高架橋端曲面現(xiàn)澆橫梁張拉及封錨施工技術(shù)

侯小龍

（中冶交通建設集團有限公司，北京 100176）

1 概述

隨著蘇北地區(qū)城市化進程加速，城市汽車保有量增長過快，交通擁堵成為關(guān)系城鎮(zhèn)居民生活的主要問題，為了更好地利用城市公共路網(wǎng)的有限空間，實現(xiàn)地面立體交通快速通道，城市各類高架橋的規(guī)劃建設在該地區(qū)日益增長。

高架橋設計多采用現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)形式，通過曲線匝道橋及平行匝道實現(xiàn)互聯(lián)互通，其下部結(jié)構(gòu)一般采用柱式橋墩。由于懸臂翼板橫向?qū)挾纫话爿^大，其上通常都會采用縱向、橫向預應力體系承受荷載。在橋梁墩柱頂部設計為實心橫梁，并在其內(nèi)部設置橫向預應力。

2 工程背景

徐州市城東大道高架快速路工程是在現(xiàn)狀道路的基礎上，按城市高架快速路標準進行改造。項目西起三環(huán)東路，東至徐賈快速路，是徐州市區(qū)至高鐵東站、市外主要連接線，主線高架橋總長度為9.7km，雙向六車道設計，箱梁的縱橫向均配置φs15.2 高強度低松弛預應力鋼束，見圖1。

圖1 一般曲形現(xiàn)澆橫梁橫斷面及預應力布置圖

3 技術(shù)原理

該技術(shù)通過合理利用翼緣板懸臂構(gòu)造、結(jié)構(gòu)空間特點，通過在相對應的翼緣板位置預設豎向預留孔，實現(xiàn)千斤頂套頂、壓漿管道、封錨振搗棒自由通過，并利用該豎向預留孔其上搭設梁頂張拉支架，用于后期輔助千斤頂定位、張拉、壓漿及封端混凝土澆筑施工，有效解決了制約橫梁預應力體系實施的技術(shù)難題，見圖2。

圖2 主要技術(shù)原理示意圖

4 技術(shù)特點及適用范圍

按照設計圖紙首先安裝橫梁鋼筋及預應力系統(tǒng)，同時在相對應的翼緣板位置預設豎向預留孔，利用該豎向預留孔搭設梁頂張拉支架，用于后期輔助預應力張拉定位、張拉、壓漿及封端施工。以此使施工更加便捷高效，成品實體質(zhì)量及外觀具有較大優(yōu)勢。且適用于市政、公路工程現(xiàn)澆箱梁高架橋受翼緣板空間限制的曲面橫梁預應力系統(tǒng)張拉及封端施工。

5 技術(shù)操作要點

該技術(shù)中鋼筋安裝、模板安裝、混凝土澆筑及預應力張拉等工作，操作要點可遵循常規(guī)施工工藝流程，在豎向預留孔定位及安裝，梁頂張拉支架搭設、千斤頂定位、壓漿及封錨等后續(xù)工作需要加強工藝控制。

6 施工工藝流程（圖3）

圖3 施工工藝流程圖

6.1 施工準備

按照現(xiàn)澆箱梁常規(guī)的施工方法進行地基處理、支架搭設、預壓及支座安裝等工序。熟悉橫梁鋼筋布置及結(jié)構(gòu)圖，做好材料準備及技術(shù)交底工作。

6.2 橫梁模板及錨墊板安裝

首先通過測量放樣確定墩頂橫梁中心位置，確保橫梁整體處于墩柱橫向中線。位置確定后，進行橫梁模板、錨墊板、彈簧筋進行加工及安裝，確保預應力束位置準確，模板安裝注意接縫嚴密，整體牢固可靠。

