某預(yù)應(yīng)力箱型連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)分析

李鵬博

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的交通基礎(chǔ)設(shè)施愈加完善，橋梁結(jié)構(gòu)形式更加多樣，跨度越來越大，并逐步向偏遠(yuǎn)山區(qū)推進(jìn)[1]。為更好地適應(yīng)道路線形設(shè)計(jì)，許多連續(xù)剛構(gòu)橋逐步向大跨度、超寬方向發(fā)展，技術(shù)要求更為嚴(yán)苛[2]?；诖耍撐慕Y(jié)合某大跨度預(yù)應(yīng)力箱型連續(xù)剛構(gòu)橋施工案例，對其施工技術(shù)展開全面分析，總結(jié)了施工方法及技術(shù)控制要點(diǎn)。

1 工程概況

某橋梁工程上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)，共三跨，跨度形式（122+210+122）m，頂板寬度22.5 m，底板寬度11.0 m，基礎(chǔ)形式為群樁薄壁墩結(jié)構(gòu)。墩身壁厚2.5 m，寬12.6 m，凈距7 m，高79.66 m。橋長約707.21 m，主跨跨徑為210 m，是極具代表性的大跨度橋梁。

2 掛籃形式選擇

懸臂澆筑最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是掛籃施工，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、設(shè)置合理性直接影響懸臂施工的質(zhì)量和安全。掛籃選擇時(shí)，應(yīng)盡量選用結(jié)構(gòu)簡單、強(qiáng)度大、安全性高、重量輕、安拆方便的掛籃結(jié)構(gòu)[3]。因此，該工程結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況及施工特點(diǎn)，決定采用三角形掛籃，與其他形式掛籃相比，其優(yōu)勢較為顯著，具體如下：

（1）結(jié)構(gòu)簡單、方便安拆。

（2）中間部位較低，能有效降低前橫梁高度，提高掛籃移動(dòng)的安全性、穩(wěn)定性。

（3）移動(dòng)精準(zhǔn)、快速、效率高，并具有液壓行走設(shè)施。

（4）平衡體系無壓重結(jié)構(gòu)，且能將成型部分的豎向預(yù)應(yīng)力筋當(dāng)作后錨點(diǎn)。

（5）應(yīng)用范圍廣，對幅寬和梁高要求較低。

3 掛籃拼裝、預(yù)壓和移動(dòng)

3.1 掛籃拼裝

主體結(jié)構(gòu)施工完畢，進(jìn)行掛籃拼裝：

（1）安裝主構(gòu)架體系：測量定位預(yù)設(shè)墊梁→安裝導(dǎo)梁→安裝主構(gòu)架→安裝前上橫梁→安裝橫梁。

（2）組裝底籃：在0#塊托架上方布設(shè)前、后下橫梁→安裝縱梁→安裝前、后吊帶→收縮前、后吊帶→起升底籃后錨固，同步安裝底?！|(zhì)量檢驗(yàn)→測點(diǎn)布設(shè)，最后進(jìn)行支架預(yù)壓[4]。

（3）拼裝模板：安裝外滑梁→拼裝外側(cè)?！附油鈧?cè)模及模架→安裝內(nèi)滑梁→安裝內(nèi)模及模架，并設(shè)置入?？凇?/p>

3.2 掛籃預(yù)壓

掛籃拼裝完成后，應(yīng)通過預(yù)壓方式消除非彈性變形，并檢測彈性變形量。

（1）全面考慮施工過程中臨時(shí)荷載作用及混凝土澆筑時(shí)沖擊作用，預(yù)壓荷載采用1.3倍梁重。利用砂袋施加荷載，分為八個(gè)等級(jí)。其中：一級(jí)加載為0.1倍梁重；二級(jí)加載為0.3倍梁重；三級(jí)加載為0.5倍梁重；四級(jí)加載為0.8倍梁重；五級(jí)加載為1.0倍梁重；六級(jí)加載為1.1倍梁重；七級(jí)加載為1.2倍梁重；八級(jí)加載為1.3倍梁重。

（2）每加載一次，采用高精度水準(zhǔn)儀對錨固點(diǎn)變形情況實(shí)施檢測，并詳細(xì)記錄檢測數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行后續(xù)加載。待完成全部加載后，應(yīng)根據(jù)加載預(yù)壓流程實(shí)施反向卸載，并記錄保存相關(guān)信息[5]。卸載完成后，結(jié)合檢測數(shù)據(jù)建立曲線分布圖，作為后續(xù)施工依據(jù)。

3.3 掛籃移動(dòng)

梁體預(yù)應(yīng)力張拉完畢，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行孔道壓漿，待孔道內(nèi)部漿體強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)后，方可進(jìn)行掛籃移動(dòng)施工：

