淺談公路橋梁施工中現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)施工常用技術(shù)

劉少雷

（甘肅一安建設(shè)科技集團(tuán)有限公司， 甘肅 蘭州 730060）

0 引言

截至2020年年底，我國高速公路總通車?yán)锍碳s16萬公里，建成了一個全球最大的高速公路網(wǎng)絡(luò)，覆蓋99%城區(qū)超過20萬人的城市和地級行政中心。然而在公路建設(shè)中，橋梁發(fā)揮著巨大的作用，因此，在橋梁施工中，合理地選擇施工方法，正確的組織施工和管理具有十分重要的意義[1]。

箱型橫截面能夠適用于很多公路混凝土橋梁類型，例如預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋、變寬度橋等。目前箱梁截面形式多為斜腰板的梯形箱，有單箱單室和單箱多室。箱梁橫截面在外形上有大主孔和邊孔，外形美觀。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型橋梁具有橋面接縫較少、橋梁高度小、橋梁剛度大、整體性強等優(yōu)點，能夠滿足人們?nèi)找嬖黾拥慕煌?，提高人們出行的舒適度[2]。目前公路混凝土梁橋施工中主要有預(yù)制和現(xiàn)澆兩種施工方法，現(xiàn)澆施工是一種古老的施工方法，一般工藝包括支架搭設(shè)、安裝模板、鋼筋、混凝土澆筑和預(yù)應(yīng)力施工等。

1 施工技術(shù)

1.1 支架搭設(shè)

根據(jù)箱梁的類型，再綜合地基條件等，確定支架的類型，例如滿堂支架、掛籃現(xiàn)澆等。根據(jù)方案設(shè)計安裝支架之后，必須進(jìn)行預(yù)壓荷載試驗，以測定所搭設(shè)的支架承載水平和在梁段荷載作用下的變形情況。預(yù)壓荷載試驗時，按照施工中支架最不利荷載情況進(jìn)行等效加載，測定各級荷載作用下既有支架產(chǎn)生的撓度和最大預(yù)壓荷載下支架控制桿件的內(nèi)力。根據(jù)各級預(yù)壓荷載下支架產(chǎn)生的撓度，繪制出支架的荷載-撓度曲線，為箱型橋梁施工中的線性控制提供可靠的數(shù)據(jù)支持。根據(jù)最大預(yù)壓荷載作用下支架控制桿件的內(nèi)力，可以計算出支架的實際承載能力，了解支架在實際使用過程中的安全系數(shù)，從而確保支架安全可靠，此外，預(yù)壓試驗亦可以消除支架非彈性變形，減少不必要的撓度，使得橋梁線型平順優(yōu)美。

圖1 掛籃示意圖

1.2 模板、鋼筋安裝

在安裝模板時，需要充分的考慮到鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道施工等各項工作，進(jìn)而最大限度的發(fā)揮出模板的應(yīng)用效果[3]。一般在安裝底板模板之后，進(jìn)行主梁底板和腹板鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道的安裝，頂板模板安裝之后，進(jìn)行主梁頂板和翼緣板鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道的安裝，鋼筋的加工在鋼筋車間集中進(jìn)行，制作成半成品，運輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行安裝工作。鋼筋加工前需要對鋼筋進(jìn)行檢查清理，保證鋼筋表面無嚴(yán)重銹蝕、油脂等雜物。所選用鋼筋各項指標(biāo)均應(yīng)符合設(shè)計及規(guī)范要求。鋼筋加工嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙和相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求執(zhí)行，并且各批次鋼筋必須按照規(guī)范要求進(jìn)行進(jìn)場試驗。加工鋼筋前，對尺寸以及細(xì)部進(jìn)行審核后，按照下料單下料。一般情況下，鋼筋及預(yù)應(yīng)力筋施工順序為：安裝主梁底板鋼筋、預(yù)應(yīng)力→安裝主梁腹板鋼筋、預(yù)應(yīng)力→安裝主梁頂板鋼筋、預(yù)應(yīng)力→驗收合格后進(jìn)入下一道工序。在實際的安裝過程，預(yù)埋件位置和預(yù)留孔道位置兩者沖突位置及時調(diào)整和補強，從而使結(jié)構(gòu)整體科學(xué)合理。