6.3 豎向預留孔定位

橫梁模板及錨墊板安裝就位完成后，安裝鋼筋前，針對每個錨墊板上方進行豎向預留孔的定位，可利用GPS 或全站儀實現(xiàn)精準定位，豎向預留孔設置在橫梁兩端張拉槽口頂面，并由底至頂，上下豎直貫通，依據(jù)橫梁大小酌情設置預留孔，常規(guī)宜均勻設置3 個，也可以根據(jù)張拉槽口尺寸，采用鋼尺進行豎向預留孔的定位。

6.4 橫梁鋼筋安裝（含預應力鋼束）

豎向預留孔定位后，對橫梁處鋼筋骨架進行安裝，從橫梁中間向縱橋方向兩側(cè)對應進行安裝固定，同時對波紋管、鋼絞線進行安裝定位，交叉進行安裝，避免鋼筋與波紋管之間相互影響沖突，如與豎向預留孔位置沖突，可適當調(diào)整預留孔位置。

6.5 豎向預留孔安裝

橫梁鋼筋及預應力鋼束安裝完成后，進行位置檢查驗收，然后按照預留位置進行豎向預留孔安裝，預留孔可選用直徑不小于90mm 的波紋管等材料進行預埋，安裝應固定牢靠，并注意預留孔豎直度，以免影響后期吊裝、穿管等工序，同時保證將預留孔引出梁頂混凝土面，管頭高出梁頂宜20cm，預留孔管頭開口處采用土工布及膠帶包裹封堵，防止雜物及混凝土澆筑時污染孔道造成堵塞，影響后期工序。預留孔管底與張拉槽口頂面平齊，與模板接縫應嚴密，防止?jié)仓^程中產(chǎn)生漏漿。

6.6 橫梁混凝土澆筑及養(yǎng)護

橫梁澆筑一般要協(xié)同現(xiàn)澆箱梁澆筑施工順序進行，常規(guī)是先進行底腹板混凝土澆筑，第二次進行頂板混凝土澆筑，橫梁澆筑與其水平澆筑高度一致，澆筑過程中注意振搗，并防止擾動預應力束及預留孔。澆筑完成后，采用土工布覆蓋灑水養(yǎng)護，不間斷養(yǎng)護不低于7 天。

6.7 梁頂張拉支架搭設

梁體混凝土強度達到張拉設計要求，拆除橫梁兩端模板后，準備對橫梁進行預應力張拉時，在預留孔上方安裝鋼管簡易支架，支架一般采用扣件式鋼管，支架中間桿上安裝手拉葫蘆吊鏈，此時可拆除預留孔管頂封堵，將吊鏈穿過預留孔，用于吊裝升降梁體下方千斤頂設備，見圖4。

圖4 梁頂張拉支架搭設示意圖

6.8 預應力設備安裝

安裝千斤頂時，由于橫梁處張拉槽口處在翼緣板下方，千斤頂設備定位困難，由于橫梁下滿堂支架尚未拆除，翼緣板下橫梁為曲面形式，因此受空間限制，直接采用吊車無法定位千斤頂?？衫脵M梁底現(xiàn)有滿堂支架，拆除頂層部分支架，為搭設張拉工作平臺提供空間。

通過小型吊車配合手拉葫蘆將千斤頂設備從翼緣板邊緣挪運到橫梁張拉槽工作平臺位置，也可以直接選用手拉葫蘆垂直從地面提升千斤頂，但由于滿堂支架影響，操作較慢、安全風險大。

張拉油泵設備等設置可在箱梁頂板其上，進出油管通過豎向預留孔下穿至梁底，并與千斤頂實現(xiàn)連接。后續(xù)壓漿機設備也設置在箱梁頂板其上，進出壓漿管也可通過豎向預留孔下穿至梁底，并與錨頭壓漿孔實現(xiàn)連接。

6.9 橫向預應力張拉及壓漿

預應力設備安裝到位后，檢查連接性能，利用橫梁工作平臺進行人工套頂，與梁頂預應力設備信號協(xié)同，實現(xiàn)橫梁兩端預應力張拉，張拉過程滿足設計及規(guī)范要求，張拉完成后，將千斤頂及油泵管道拆除，采用砂輪切割機切除多余鋼絞線，采用砂漿將錨頭封閉，防止鋼絞線生銹。預應力形成后，將壓漿管道穿入豎向預留孔至梁底，并與梁頂壓漿設備信號協(xié)同，實現(xiàn)梁下壓漿作業(yè)，壓漿過程應滿足規(guī)范要求，防止壓漿料污染梁體表面。

