淺析現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)

（廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 511450）

一、工程概況

信宜立交主線橋采用支架現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。左幅為直腹板單箱三室斷面，右幅為直腹板單箱雙室斷面。頂?shù)装迤叫?，梁?.75m。左幅頂板寬16.5m，底板寬11.5m，懸臂長(zhǎng)2.5m；右幅頂板寬12.5m，底板寬7.5m，懸臂長(zhǎng)2.5m。懸臂厚度由外緣0.18m變化至根部0.5m。頂板、底板厚度分別從跨中0.25m、0.22m變化至支點(diǎn)0.5m、0.47m，腹板厚度從跨中0.45m變化至支點(diǎn)0.6m。

二、現(xiàn)澆支架安全性計(jì)算

（一） 現(xiàn)澆支架概況

1、結(jié)構(gòu)形式。采用較為安全和經(jīng)濟(jì)的橋式鋼管支架方案，遵循由下至上的原則進(jìn)行，具體有：設(shè)置鋼管樁基礎(chǔ)，打入適量的鋼管立柱，鋼管頂橫向設(shè)置雙拼Ⅰ45工字鋼橫向分配梁。應(yīng)當(dāng)注意的是，注重鋼管樁基礎(chǔ)以及鋼管立柱這兩部分的布置形式，以單排4根為宜，并且對(duì)應(yīng)腹板位置布置。

2、水平連結(jié)系。關(guān)于基礎(chǔ)與鋼管立柱的連接工作，普遍以預(yù)埋鋼板與鋼管焊接連接的方式為宜，但應(yīng)當(dāng)注意的是，橫橋向較為特殊，為確保支架整體性應(yīng)設(shè)置連接系。

3、雙拼Ⅰ45工字鋼分配梁。以雙拼Ⅰ45工字鋼為宜，要求其長(zhǎng)度達(dá)到16m，在施工場(chǎng)地內(nèi)基于分段的原則進(jìn)行安裝，要求接頭處應(yīng)達(dá)到等強(qiáng)連接的狀態(tài)，將分配梁加工角焊縫外觀質(zhì)量控制在二級(jí)水平。

4、貝雷梁。單幅每孔都需要縱向設(shè)置貝雷梁，數(shù)量以12榀為宜，彼此之間應(yīng)使用花窗做進(jìn)一步的連接處理，不可出現(xiàn)花窗漏裝現(xiàn)象。在實(shí)際操作中，需要在邊腹板以及中腹板下方區(qū)域分別設(shè)置5榀，除此之外的其他位置則以0.9m的間距進(jìn)行布置。

5、I16b分配梁。在進(jìn)行橫向I16b分配梁施工時(shí)，應(yīng)使用貝雷梁沿著縱向節(jié)點(diǎn)的方向進(jìn)行布置，同時(shí)需要使用鋼板作進(jìn)一步的抄墊處理。

（二）基本數(shù)據(jù)

鋼管及型鋼：Q235，f=215MPa；fV=125MPa，E=2.06×105N/mm2；

貝雷梁：Mn16，f=273 MPa；fv=180 MPa；E=2.06×105N/mm2；

焊縫：基于E43手工電焊的方式進(jìn)行，需要將焊接折減系數(shù)確定為0.85，此時(shí)f=fv=135MPa；

主體結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土容量y=26.5kN/m3。

經(jīng)相關(guān)計(jì)算表明：分配梁、貝雷梁等都達(dá)到工程所要求的標(biāo)準(zhǔn)，支架的穩(wěn)定性良好，結(jié)構(gòu)變形得到了良好的控制，支架體系受力合理。

三、連續(xù)箱梁施工控制

（一）線性控制成果

橋梁本身的自重占據(jù)了一部分橋梁設(shè)計(jì)荷載，在建筑施工過程中還會(huì)出現(xiàn)混凝土收縮現(xiàn)象，從而引發(fā)線性不符問題。為了使其能夠達(dá)到工程所提出的要求，則必須控制橋梁的預(yù)拱度。從影響因素上分析，諸如一期恒載、溫度變化等都會(huì)對(duì)預(yù)拱度造成不良影響，當(dāng)結(jié)束施工作業(yè)后，會(huì)出現(xiàn)后期混凝土收縮徐變現(xiàn)象。在模擬分析工作中，需要預(yù)設(shè)一個(gè)預(yù)拱度，將其作為參照值以便進(jìn)行分析，此舉可以避免在后續(xù)運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)下?lián)线^大的現(xiàn)象，具體的附加預(yù)拱度示意圖見圖1。

