土進入模板內(nèi)。澆筑采用分層斜坡式澆筑，插入式振搗器振搗。振動棒應快插慢拔，嚴禁碰撞模板、鋼筋及其它預埋件。振搗至混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿。

（6）養(yǎng)護。初凝后可采用灑水養(yǎng)護，保持混凝土表面濕潤，養(yǎng)護期不少于14天。在陽光強烈時可采用土工布覆蓋，以防止日光暴曬后產(chǎn)生干縮裂縫。

（7）張拉負彎距鋼束并壓漿。在接頭混凝土達到設計強度的90%后，且不少于7天，張拉頂板負彎距預應力鋼束，并壓注水泥漿，封錨。

張拉。鋼絞線的準備。預應力鋼束下料長度應通過計算確定，綜合考慮錨夾具厚度、千斤頂長度、張拉伸長值和張拉工作長度等因素，鋼束采用切斷機或砂輪鋸切斷。

錨具、夾具的準備。錨具、夾具應按設計規(guī)定采用，并應具有可靠的錨固性能、足夠的承載力和良好的適用性，錨具產(chǎn)品應配套使用，同一結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中應采用同一生產(chǎn)廠的產(chǎn)品。對進場錨具按規(guī)范要求委托有相應資質(zhì)的檢測單位進行檢測。

張拉機具的準備。張拉采用千斤頂及其配套的油泵、油表，滿足計算的控制噸位的要求。在張拉前對張拉機具（油頂、油泵、油表等）進行配套檢驗。根據(jù)油頂、油表的校驗資料，繪制出油表進、回油曲線，作為張拉力控制依據(jù)。在檢驗期限內(nèi)，千斤頂使用過程中出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時，需重新校定。使用次數(shù)超過300次或停用時間超過6個月時，須對千斤頂及油表再次校核。

張拉方式及順序。預制梁的負彎矩鋼束采用逐根對稱單根張拉，張拉采用雙控，錨下控制應力為0.75fpk=1395MPa。負彎矩張拉順序為T3→T2→T1。如圖2所示。

張拉以控制應力為主，伸長量校核，分級張拉量取伸長值，控制如下：0→0.10[σk]（初應力，量伸長值[λ0.1σ]）→0.20[σk]（量伸長值[λ0.2σ]）→[σk]（持荷5min）→補足張拉力至[σk]（最先錨固端伸長量[λσ]）→先錨固端錨固→后錨固端補足張拉力至[σk]（量取伸長值[λσ]）。計算伸長值時0→0.10[σk]的初應力伸長值以0.10[σk]→0.2[σk]的伸長值計入，再加上0.10[σk]→1.0[σk]的伸長值作為最終伸長值，即實際伸長值。

[λ]=[λσ]+[λ0.2σ]-2[λ0.1σ]

張拉應力的校核。張拉采用雙控法，即應力應變雙控制，鋼絞線張拉時的控制應力，應以張拉時的伸長值進行校核。實測伸長值與理論伸長值的差值應控制在±6%以內(nèi)，否則暫停張拉，直至查明原因并提出解決方案方可繼續(xù)張拉。

②壓漿。配置漿液。宜采用專用壓漿液或?qū)Ｓ脡簼{劑配制的漿液進行壓漿，施工前，由試驗室配制配合比，施工中嚴格按照配合比進行配料拌和。水泥應采用性能穩(wěn)定、強度等級不低于42.5的低堿硅酸鹽或低堿普通硅酸鹽水泥。外加劑應與水泥具有良好的相容性且不得含有氯鹽、亞硝酸鹽或其他對預應力筋有腐蝕作用的成分。膨脹劑宜采用鈣礬石系或復合型膨脹劑，不得采用以鋁粉為膨脹源的膨脹劑或總堿量0.75%以上的高堿膨脹劑。

壓漿方法。壓漿采用活塞式灰漿泵。壓漿前先將灰漿泵試開一次，運轉(zhuǎn)正常并能達到所需壓力時，才能正式開始壓漿，壓漿時灰漿泵的壓力取0.5～0.7MPa。壓漿前用壓力水沖洗孔道，防止管道內(nèi)碎小顆粒堵塞出漿孔，壓力水從一端壓入，從另一端排出。壓漿應緩慢、均勻地進行。比較集中和鄰近的孔道，最好連續(xù)壓漿完成，以免串到鄰孔后水泥漿凝固、堵塞孔道。壓漿由一端壓入，至另一端冒出均勻濃漿時，用木塞塞住，并稍加大壓力，保持不小于0.5MPa的穩(wěn)壓期持壓2分鐘以上，再從壓漿孔拔出噴嘴，立即用木塞塞住。壓漿后立即檢查壓漿的密實情況，如有不實，及時處理。壓漿中途發(fā)生故障、不能連續(xù)一次壓滿，需立即用壓力水沖洗干凈，故障處理后再壓漿。

（8）拆除一聯(lián)內(nèi)臨時支座，完成體系轉(zhuǎn)換。在一聯(lián)內(nèi)濕接頭、濕接縫各工序完成以后，拆除砂筒臨時支座，使各永久支座充分受力，完成由橋梁簡支向連續(xù)的體系轉(zhuǎn)換。

臨時支座拆除時需注意，橫向均按照從中往邊對稱、平穩(wěn)進行卸載，同一片梁的臨時支座應同時拆除。體系轉(zhuǎn)換完成后注意將永久制作周圍模板等雜物清除干凈，使其不影響支座正常使用。

4 結(jié)語

先簡支后連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)實際是兩跨及兩跨以上的預應力混凝土梁通過現(xiàn)澆混凝土形成連續(xù)結(jié)構(gòu)，在一定程度上達到了結(jié)構(gòu)連續(xù)的目的，提高了結(jié)構(gòu)的承載能力，減少了梁部的伸縮縫，并有效控制橋面裂縫的產(chǎn)生。先簡支后連續(xù)橋梁的施工工程量雖小，但工序繁瑣且專業(yè)性較強，每道工序都會影響整座橋梁的質(zhì)量及橋梁的使用壽命。因此，在施工中應該加強質(zhì)量的控制，明確注意事項，認真總結(jié)經(jīng)驗，逐步提高和控制好結(jié)構(gòu)連續(xù)施工質(zhì)量。

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