6.10 封端鋼筋網(wǎng)片及模板安裝

橫梁張拉、壓漿完成后，及時進行對張拉槽內(nèi)鋼筋網(wǎng)片及模板安裝，鋼筋網(wǎng)片與張拉槽預留鋼筋頭連接，模板采用竹膠板，將竹膠板形成與曲面橫梁一致的形狀，外側(cè)方木背楞通過鋼管頂托與工作平臺鋼管支架連接，并保證模板加固牢靠，與梁體表面接縫嚴密，確保線性美觀協(xié)調(diào)一致，防止漏漿、錯臺影響高架橋整體美觀，見圖5。

圖5 封端鋼筋網(wǎng)片及模板安裝示意圖

6.11 封錨端混凝土澆筑

模板安裝完成后，進行封錨端混凝土澆筑，仍通過張拉槽口內(nèi)的豎向預留孔，實現(xiàn)梁頂混凝土下料至張拉槽箱內(nèi)，通過預留孔每下料30cm 層厚左右，用振搗棒振搗從梁頂插入預留孔至張拉槽，在張拉槽暗箱內(nèi)實現(xiàn)分層振搗密實，因此振搗需憑經(jīng)驗控制好工藝時間，直至澆筑至預留孔梁面頂部，混凝土不再下沉，無氣泡逸出，表面出現(xiàn)泛漿后，切除梁頂多余預留孔管道。如振搗棒與模板相互阻礙，可輔助選用附著式振搗器或人工輕輕敲打?qū)崿F(xiàn)混凝土密實。

6.12 模架拆除及養(yǎng)護

封錨端混凝土澆筑完成后，確認強度達到拆模要求后，拆除曲面橫梁封錨模板及固定支架，同時做好混凝土養(yǎng)護。支架拆除遵循先支后拆，后支先拆原則進行，拆除過程注意加強混凝土成品保護，避免污染、掉角影響梁體美觀。

7 質(zhì)量控制要點

預應力管道預埋時必須準確定位，在邊腹板縱向鋼束中橫梁處豎彎圓弧曲線段內(nèi)設置防崩鋼筋。在鋼束P 錨端的豎彎圓弧曲線段內(nèi)設置“U”字形防崩鋼筋，并與箱梁底板下層橫向鋼筋焊接。施工中人員、機械、振搗棒不能碰撞管道，以免損壞管道造成漏漿。澆注混凝土之前對管道仔細檢查，主要檢查管道上是否有孔洞，接頭是否連接牢固、密封，管道位置是否有偏差。為了保護外露的錨具不致銹蝕而失效，當注漿完畢后，盡快進行封錨混凝土施工，封錨混凝土一般采用強度等級為C50 無收縮混凝土。

澆注梁體封錨混凝土之前，先將錨墊板表面的粘漿和錨環(huán)外面上部的灰漿鏟除干凈。為保證與梁體混凝土接合良好，將混凝土表面鑿毛，并放置鋼筋網(wǎng)片，與短鋼筋綁扎在一起，保證封端混凝土與梁體混凝土連為一體。

橫梁混凝土每次澆筑完后，收平混凝土面，在混凝土初凝前進行二次收光并覆蓋塑料薄膜、土工布養(yǎng)護。當采用灑水養(yǎng)護時，梁體灑水次數(shù)應以能保持混凝土表面充分濕潤為宜，養(yǎng)護天數(shù)不少于14 天。當環(huán)境溫度低于5℃時，不得灑水養(yǎng)生。