圖1.附加預(yù)拱度曲線圖

經(jīng)相關(guān)分析得知，橋梁整體線性良好，具有足夠的平順性，高程狀況良好，符合工程要求。

（二）應(yīng)力監(jiān)控成果

橋梁應(yīng)力的監(jiān)控，主要通過預(yù)埋傳感器而實(shí)現(xiàn)，根據(jù)得到的不同施工階段所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值，再進(jìn)一步得出應(yīng)力值，所得到的應(yīng)力與線性監(jiān)控具有一致性。

根據(jù)對(duì)橋梁實(shí)際應(yīng)力值的分析以及計(jì)算值的對(duì)比分析，可以發(fā)現(xiàn)所得到計(jì)算應(yīng)力值符合工程要求，同時(shí)橋梁的預(yù)埋件也足夠準(zhǔn)確。

四、現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁流程

（一）場(chǎng)地平整和地基處理

1、基礎(chǔ)部分清理。應(yīng)將現(xiàn)澆梁施工區(qū)域地表雜土清理干凈，當(dāng)遇到起伏較大的場(chǎng)地時(shí)則需要將其設(shè)置為臺(tái)階型；如果施工區(qū)域內(nèi)存在淤泥，則需要進(jìn)行開挖換填，并對(duì)填料進(jìn)行推平碾壓處理。當(dāng)結(jié)束地面碾壓施工后需要進(jìn)行觸探實(shí)驗(yàn)，其承載力應(yīng)達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)。

2、地基承載力驗(yàn)算。對(duì)地基進(jìn)行輕型觸探試驗(yàn)，詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到標(biāo)準(zhǔn)貫擊數(shù)與深度之間所呈現(xiàn)出的曲線圖，最終確定地基壓實(shí)類型。

（二）箱梁支架安裝

1、箱梁支架設(shè)計(jì)。工程中采用橋式鋼管支架方案，以聯(lián)為單位開展橋梁施工作業(yè)。

2、支架驗(yàn)算。按照技術(shù)規(guī)范完成支架安裝工作，綜合考慮箱梁結(jié)構(gòu)的自重以及承受能力，提前完成對(duì)支架承載力的驗(yàn)算工作，在確保無誤后方可投入使用。

3、支架預(yù)留拱度?；谙率龉剑?）而展開計(jì)算：

公式（1）中，f1為地基彈性變形；f2為支架彈性變形；f3為梁體撓度。

4、支架搭設(shè)。在進(jìn)行支架搭設(shè)施工時(shí)，鋼管、剪刀撐都屬重要結(jié)構(gòu)，它們可有效地防止箱梁傾斜，同時(shí)還能夠提升支架的穩(wěn)定性。

（三）箱梁支架預(yù)壓

施工前支架必須進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓重為箱梁重的105%。根據(jù)支架預(yù)壓沉降及卸載后彈性回復(fù)的測(cè)量結(jié)果，預(yù)留出支架沉降量。當(dāng)結(jié)束連續(xù)箱梁底模的鋪設(shè)施工后，則需要圍繞箱梁支架進(jìn)行全斷面預(yù)壓處理。

支架搭設(shè)完成后，采用袋裝砂對(duì)支架預(yù)壓，加載順序?yàn)閺闹ё蚩缰幸来芜M(jìn)行。分三級(jí)加載，第一次加載預(yù)壓荷載的30%，第二次加載預(yù)壓荷載的45%，第三次加載預(yù)壓荷載的30%，然后進(jìn)行持荷，穩(wěn)定后再卸載，卸載順序與加載順序相反。

（四）模板設(shè)計(jì)、安裝及檢查

以清水模板的特性為指導(dǎo)，在此基礎(chǔ)上應(yīng)做好對(duì)拉桿的布置工作，并在澆筑混凝土施工之前進(jìn)行全面檢查，確保無誤后方可進(jìn)行混凝土澆筑施工。

（五）鋼筋制作與安放

在進(jìn)行鋼筋制作時(shí)，應(yīng)遵循鋼筋表下料，完成加工操作后將所得到的鋼筋分類放置，并掛牌標(biāo)識(shí)。采用合理的實(shí)施方案進(jìn)行錨頭密筋部位的安裝，所得到的鋼筋應(yīng)具有足夠的完整性，此后方可進(jìn)行混凝土澆筑施工。為提升材料的密實(shí)性，需要進(jìn)行持續(xù)性振搗作業(yè)。

（六）預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)安裝

1、波紋管安裝。以金屬單壁波紋管為宜，在安裝過程中需要充分考慮布設(shè)位置、彎曲度等指標(biāo)，借助于定位鋼筋完成對(duì)波紋管的固定操作，當(dāng)遇到曲線段時(shí)則需要采取加密措施。

