大跨度預應力連續(xù)剛構箱梁0號段施工控制技術

王學彥 劉方知

(湖南高速鐵路職業(yè)技術學院，湖南 衡陽 421002)

1 工程概況

該工程主橋全長352 m，上部結構為(96 m+160 m+96 m)連續(xù)剛構箱梁，共分為27種梁段，其中0號梁段為立托架現(xiàn)澆，1號～19號梁段采用掛籃懸臂現(xiàn)澆施工，20號梁段為合龍段，21號～26號梁段為邊跨現(xiàn)澆段(采用支架施工)。懸澆段長3.0 m～4.5 m，其中1號段為最重節(jié)段，混凝土用量73.8 m3、最大節(jié)段重量1 919.6 kN。

2 連續(xù)剛構0號段施工

2.1 托架安裝施工

0號段托架預埋件、托架擬采用鋼結構。需承載0號塊的結構自重(包含箱梁和橫隔板)、模板及支架重量和各種施工荷載。托架由橫梁和縱梁組成。在預埋鋼板和斜撐架上設縱梁(順橋向)；在縱梁上鋪設橫梁。縱梁選用45a工字鋼(Ⅰ45a)，橫梁選用45a工字鋼(Ⅰ45a)和36a工字鋼(Ⅰ36a)。

2.2 托架預壓

209號、210號墩0號段托架安裝完成且鋪設底模后須進行預壓，為消除托架的非彈性變形，測量彈性變形值，為0號節(jié)段模板安裝預拱度的設置提供依據(jù)。安裝好底模板后即可進行預壓，計算0號段總重時，混凝土單位重量按照26 kN/m3計，最大預壓重量按照0號段托架支承混凝土總重1.2倍系數(shù)計算。由于預壓量大，為保證安全，加快進度，預壓材料宜采用成捆鋼筋、鋼絞線，重量控制在6 t以內(nèi)，便于汽車吊裝卸。預壓要逐級加載，并進行沉降觀測。預壓采用水準儀進行觀測。分級加載2 h且測量完成后，即可繼續(xù)加載。本墩跨中及端平臺都進行預壓。中平臺支承混凝土灌注量136.323 m3，總載為132.323×2.6×1.2=425.33 t；端平臺混凝土澆筑量(單端)為25.25 m3，總載為25.25×2.6×1.2=78.78 t。0號臺總預壓量為G=425.33 t+2×78.78 t=582.89 t。

中平臺加載程序為：0→177 t→354 t→425 t，每級穩(wěn)壓大于2 h，并觀測跨中和支點變形值；

端平臺加載程序為：0→33 t→66 t→79 t，每級穩(wěn)壓大于2 h，并觀測跨中和支點變形值；

卸載也分三級，并觀測跨中和支點沉降恢復情況，以確定跨中彈性變形，為設置模板預度值提拱參考。

2.3 模板安裝施工

1)0號塊箱梁的底模采用12 mm厚涂塑竹膠板，節(jié)段梁底模采用大塊鋼模板。

2)側模采用大塊鋼模板，模板上設對拉拉桿，在0號塊上配以滿堂碗扣腳手架支立，在節(jié)段梁上通過吊桿和導梁支立。

3)在模板安裝過程中應同時搭設高空作業(yè)的臨邊設施。

4)預留孔洞以及預留筋應根據(jù)掛籃施工要求的位置與尺寸進行布置。

5)內(nèi)模及端模安裝內(nèi)模采用木模。側模板之間加固除在外側設勁性骨架支撐外，在腹板、中隔梁位置設直徑20 mm拉桿將其固定，縱橫間距70 cm～181 cm，對稱布置，拉桿加PVC管套，方便循環(huán)利用。在0號段頂板鋼筋、預應力波紋管安裝完成后，在梁體頂面設通長拉桿，拉桿間距為1 m，以確保梁部腹板以上模板的穩(wěn)固。內(nèi)模安裝在腹板預應力筋及普通筋、預埋件經(jīng)檢查無漏項及通過驗收后進行。

