現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工方法及其質(zhì)量控制技術(shù)分析

徐鵬 孟德程

摘要 基于當(dāng)下時(shí)代背景，隨著國(guó)內(nèi)高速公路建設(shè)事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，一定程度上促使橋梁建設(shè)活動(dòng)的開(kāi)展，預(yù)應(yīng)力混凝土以自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)受到廣泛采用，應(yīng)用于大跨度橋梁的建設(shè)實(shí)踐之中。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)就是預(yù)先給混凝土引入內(nèi)部應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。其具有以下優(yōu)點(diǎn)：該結(jié)構(gòu)對(duì)構(gòu)件的抗裂度、剛度和耐久性有著不小的提高作用;該結(jié)構(gòu)可以明顯減少施工過(guò)程中的材料消耗，從而可以節(jié)省成本，更重要的是，該結(jié)構(gòu)可以減少構(gòu)件本身的自重;預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的使用能使得混凝土梁的豎向剪力、主拉應(yīng)力有明顯的減小;預(yù)應(yīng)力混凝土可在施工期間降低負(fù)載引起的應(yīng)力變化，實(shí)現(xiàn)橋梁抗疲勞性能穩(wěn)定提升的效果。

關(guān)鍵詞 構(gòu)件耐久;節(jié)省成本;減小應(yīng)力;抗疲勞性能

中圖分類(lèi)號(hào) U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）01-0120-03

0 引言

目前，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的通用施工模式[1-2]主要有支架現(xiàn)澆法施工、懸臂澆筑法施工、頂推法施工、移動(dòng)模梁法施工、吊裝法施工等。國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者及工程師對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土各種施工方法進(jìn)行了多方面的研究。預(yù)應(yīng)力混凝土施工方法及質(zhì)量控制技術(shù)要點(diǎn)復(fù)雜繁多，且施工難度較混凝土結(jié)構(gòu)大。如果沒(méi)有使用得當(dāng)?shù)氖┕し椒ê蛨?zhí)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，很容易留下安全隱患，不僅會(huì)損害企業(yè)的利益，而且會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度明顯下降，為后續(xù)的使用留下隱患風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題[3-7]。該文以黃湖大橋?yàn)楣こ瘫尘?，?duì)現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力混凝土的施工方法及其質(zhì)量控制技術(shù)進(jìn)行研究。

1 工程概況

黃湖大橋（壩）改造工程為S248省道的控制性工程。起點(diǎn)樁號(hào)K0+000終點(diǎn)樁號(hào)K5+725.0，全橋長(zhǎng)5 668 m?？绾降赖闹鳂虿捎玫氖牵?5+70+70+45）m變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)。地處北亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)域，年平均的氣溫在16.6℃，年平均的降水量約為1 307.2 mm，年平均日照時(shí)數(shù)2 023.7 h。該區(qū)域常年的主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，最大風(fēng)速8級(jí)，屬于平原湖沼地貌單元，湖泊周邊地貌復(fù)雜，湖岸曲折。

黃湖大橋施工期間橋下無(wú)船只通行，豐水期平均水深約1 m，主橋箱梁采用支架分段現(xiàn)澆法施工，共分為3大節(jié)段。主梁截面形式為單箱單室，支架采用了承插型盤(pán)扣式支架A類(lèi)支架，盤(pán)扣式滿(mǎn)堂支架立桿縱距均為120 cm（70 cm中跨墩身旁各設(shè)置一道60 cm的立桿），立桿橫距在翼緣板下為120 cm、底腹板下為30 cm、60 cm或120 cm。模板橫梁：采用100×100 cm方木，在翼緣板下間距30 cm，在底腹板下間距20 cm。模板縱梁：采用工字鋼，布置間距按立桿橫橋向布置間距進(jìn)行布置。下部支架基礎(chǔ)采用貝雷梁+鋼管支架，分配梁下為上下弦桿加強(qiáng)型貝雷梁，貝雷梁采用90 cm花架。

2 現(xiàn)澆箱梁混凝土施工方法

2.1 箱梁鋼筋制作與安裝

鋼筋下料前必須核定下料尺寸，按正確的長(zhǎng)度下料，鋼筋的加工應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖示中的編號(hào)、直徑、長(zhǎng)度、彎制角度進(jìn)行加工。直徑16 mm及以上鋼筋均要求焊接連接，焊接長(zhǎng)度：?jiǎn)蚊婧?0倍的直徑長(zhǎng)度，雙面焊5倍的直徑長(zhǎng)度，鋼筋無(wú)論采用何種接頭方式，均須符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，在同一斷面內(nèi)，鋼筋接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，不得設(shè)在最大受力處。主墩處腹板高度較高，在箍筋施工中要及時(shí)與底板縱向鋼筋進(jìn)行點(diǎn)焊，并增加50 cm寬的鋼管支撐架，待縱向鋼筋綁扎完成后，形成整體框架后，再分段拆除鋼管支撐架。為了保障混凝土保護(hù)層的厚度滿(mǎn)足實(shí)際需求，位置處于鋼筋骨架和模板之間，宜采用高強(qiáng)機(jī)制混凝土墊塊，數(shù)量一般每平方米不少于4～6個(gè)且與鋼筋綁扎固定。錨固齒板內(nèi)的鋼筋和腹板、頂板、底板鋼筋均需使用點(diǎn)焊處理方式進(jìn)行有效連接，箱梁底板的內(nèi)豎向平衡拉筋一定要和底板內(nèi)上下層的主筋進(jìn)行綁扎連接處理。主橋箱梁普通鋼筋中所示拉筋呈梅花形布置，拉筋兩端必須勾于主筋之上。