（1）加長軌道，并實(shí)現(xiàn)與豎向螺紋鋼筋的牢固連接。

（2）松開前、后吊桿，使鋼模板在重力作用下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)脫模，并通過滑梁支撐保護(hù)。

（3）移除前、后吊帶，使后方吊帶支撐底籃。

（4）合理松動(dòng)主桁架下弦桿錨固體系，并通過后扣輪實(shí)現(xiàn)與軌道的反向連接。

（5）對掛籃實(shí)施全面檢測，保證各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求后，通過液壓式千斤頂移動(dòng)掛籃。

（6）掛籃移至標(biāo)準(zhǔn)位置后，分別進(jìn)行各吊帶點(diǎn)的連接與錨固，并嚴(yán)格控制其高程。移動(dòng)時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：1）掛籃移動(dòng)時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測吊帶受力狀況，保證處于安全、可靠狀態(tài)；2）移動(dòng)前，應(yīng)對掛籃各項(xiàng)性能指標(biāo)、臨時(shí)連接、更換等情況實(shí)施全面檢查，確保準(zhǔn)備到位，從而保證移動(dòng)過程左右同步、方向準(zhǔn)確、安全穩(wěn)定；3）主梁前、后科學(xué)采取加墊和錨固措施；4）掛籃移至設(shè)計(jì)位置后，應(yīng)及時(shí)實(shí)施錨固處理，嚴(yán)格控制錨固順序，先錨固底籃后吊帶，然后依次完成其他錨固點(diǎn)錨固[6]。

4 懸臂澆筑施工

4.1 鋼筋施工

掛籃移動(dòng)至設(shè)計(jì)位置并完成錨固后，對模板實(shí)施清理，適當(dāng)調(diào)整其軸線與高程，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求后，即可進(jìn)行鋼筋施工。

（1）該橋梁工程懸臂段施工需要鋼筋種類多、數(shù)量大，需安排專業(yè)人員進(jìn)行加工制作，并采用塔吊完成鋼筋吊運(yùn)，現(xiàn)場施工人員利用施工平臺(tái)完成鋼筋施工。

（2）模板安裝采用先底模和外側(cè)模、后內(nèi)模的順序進(jìn)行施工，底模和外側(cè)模安裝完成后，在底板位置安裝鋼筋網(wǎng)片并開始底板鋼筋施工，并預(yù)留下橫梁吊裝孔道。

（3）分別安裝腹板內(nèi)縱橫向預(yù)應(yīng)力管道，若鋼筋與管道位置出現(xiàn)沖突，應(yīng)對鋼筋位置實(shí)施科學(xué)調(diào)整。

（4）抗裂鋼筋網(wǎng)片應(yīng)提前在鋼筋料場制作完成，然后利用塔吊將其吊裝至橋面直接安裝，并嚴(yán)格控制鋼筋保護(hù)層厚度。

（5）鋼筋安裝完畢，應(yīng)準(zhǔn)確檢驗(yàn)?zāi)０遢S線及高程，確保符合設(shè)計(jì)要求，該工作應(yīng)在溫度較低的環(huán)境下完成。鋼筋焊接采用單面焊，焊接時(shí)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。

（6）鋼筋施工時(shí)，若鋼筋位置、預(yù)應(yīng)力管道、吊裝預(yù)留孔三者發(fā)生沖突時(shí)，應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行位置調(diào)整，必要時(shí)可對鋼筋實(shí)施切除，并采取補(bǔ)強(qiáng)代換保證結(jié)構(gòu)受力滿足要求。由于該橋梁內(nèi)部預(yù)應(yīng)力管道較多，結(jié)構(gòu)受力較大，因此應(yīng)科學(xué)布設(shè)加強(qiáng)筋，在預(yù)應(yīng)力筋密集位置，結(jié)合具體狀況合理縮小加強(qiáng)筋間距。

4.2 混凝土澆筑施工

橋梁工程懸臂段鋼筋全部安裝完成，且模板軸線、高程檢驗(yàn)合格后，便可進(jìn)行混凝土澆筑。

（1）為最大限度保證混凝土具有較強(qiáng)的整體性，各節(jié)段應(yīng)一次性澆筑成型。該工程采用的混凝土由拌和站統(tǒng)一拌制，并由混凝土運(yùn)輸車運(yùn)至施工現(xiàn)場，然后通過輸送泵泵送澆筑。

（2）正式澆筑前，應(yīng)對掛籃各項(xiàng)指標(biāo)性能實(shí)施全方位檢查，確保具有足夠的安全性、穩(wěn)定性，避免發(fā)生安全事故，重點(diǎn)檢測項(xiàng)目包括承重件、錨固點(diǎn)、吊帶等。同時(shí)，還要合理配置施工機(jī)械，并確保運(yùn)行狀況良好。