2、錨墊板安裝。安裝過程中要求其位置的精確性，同時(shí)預(yù)應(yīng)力筋需要與錨墊板垂直且二者的受力中心應(yīng)重合在一起。

3、鋼絞線安裝。必須保證鋼絞線表面的潔凈度，并對(duì)其編號(hào)。鋼絞線的位置需要相互平行，不可出現(xiàn)打結(jié)的現(xiàn)象。

4、橫梁處預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)安裝。在結(jié)束縱向預(yù)應(yīng)力管道安裝后方可進(jìn)行橫梁處預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)安裝。遵循兩端張拉的原則，對(duì)中心部位進(jìn)行處理時(shí)以一端張拉的方式為宜。

（七）箱梁混凝土澆筑

預(yù)應(yīng)力錨具及配套的螺旋筋預(yù)埋時(shí)，錨墊板與管道應(yīng)確保相互垂直。結(jié)束上述工作后，便由監(jiān)理工程師進(jìn)行驗(yàn)收，在確保無誤后方可進(jìn)行箱梁澆筑施工。箱梁澆筑順序?yàn)榈装?、腹板、橫隔板、頂板，并盡量減少前后澆筑混凝土的時(shí)間差。預(yù)應(yīng)力管道應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙準(zhǔn)確定位，澆筑時(shí)，應(yīng)將混凝土振搗密實(shí)，尤其是管道、鋼筋密集部位及預(yù)應(yīng)力錨頭處。

（八）現(xiàn)澆箱梁混凝土的養(yǎng)護(hù)

結(jié)束箱梁混凝土澆筑施工后，應(yīng)根據(jù)所在區(qū)域的實(shí)際氣候制定適合的養(yǎng)護(hù)方案。不同部位對(duì)應(yīng)的拆模時(shí)間也存在差異，在進(jìn)行拆除作業(yè)時(shí)不允許對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成損傷。

（九）預(yù)應(yīng)力體系張拉

1、前期準(zhǔn)備工作。一方面需要圍繞試塊進(jìn)行強(qiáng)度檢驗(yàn)，另一方面則需要對(duì)箱梁實(shí)體質(zhì)量進(jìn)行校驗(yàn)，只有當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉處理。

2、預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)張拉。為了張拉施工的順利進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行孔道磨損檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果確定合適的張拉應(yīng)力。張拉過程應(yīng)遵守循序漸進(jìn)的原則，即持續(xù)加大張拉力，不可出現(xiàn)短時(shí)間劇增的現(xiàn)象，否則會(huì)對(duì)正常力傳遞造成不良影響。

（十）孔道壓漿

采用真空智能壓漿方法進(jìn)行壓漿，當(dāng)張拉操作結(jié)束后，需要在48h內(nèi)進(jìn)行壓漿處理，在此過程中應(yīng)當(dāng)注重對(duì)預(yù)應(yīng)力筋以及錨具的分析，可以向材料中摻入適量的微膨脹劑。孔道壓漿采用由上至下的順序進(jìn)行，且需要優(yōu)先對(duì)四周進(jìn)行處理。關(guān)于曲線孔道部分的壓漿作業(yè)，應(yīng)從最低點(diǎn)處開始，同時(shí)需要在最高處增設(shè)一個(gè)排氣出漿口。壓漿持續(xù)進(jìn)行，當(dāng)孔道出漿孔依次排出空氣、水、稀漿、濃漿，且流出的水泥漿中沒有氣泡并與壓入的水泥漿具有同樣的稠度時(shí)，關(guān)閉出漿孔的閥門，并繼續(xù)加壓進(jìn)漿直至壓力表讀數(shù)為0.5～0.7MPa，保持該壓力約3min的穩(wěn)壓時(shí)間后，關(guān)閉進(jìn)漿口的閥門，開始下一孔道的壓漿。

（十一）封錨

結(jié)束壓漿施工后，則需要對(duì)殘留在梁端的水泥進(jìn)行清晰處理，封錨之前需要完成對(duì)梁端接茬處的鑿毛工作，并刷涂素水泥漿。

（十二）支架拆除

支架拆除必須在張拉完縱向鋼束并且混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后才可以進(jìn)行，并且每一階段支架拆除需等下一梁段施工完畢后才可進(jìn)行。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的背景下，現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁在建設(shè)規(guī)模逐漸加大的橋梁工程中得到了廣泛的應(yīng)用。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，安全快速的預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆施工技術(shù)能夠帶來更好的施工效果以及創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)效益。