2.2 箱梁混凝土的拌制

箱梁混凝土采用集中廠(chǎng)拌，在混凝土拌制前應(yīng)檢查機(jī)械設(shè)備狀態(tài)完好情況，定期進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)。應(yīng)保證混凝土所用的各種材料儲(chǔ)備充足從而能滿(mǎn)足混凝土拌和數(shù)量的需要。在箱梁混凝土正式澆筑前，必須進(jìn)行試拌，嚴(yán)格按照混凝土施工配合比配料，對(duì)粗細(xì)集料的含水率進(jìn)行檢測(cè)。混凝土拌和時(shí)間應(yīng)符合規(guī)范要求，混凝土拌合物一定要注意攪拌的均勻程度，顏色維持一致，避免離析、泌水問(wèn)題的發(fā)生。于攪拌地、澆筑地分別對(duì)混凝土拌合物進(jìn)行取樣操作，檢測(cè)其坍落度，并根據(jù)氣溫測(cè)定實(shí)際坍落情況。

2.3 箱梁混凝土澆筑方法

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件實(shí)際對(duì)于混凝土的要求，相比普通鋼筋混凝土而言普遍較高，主要如下：（1）強(qiáng)度要求較高。高強(qiáng)度混凝土能保證預(yù)應(yīng)力鋼筋的強(qiáng)度性能和實(shí)際作用可以充分體現(xiàn)出，減少了構(gòu)件截面的尺寸，同時(shí)還能夠滿(mǎn)足局部的抗壓強(qiáng)度需求。（2）勻質(zhì)性好。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中多存在明顯的高應(yīng)力特點(diǎn)，因此通常需要混凝土有較高的勻質(zhì)性特征，于實(shí)際施工前期須進(jìn)行嚴(yán)格的檢查工作。（3）能夠快速硬化，并且早期就能夠具有較高的強(qiáng)度，從而可以提前進(jìn)行張拉錨固處理，一定程度上促使施工進(jìn)度的加快，提高功能工作效率。

使用支架現(xiàn)澆法應(yīng)在橋跨位置搭設(shè)支架，在支架上進(jìn)行現(xiàn)澆施工。支架對(duì)結(jié)構(gòu)物外形起到定型作用。近年來(lái)隨著市政橋梁的快速發(fā)展，支架法成為首選方案?，F(xiàn)澆滿(mǎn)堂支架由多桿件構(gòu)成空間結(jié)構(gòu)，可以保證橋梁整體剛度。

主橋箱梁澆筑前應(yīng)對(duì)支架、模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)埋件等進(jìn)行檢查，符合要求后方可進(jìn)行澆筑。由于橋梁跨度較大，且梁底為拋物線(xiàn)設(shè)置，為保證混凝土施工的質(zhì)量，澆筑順序如下設(shè)置：縱向澆筑順序?yàn)椋夯炷量傮w應(yīng)從跨中向墩頂連續(xù)澆筑，對(duì)于一區(qū)和二區(qū)梁底曲線(xiàn)較大，易產(chǎn)生離析的部位由低向高進(jìn)行澆筑，如圖1。水平分層澆順序?yàn)椋旱谝淮螡仓烈砭壈搴透拱宓菇翘帲愿撸?，腹板澆筑一定高度，使下倒角處密?shí)，然后補(bǔ)平底板（底板設(shè)活動(dòng)板，以確保混凝土振搗密實(shí)）。

一區(qū)及二區(qū)腹板混凝土高度較大，為防止翻漿情況發(fā)生，需嚴(yán)格按照縱向澆筑順序進(jìn)行，先完成1.5 m高的腹板澆筑，待最下層混凝土穩(wěn)固后再進(jìn)行剩余腹板澆筑，如圖2。在澆筑過(guò)程中需指定專(zhuān)人進(jìn)行巡查，若發(fā)現(xiàn)翻漿則立即停止?jié)仓?，等待混凝土穩(wěn)固后，再緩慢進(jìn)行放料和振搗。

待一區(qū)及二區(qū)腹板混凝土澆筑的施工縫鑿毛清洗干凈后，再進(jìn)行后續(xù)的流程，一般為內(nèi)模的安裝以及頂模、綁扎頂板鋼筋等，驗(yàn)收完成后需要澆筑頂板及翼緣板混凝土，由跨中向墩頂澆筑混凝土，以梁縱向中心線(xiàn)左右對(duì)稱(chēng)澆筑，如圖3。