（3）混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制振搗環(huán)節(jié)。因預(yù)應(yīng)力箱梁中鋼筋間距較小，預(yù)應(yīng)力管道、預(yù)留孔、預(yù)埋件較多，振搗時(shí)應(yīng)小心、細(xì)致，防止觸碰、擾動(dòng)，造成位置發(fā)生改變。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)倒角位置混凝土振搗，確保其密實(shí)度滿足要求[7]。

（4）依靠輸送泵完成混凝土輸送。混凝土澆筑時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制水灰比和坍落度，保證其流動(dòng)性滿足設(shè)計(jì)要求，并保證輸送泵管道穩(wěn)定、牢固，嚴(yán)禁與模板直接連接。

（5）懸臂施工各節(jié)段應(yīng)一次性澆筑成型，澆筑時(shí)采用對稱澆筑的方式，保證懸臂結(jié)構(gòu)受力平衡。

（6）混凝土養(yǎng)護(hù)是保證混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此施工中應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作。若養(yǎng)護(hù)缺失，勢必會(huì)造成混凝土表面產(chǎn)生裂縫，降低構(gòu)件強(qiáng)度和承載能力。因此，混凝土澆筑完成后，應(yīng)及時(shí)安排專人進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，確保連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于7 d。

4.3 預(yù)應(yīng)力施工

4.3.1 預(yù)應(yīng)力筋下料

預(yù)應(yīng)力筋下料時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（2）豎向預(yù)應(yīng)力筋采用單根切割方式進(jìn)行，并采用砂輪機(jī)清理表面毛刺。

（3）保持各預(yù)應(yīng)力鋼束平順、整齊，避免出現(xiàn)交叉、纏繞、扭曲現(xiàn)象，并禁止踩踏和擠壓。預(yù)應(yīng)力筋安裝完成后應(yīng)作好標(biāo)記。

4.3.2 預(yù)應(yīng)力管道安裝

預(yù)應(yīng)力孔道利用金屬波紋管成孔工藝，波紋管采用現(xiàn)場加工制作成型。預(yù)應(yīng)力管道安裝應(yīng)嚴(yán)格控制以下幾個(gè)方面：

（1）按照設(shè)計(jì)位置準(zhǔn)確定位安裝，若管道長度超過40 m，應(yīng)按40 m間距預(yù)留排氣孔。

（2）波紋管安裝前應(yīng)進(jìn)行全面檢查，若存在破損應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)或更換。

（3）將波紋管準(zhǔn)確穿入定位鋼筋網(wǎng)片中，并采用扎絲固定牢固，同時(shí)保證波紋管不得出現(xiàn)彎曲。

（4）針對直徑較大的豎向預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)先將其穿入預(yù)應(yīng)力管道，然后再通過錨固端螺母固定牢固，并依次焊接下墊板及底板位置的受力鋼筋，確保波紋管頂部及下部實(shí)現(xiàn)緊密接觸，并用膠帶封閉[8]。

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（5）波紋管接頭位置應(yīng)采用專用套管連接，套管直徑應(yīng)超過波紋管管徑2~3 mm，并嚴(yán)格控制接頭位置位于管道中心。接頭位置可采用膠帶進(jìn)行密閉處理，避免漏漿。

（6）以0.5 m間距在定位鋼筋網(wǎng)上安裝縱向預(yù)應(yīng)力管道，并將其焊接在梁體鋼筋上。為防止管道漏漿堵塞孔道，應(yīng)在縱向管道中增設(shè)硬質(zhì)塑料管，確?？椎罆惩ā?/p>

（7）混凝土澆筑完成且達(dá)到一定強(qiáng)度后，應(yīng)先取出管道內(nèi)的硬質(zhì)塑料套管，并檢查管道漏漿情況。若出現(xiàn)漏漿，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理。

（8）混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土澆筑速度，防止管道位置變動(dòng)，同時(shí)防止振搗棒觸碰管道。

4.3.3 預(yù)應(yīng)力筋穿束

預(yù)應(yīng)力筋穿束時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制如下幾點(diǎn)：

（1）模板拆除后，應(yīng)及時(shí)清理孔道及錨墊板周邊混凝土殘?jiān)?/p>

（2）穿束前，先通過人工穿束方式穿入牽引線，待其從波紋管穿過后，再通過卷揚(yáng)機(jī)從管道穿過，并利用穿束器實(shí)現(xiàn)與預(yù)應(yīng)力筋的可靠連接，最后開啟卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行縱向預(yù)應(yīng)力穿束施工[9]。