1.3 混凝土澆筑

應(yīng)根據(jù)設(shè)計箱梁的混凝土強度等級、張拉強度、齡期、彈性模量及混凝土施工工作性能、初凝時間等進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計?；炷敛捎眉邪韬?，采用攪拌運輸車進(jìn)行運輸工作，現(xiàn)場利用混凝土泵車進(jìn)行輸送。保證混凝土澆筑連續(xù)性。在混凝土澆筑工作開展前，按照設(shè)計與規(guī)范要求檢查模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力設(shè)施、預(yù)埋件位置等，清理模板內(nèi)的雜物和鋼筋上的油污。對于較薄弱預(yù)應(yīng)力管道，安裝襯管來提高管道強度。當(dāng)混凝土澆筑的時間較長時，要綜合混凝土初凝時間確定澆筑速度。澆筑混凝土?xí)r，避免部分混凝土留在頂板模板上，因為澆筑頂板混凝土?xí)r，殘留混凝土可能已初凝，容易造成頂板蜂窩，因此在澆筑腹板混凝土?xí)r，布料周邊可以充分遮擋，并且及時清理殘留混凝土。當(dāng)不可避免的在炎熱氣候條件下施工時，因混凝土方量大，產(chǎn)生的水化熱大，而溫度高會導(dǎo)致混凝土坍落度損失更大，出現(xiàn)早凝現(xiàn)象，為此宜采用溫度低的水來代替一部分拌合水，或者選在一天溫度最低的時間段進(jìn)行混凝土澆筑工作。混凝土采用混凝土泵送，澆筑位置要保證混凝土泄落高度滿足規(guī)范要求，減少布料不均等現(xiàn)象；腹板高度大，厚度薄且鋼筋密集處，混凝土入模困難，按規(guī)定箱梁腹板可通過布置減速漏斗、串筒等輔助設(shè)備下料；下料均勻，及時用振搗棒振搗，以防止碎石堆集一起，而水泥漿又集中表面的情況出現(xiàn)?；炷翝仓旰筮M(jìn)行箱梁底板混凝土找平工作，預(yù)應(yīng)力設(shè)備清理工作，例如錨墊板，壓漿管等，及時抽取波紋管內(nèi)的襯管，清理預(yù)應(yīng)力管道孔。針對不同的養(yǎng)護(hù)條件進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)，減少對混凝土工作性能的影響。

1.4 預(yù)應(yīng)力施工

在預(yù)應(yīng)力施工前應(yīng)做好相應(yīng)的清理工作，檢測儀器設(shè)備運轉(zhuǎn)情況，避免故障使用途中機器出現(xiàn)故障，影響施工質(zhì)量和施工進(jìn)度等。根據(jù)相關(guān)要求開展綁扎作業(yè)，在該過程中，一般利用埋設(shè)螺紋管和內(nèi)穿塑料管兩種方式實現(xiàn)成孔處理[4]?，F(xiàn)階段預(yù)應(yīng)力張拉普遍采用智能張拉系統(tǒng)，預(yù)應(yīng)力智能張拉系統(tǒng)結(jié)合了自動張拉設(shè)備和計算機張拉控制系統(tǒng)，主要組成部分有預(yù)應(yīng)力智能張拉儀、預(yù)應(yīng)力張拉穿心千斤頂、配套的筆記本電腦、高壓油管等。采用雙控來進(jìn)行張拉工作，應(yīng)力為控制指標(biāo)，伸長量誤差為校對指標(biāo)。工作過程為傳感系統(tǒng)采集每臺張拉千斤頂?shù)墓ぷ鲏毫弯摻g線的伸長值(含回縮量)等數(shù)據(jù)，即時將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)主機進(jìn)行記錄對比，同時張拉設(shè)備（泵站）同步接受中控指令，實現(xiàn)了張拉力及加載情況的實時控制。張拉前要確定混凝土強度達(dá)到設(shè)計規(guī)定強度以上，所用試塊為同等條件下所得試塊，預(yù)應(yīng)力施加步驟按照設(shè)計和規(guī)范要求。出現(xiàn)異?；蛘呶粗闆r時，及時查明原因，采取補張拉措施，全程對張拉過程進(jìn)行記錄。張拉完成后，要在規(guī)定的時間內(nèi)進(jìn)行孔道壓漿。所有的預(yù)應(yīng)力管道均采用循環(huán)真空智能壓漿。