混凝土振搗需要使用插入式振搗器開(kāi)展相應(yīng)的工作，振搗器移動(dòng)間距不得超過(guò)作用半徑的1.5倍范圍之內(nèi)，并插入混凝土下層5～10 cm。振搗構(gòu)成中要盡可能避免振搗棒對(duì)模板、鋼筋，特別是波紋管的觸碰，在鋼筋設(shè)置較為密集的部位不能漏振，振搗過(guò)程中要以混凝土面氣泡完全消失當(dāng)作振搗完成的標(biāo)準(zhǔn)。為保證下倒角處混凝土飽滿(mǎn)，振搗棒的相鄰插入點(diǎn)間隔要少于30 cm，且同一斷面內(nèi)外側(cè)均應(yīng)進(jìn)行振搗[8-11]。在澆筑箱梁頂板混凝土后按設(shè)計(jì)標(biāo)高刮平浮漿，然后反復(fù)搓壓數(shù)遍，使表面密實(shí)。在混凝土初凝前應(yīng)進(jìn)行二次收面，最后用硬毛刷進(jìn)行拉毛，實(shí)現(xiàn)混凝土表面龜裂問(wèn)題的有效控制，可以一定程度減少混凝土表面的水分散發(fā)，消除塑性裂縫。

3 現(xiàn)澆箱梁混凝土質(zhì)量控制技術(shù)

混凝土施工質(zhì)量控制工作的開(kāi)展直接影響到工程后續(xù)的整體質(zhì)量和效率[12-15]。因此，在實(shí)際施工過(guò)程中質(zhì)量管控人員要把握好質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)，把質(zhì)量控制的措施落實(shí)到位，確保預(yù)應(yīng)力箱梁質(zhì)量符合設(shè)計(jì)的規(guī)范，保證工程安全。

積極針對(duì)混凝土初凝時(shí)間、坍落度的要素進(jìn)行有效控制，認(rèn)真落實(shí)質(zhì)量責(zé)任制度，積極強(qiáng)化人、機(jī)、物的前期預(yù)控，針對(duì)混凝土攪拌方面，時(shí)間可以實(shí)際情況和使用為基礎(chǔ)進(jìn)行適當(dāng)延長(zhǎng)或者縮減，促使混凝土攪拌得充分，發(fā)揮出應(yīng)有的性能和作用。積極強(qiáng)化混凝土入模之前的質(zhì)量檢查工作，設(shè)置多層次的檢查人員：第一是配料操作員，第二是試驗(yàn)人員，第三是現(xiàn)場(chǎng)澆注人員，不論哪層人員一經(jīng)發(fā)現(xiàn)混凝土的質(zhì)量不能滿(mǎn)足實(shí)際需求，要立刻制止混凝土的入模。同時(shí)，還要注意混凝土?xí)苯訉?duì)模板有沖擊，防止模板的損壞，進(jìn)而影響到混凝土表面的光潔度。砂石料的級(jí)配應(yīng)相對(duì)穩(wěn)定，在允許的范圍內(nèi)不可有過(guò)多的變動(dòng)，同時(shí)，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制其中的含泥量、含水量，特別是清倉(cāng)砂、石料。模板的清理工作如下：在前期具備澆筑的必要條件基礎(chǔ)之下，通過(guò)高壓水槍的使用實(shí)現(xiàn)模板面的全面清理，之后所形成的污水、雜物通過(guò)預(yù)留清掃孔及時(shí)排出。及時(shí)安排專(zhuān)門(mén)的人員在混凝土澆筑期間擔(dān)任檢查支架、模板的工作，一旦出現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)通知立刻停止?jié)仓ぷ?，并根?jù)實(shí)際情況進(jìn)行針對(duì)性地處理。在進(jìn)行箱梁澆筑工作之前，至少提前一天通知拌合站做好前期的準(zhǔn)備工作，進(jìn)而保障混凝土的連續(xù)供應(yīng)。具有在施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備發(fā)電機(jī)的意識(shí)，以應(yīng)對(duì)施工期間的突然停電問(wèn)題。由于混凝土的澆筑工作量較大，需積極做好夜間澆筑的照明準(zhǔn)備工作，保證整個(gè)施工場(chǎng)地均有較好的照明，滿(mǎn)足施工需求，且每箱室內(nèi)要及時(shí)配置安全電壓防潮燈具，每間隔5 m設(shè)置1盞，并設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行箱梁內(nèi)部送風(fēng)。箱梁底部及側(cè)面混凝土保護(hù)層厚度要嚴(yán)格控制。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，該文依據(jù)黃湖大橋（壩）改造工程中現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工的應(yīng)用，從箱梁鋼筋制作與安裝、箱梁混凝土的拌制、箱梁混凝土澆筑方法三個(gè)角度展開(kāi)分析，深入探究現(xiàn)澆箱梁混凝土質(zhì)量控制技術(shù)的開(kāi)發(fā)與合理應(yīng)用，研究結(jié)果具備一定現(xiàn)實(shí)意義，可以進(jìn)行工程施工過(guò)程的中的推廣使用。

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