（3）采用卷揚(yáng)機(jī)為主，人工為輔的方式，完成預(yù)應(yīng)力穿束。穿束過程中應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測卷揚(yáng)機(jī)工作狀態(tài)，如出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)分析原因并科學(xué)處理，避免受力異常造成鋼絲繩斷裂。

（4）嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力束外露長度，確保穿束完畢兩端長度相同。

4.3.4 預(yù)應(yīng)力筋張拉

預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制以下幾個(gè)方面：

（1）當(dāng)預(yù)應(yīng)力箱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的85%，放開進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。如錨墊板區(qū)域混凝土有質(zhì)量缺陷，則應(yīng)在拆模后采取必要的補(bǔ)強(qiáng)處理措施，待強(qiáng)度滿足要求后，再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

（2）張拉具體步驟如下：1）先安裝工作錨，并輕輕敲擊夾片，保證其與鋼絞線牢固連接，且保證鋼絞線外露長度相同；2）對稱安裝千斤頂和工具錨；3）啟動(dòng)油泵，逐步加壓，保證千斤頂狀態(tài)同步；4）張拉完畢，嚴(yán)格按照順序依次錨固兩端錨具，錨固時(shí)應(yīng)保證油壓持續(xù)穩(wěn)定；5）拆除千斤頂和工具錨，開始進(jìn)行后續(xù)預(yù)應(yīng)力筋張拉。

（3）縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉，千斤頂規(guī)格為YCW520，油泵規(guī)格為ZB4/600，嚴(yán)格控制張拉力，確保最大拉力不高于5 028 kN。

（4）豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉，千斤頂規(guī)格為YCL70，并配帶扭矩扳手，油泵規(guī)格為ZB4/500，張拉力不得超過542 kN。機(jī)械張拉完畢，錨固前應(yīng)通過扭矩扳手進(jìn)行二次重復(fù)張拉，以確保張拉力滿足規(guī)范要求。

（5）橫向預(yù)應(yīng)力筋張拉，千斤頂規(guī)格為YCL22，油泵規(guī)格為ZB4/500，張拉力不得大于201.2 kN。

（6）預(yù)應(yīng)力束張拉過程中，應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：1）采用雙控張拉，待張拉達(dá)到設(shè)計(jì)噸位時(shí)，應(yīng)對鋼束伸長量實(shí)施檢測，確保處于設(shè)計(jì)值95%~106%范圍內(nèi)；2）錨墊板、孔道、錨具、錨墊板、千斤頂中心均應(yīng)位于同一直線上；3）根據(jù)規(guī)范要求對張拉設(shè)備實(shí)施標(biāo)定和校正，并確保千斤頂和油表配套；4）張拉完畢，應(yīng)在和錨圈等距位置作好標(biāo)記，并在24 h后檢查鋼束回縮量，經(jīng)確認(rèn)符合標(biāo)準(zhǔn)要求后，采用水泥砂漿封堵端部，作好孔道壓漿準(zhǔn)備[10]。

4.3.5 壓漿

孔道壓漿的主要目的是通過向孔道內(nèi)注射水泥漿，使?jié){液與混凝土形成整體，共同承擔(dān)預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生的壓力，增大結(jié)構(gòu)受力面積，并顯著提升預(yù)應(yīng)力筋與混凝土黏結(jié)度，減小預(yù)應(yīng)力損失同時(shí)能有效防止預(yù)應(yīng)力筋銹蝕。

該橋梁主跨長度210 m，壓漿存在較大難度。因此，先采用真空泵對孔道實(shí)施排氣處理，然后通過孔道負(fù)壓完成壓漿施工。具體實(shí)施時(shí)，采取持續(xù)抽氣和壓漿保證孔道內(nèi)漿液飽滿。

孔道壓漿注意事項(xiàng)如下：1）選用42.5普通硅酸鹽水泥制備漿液；2）真空度應(yīng)超過0.06 MPa；3）水灰比控制在0.3~0.4范圍內(nèi)；4）泌水性應(yīng)控制在泥漿初始體積的2%；5）初凝時(shí)間6 h；6）合理添加膨脹劑，保證體積收縮率低于2%；7）28 d強(qiáng)度不小于30 MPa；8）確保無腐蝕性。

5 結(jié)論

預(yù)應(yīng)力箱型連續(xù)剛構(gòu)橋跨度和寬度的逐漸增大，使得施工技術(shù)及質(zhì)量要求更為嚴(yán)苛。目前該大跨度預(yù)應(yīng)力箱型連續(xù)剛構(gòu)橋已順利竣工，且經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)各方面性能均滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，充分表明所采用的施工技術(shù)具有可行性，值得積極推廣和應(yīng)用。