2.4 波紋管布設

1)在對塑料波紋管管道及其接頭進行處理的過程中，必須保證其有著較高的密封性，以免在操作過程中出現(xiàn)水泥漿滲漏以及在將真空抽出后出現(xiàn)漏氣問題。此外，還必須確保其有著較高的強度，能夠保證其形狀保持較高的管道特點，避免在進行澆筑和搬運期間遭受到不必要的損壞。另還需要保證其有著較高的耐磨性、柔韌性和絕緣性。在管道選擇時，需要對其材質(zhì)特性進行了解，以免在與水泥漿、混凝土等接觸之后發(fā)生不良化學反應。在對管道質(zhì)量進行檢查之前，需確保其兩端較好的截面形狀，一旦遭遇到整形、漏漿等問題時，就必須及時對毛刺進行打理后再使用。

2)兩根波紋管在進行對接的過程中，必須保證解套紋理始終保持較高一致性，同時，要將波紋管接口與波紋管用套筒固定好，以確保它們能相互重疊15 cm～20 cm。在管道與管道連接的位置以及喇叭管連接的部位，可以采用冷縮塑料或者膠帶來做密封處理；錨墊板在與波紋管進行連接的過程中，需要保證規(guī)格和材料均保持較高一致性，并及時以密封膠完成封口處。

3)必須確?？椎烙休^高的定位準確性，避免波紋管發(fā)生上浮問題。必須根據(jù)設計圖紙的相關要求來做出鋼筋的定位處理，即在直線段沿著管道必須控制在0.5 m間距位置，在曲線段需要對防崩鋼筋進行采集，同時加密到0.25 m間距進行布置處理，同時還需要將其鉤到彎曲半徑外側的箱梁橫向鋼筋上，最大程度上提升鋼束的操作準確性。在完成定位處理之后，需要縱向預應力管道位置偏差必須保持在10 mm以上，橫向的預應力管道則不得超出5 mm。

4)在錨座上設置抽氣孔和壓漿孔，排氣孔必須配置在錨具附件上方。排氣管和壓漿管的最小內(nèi)徑必須保持在20 mm左右。預應力管道的灌漿口與出口之間的距離應大于30 m～40 m，灌漿排氣孔應安裝在管道的最高位置。灌漿孔應確保鋼束和牢固地面之間的編號一致，為日后的檢查提供方便。在進、出漿管安裝過程中應避免突然彎角，以保證灌漿順利進行。

5)橫向預應力鋼筋安裝前進行安裝操作之前，首先必須保證混凝土施工前的處理，保障下料長度與一定富余量均能夠實現(xiàn)橫向預應力鋼筋的有效落實。

6)豎向預應力管道下部必須封堵嚴密，防止漏漿。同時，上端應密封，避免雜質(zhì)以及水進入管道內(nèi)。在灌漿孔內(nèi)穿入鋼芯時，待混凝土澆筑完畢后再拔出，以確保灌漿孔的通暢性。

7)在設置豎向預應力錨板的過程中，要保證其能實現(xiàn)全方位的精確定位加工，確保各種預埋件的埋設精度，從而達到兩平一豎的效果。梁頂?shù)腻^墊板在進行澆筑的過程中，非常容易發(fā)生走動情況，這就能夠對多錨墊板和螺母進行錨固處理。

2.5 混凝土施工

1)底板混凝土澆筑方法：首先在頂板的位置開設一個串洞向其中注入。底板鋼筋上方均需要鋪設相應的翻鍬、鐵板，針對支座部位必須保證鋼筋網(wǎng)外側混凝土，還可從頂面完成澆筑操作，以此實現(xiàn)對振搗密實性的提升，及時準備好探照燈進行檢查。