圖2 智能張拉系統(tǒng)工藝原理示意圖

2 施工質(zhì)量控制

2.1 線型控制

施工支架具有設(shè)計需要的強度、剛度。布置形式、幾何尺寸適應(yīng)箱梁截面變化需要。支架按規(guī)范要求進(jìn)行預(yù)壓試驗。在箱梁施工中，影響撓度的主要有箱梁的自重、鋼絞線的張拉、溫度的變化、混凝土收縮徐變和其他荷載作用等因素，應(yīng)綜合考慮各種因素的影響，計算出控制點的各種撓度值，根據(jù)撓度值確定各截面的預(yù)留拱度，并且在澆筑過程中，掌握各個位置實時撓度，與理論值進(jìn)行對比。保證箱梁工程的外觀整體質(zhì)量符合相關(guān)驗收標(biāo)準(zhǔn)。采用加強控制點的施工方式，提高箱梁腹板和翼緣板的線型要求，以保證整體的順暢及可觀性。在實際工程中，線型控制方法是大多數(shù)工程建設(shè)單位的選擇[5]。

2.2 混凝土質(zhì)量控制

嚴(yán)格控制配合比，不允許使用引氣型的附加劑，加強振搗，振搗時振搗棒要快插慢拔，而且不能漏棒，施工時注意不得將混凝土散落在其他未澆筑部位模板上。在泄落高度大于2m時，必須采取減速設(shè)備來做混凝土通道。盡量避開大風(fēng)雨天施工，如不可避免的進(jìn)行雨天施工，則應(yīng)遮蓋現(xiàn)澆段，防止雨水直接侵入模板、直接沖擊未初凝混凝土表面，這樣容易造成麻面等現(xiàn)象，混凝土澆筑前、澆筑時都要全面做好堵漏、塞縫工作，特別是預(yù)埋鋼筋孔、預(yù)埋件位置、側(cè)模和底模交接處等，避免出現(xiàn)因漏漿產(chǎn)生的蜂窩、空洞?？刂苹炷翝仓叨?，合理利用串筒等減速設(shè)備，防止出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象。模板設(shè)計時要保證其剛度和穩(wěn)定性，模板表面要符合受力要求，使用過程中不得產(chǎn)生局部變形或撓曲，綜合考慮混凝土澆筑過程中會產(chǎn)生的附加力，例如振搗棒的沖擊、混凝土下落的沖擊等。公路混凝土箱梁施工中，所使用的水泥必須是同一廠家、同一牌號、同一類型的。使用的脫模劑必須是市面上滿足施工相關(guān)規(guī)范。

2.3 預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量控制是箱梁施工質(zhì)量控制中非常重要的，因此進(jìn)場鋼絞線必須有“三證”，且嚴(yán)格按設(shè)計規(guī)范取樣試驗；張拉設(shè)備選取時，要選用配套產(chǎn)品，按照規(guī)定和設(shè)計要求，取得相關(guān)資質(zhì)的單位標(biāo)定的標(biāo)定證書；在鋼筋綁扎和預(yù)應(yīng)力管道安裝工作完成后，進(jìn)行二次復(fù)查?；炷翝仓r通過不停地抽動振搗棒來防止漏漿凝固，混凝土澆筑完畢后，必須立即撥出襯管，確保預(yù)應(yīng)力管道未漏漿，并用高壓水或者壓縮空氣對管道進(jìn)行沖洗，及時用通孔器進(jìn)行檢查，確保孔道暢通，發(fā)現(xiàn)有可能堵塞的預(yù)應(yīng)力管道，及時進(jìn)行清理疏通。

3 結(jié)尾語

公路橋梁中的現(xiàn)澆箱梁橋，由于其成橋后橋梁整體性能優(yōu)越，施工過程中平穩(wěn)、可靠，不需大型起吊設(shè)備，大部分均在支架上進(jìn)行，也可以引入強大的預(yù)應(yīng)力體系，使結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡化，延遲開裂工況，方便施工，此外，大部分混凝土重量在梁合龍之前已作用，可減少因混凝土變形而引起的梁開裂。因此在公路橋梁施工應(yīng)用中非常廣泛，且隨著技術(shù)的成熟，施工進(jìn)度、施工質(zhì)量都有著顯著提升效用，但箱型橋梁在施工過程中，一般都需要大量施工支架，當(dāng)橋梁是跨河橋梁時，搭設(shè)的支架會影響河道的通航與排洪等，而且支架會受到洪水以及河面漂流物的威脅。一般而言，現(xiàn)澆箱梁施工工期長、費用高，施工及附屬場要求較高，施工管理較復(fù)雜。因此持續(xù)性優(yōu)化和革新是必要的，這樣才能適應(yīng)更復(fù)雜的施工條件和施工要求，從而擴大現(xiàn)澆箱梁的應(yīng)用范圍，提升公路橋梁施工質(zhì)量及施工企業(yè)的項目效益[6]。