8 安全控制要點

操作人員必須持證上崗，且只能接受指揮人員發(fā)出的規(guī)定信號，但對于任何人發(fā)出的立即停止信號均應執(zhí)行。設置專職安全員和現(xiàn)場責任工程師，實時監(jiān)督操作人員嚴格執(zhí)行操作規(guī)范和安全技術(shù)交底，嚴禁違章指揮操作。施工現(xiàn)場臨時用電嚴格按照要求執(zhí)行“一機、一箱、一閘、一漏電保護”并做接地、接零保護。

在施工現(xiàn)場應設置醒目的安全警示標志和安全防護設施，針對現(xiàn)場施工所用機械設備，制作安全操作規(guī)程，并定期進行維護保養(yǎng)和檢修，確保其處于良好的工作狀態(tài)，嚴禁帶病作業(yè)。大型機械作業(yè)時，必須設明顯的安全警示標志，并設專人指揮。張拉作業(yè)時，必須佩戴防護面罩，在千斤頂后方設置擋板，防止鋼絞線拉斷飛出造成傷害。

如遇六級以上大風，應停止起重作業(yè)。夜間施工必須設置警示燈或反光標志，專人管理燈光照明裝置。從事高空作業(yè)人員，定期進行體格檢查，作業(yè)人員拴安全帶、戴安全帽、穿防滑鞋。

9 環(huán)?？刂埔c

對于主要噪聲源，應采用有效的吸音、隔音材料施作封閉隔聲屏，同時，夜間施工嚴禁大聲喧嘩，裝卸物料時輕拿輕放，最大限度地減少噪聲擾民。夜施光源如汽車燈光及照明燈不直接對居民房，采取有效措施避免直接照射。

將施工場地和作業(yè)限制在工程建設允許的范圍內(nèi)，合理布置、規(guī)范圍擋，做到標牌清楚、齊全，各種標識醒目，施工場地整潔文明。清洗機械的廢水、廢油等有害物，不準直接排放到河流，湖泊等水域，也不準排放到飲用水源附近的土地上，以防污染水質(zhì)和土壤。

結(jié)合工程實際情況，嚴格遵守環(huán)境保護法以及當?shù)赜嘘P(guān)部門大氣污染防控要求，禁止在施工現(xiàn)場焚燒垃圾及有毒、有害和有惡臭氣味的物質(zhì)。在施工過程中應加強對施工現(xiàn)場的降塵控制，施工現(xiàn)場及施工便道要及時的灑水，保持濕潤。

10 效益分析

該技術(shù)克服了因翼緣板下方操作空間限制的問題，通過合理利用翼緣板構(gòu)造、結(jié)構(gòu)空間特點，通過在相對應的翼緣板位置預設豎向預留孔，利用該豎向預留孔及其上搭設的梁頂張拉支架一系列技術(shù)措施，用于后期輔助千斤頂定位、張拉、壓漿及封端混凝土澆筑施工。

該技術(shù)不僅減少了高空作業(yè)施工安全風險和預應力施工操作困難，而且能夠輔助千斤頂精準定位，同時保證了封錨端混凝土順利澆筑，避免蜂窩麻面，使曲面橫梁混凝土外觀質(zhì)量難以控制的問題得到了解決，確保了曲面橫梁張拉質(zhì)量、成品效果及全橋美觀性，其實施簡單易行、成本投入少，具有良好的實用性、可操作性。通過綜合技術(shù)經(jīng)濟分析，該技術(shù)一方面節(jié)約了工時，節(jié)省了人員、機械及設備的投入，同時具有良好地推廣應用前景及經(jīng)濟、社會效益和節(jié)能環(huán)保效益。

結(jié)束語

該技術(shù)于2019 年4 月在徐州市城東大道高架快速路工程成功應用，經(jīng)現(xiàn)場施工應用后進行試驗總結(jié)，推廣全線范圍內(nèi)高架橋施工應用，該技術(shù)實施簡單易行、成本投入少，確保了曲面橫梁張拉質(zhì)量、成品效果及全橋美觀性，為預應力現(xiàn)澆箱梁高架橋的施工積累了經(jīng)驗。