2)腹板混凝土澆筑：由于腹板部分較高，使得預應力和預應力管道鋪設相對較密，因此，難以控制混凝土澆筑質(zhì)量，也是0號段混凝土施工的重要環(huán)節(jié)。腹板混凝土入模后需要通過串筒進行完成，串筒布料點間距應控制在2.5 m為宜，整個0號段腹板分別布設10個串筒下料口，混凝土可通過頂板串筒進入腹板。同時，混凝土可以自由下落高度不能超過2 m，為保證混凝土具有良好的振搗效果，所有混凝土均采用插入式振搗器振搗，振搗施工人員可直接進入腹板進行振搗。

3)橫隔梁混凝土澆筑：橫隔梁位于墩身正上方，是墩身的延伸部分，由于鋼筋密集，網(wǎng)片間距小，施工人員不能進入。因此，振動非常困難，采用頂部開窗，用6 m長振動器從梁頂向下部振搗。

4)頂板混凝土澆筑：頂板混凝土按常規(guī)工藝進行施工。頂板混凝土采用插入式振搗器與平板式振搗器相結合的振搗方法。施工時，振搗器不能接觸波紋管，梁頂面應進行二次收漿。為保證梁頂面標高的準確性，在澆筑混凝土前，應在0號段頂面預埋鋼筋柱作為高程觀測點。

2.6 預應力施工

2.6.1預應力筋安裝

1)鋼絞線下料時應根據(jù)設計孔長加張拉設備的長度，并余留每張拉端100 cm的總長度下料。鋼絞線采用砂輪鋸切割，不能采用電、氣焊切割，防止熱損傷。鋼絞線下料后，應按每束鋼絞線調(diào)直，每隔1.5 m用鐵絲綁扎編束，同一束鋼絞線應光滑無扭結，同一孔道穿束應整束整穿。

2)中短束(直束L≤60 m、曲束L≤50 m)由人工穿束；長束和曲束用牽引法。穿束前用壓力水沖洗干凈孔內(nèi)雜質(zhì)，檢查是否有串孔情況，然后用風壓機將孔內(nèi)水吹干。為減少張拉時的摩阻力，對長曲束鋼絞線在進孔前應涂中性肥皂液。

3)在對預應力筋實施安裝處理的過程中，針對管道端部開口必須加強密封管理，防止有濕氣進入其中，引發(fā)嚴重后果。

4)無論在何種情況下，在進行預應力筋構件周圍實施電焊處理期間，需要加強金屬件與預應力筋的保護處理，避免發(fā)生焊渣亂濺情況。

5)在進行混凝土澆筑處理之前，首先需要加強管道穿束，完成預應力筋安裝處理之后，必須對其做出全面檢查，以便及時確定受損管道。在實施澆筑處理之前，還需要針對管道上的各種開口位置、有孔位置等做好相應的修復。

2.6.2預應力筋張拉

1)箱梁混凝土的強度必須達到90%以上，保證預應力可以有效張拉。鋼絞線在將錨下控制應力的過程中，控制應力為：σcon=0.75fpk=1 395 MPa，這就意味著其張拉的控制力為σcon，在實施操作期間，油表顯示體外張拉力必須引入錨圈口應力。

2)對張拉進行處理期間，必須采用千斤頂來做出張拉力處理，保障預應力筋的軸線能夠實現(xiàn)有效重合。

3)張拉程序。

0→初始預應力10%σcon(做伸長量標記)→1.05σcon(持荷2 min)→補拉至σcon(測伸長量)→錨固。當實際張拉過程中出現(xiàn)應力或延伸早超出理論范圍時，應暫停張拉，召集設計、監(jiān)理及施工三方共同分析原因，采取措施后再繼續(xù)張拉。測定延伸量時要扣除非彈性變形引起的全部延伸量。

3 結語

隨著交通運輸業(yè)的快速發(fā)展，連續(xù)梁橋已成為大跨度預應力混凝土橋梁的主要橋型之一，懸臂施工也成為主要的施工方法。0號段是整個連續(xù)剛架結構中最復雜、最困難的部位，具有工作面小、尺寸大、配筋復雜、施工時間長等特點。連續(xù)剛架結構大多采用支架施工。對于100 m以上的高度，橋墩施工中采用預埋件安裝托架是最經(jīng)濟、最省時的施工技術。