大跨度超寬預(yù)應(yīng)力箱型連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)

張曉靜

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

連續(xù)剛構(gòu)橋憑借其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠等優(yōu)勢(shì)逐漸得以廣泛應(yīng)用。為適應(yīng)公路線(xiàn)形，越來(lái)越多的連續(xù)剛構(gòu)橋向大跨度和超寬方向發(fā)展，這對(duì)施工技術(shù)提出更高要求。為合理應(yīng)用大跨度超寬預(yù)應(yīng)力箱型連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)，本文將結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)具體的施工方法及要點(diǎn)進(jìn)行分析。

1 工程概況

某橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，共三跨，跨徑布置為（122+210+122）m，頂、底板寬分別為22.5m 和11.0m，下部結(jié)構(gòu)采用薄壁墩和群樁基礎(chǔ)，其中薄壁墩壁厚2.5m，寬12.6m，凈距7m，高79.66m,69.99m。橋梁總長(zhǎng)約707.21m，主跨跨度可達(dá)210m，是典型的大跨度橋。

2 掛籃形式選擇

懸臂澆筑對(duì)掛籃結(jié)構(gòu)及其布置有較高要求。掛籃要求結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單、安全穩(wěn)定、自重輕、施工中不易發(fā)生變形、拆裝方便。據(jù)此，該工程選擇三角形掛籃，相較于其他形式的掛籃，其主要具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）三角形掛籃結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，拆裝方便。

（2）不同于菱形掛籃，三角形掛籃的中心位置相對(duì)較低，能減小前橫梁高度，可保證掛籃在走行過(guò)程中的穩(wěn)定性與可靠性[1]。

（3）掛籃移動(dòng)準(zhǔn)確性高、速度快，配備液壓走行系統(tǒng)。

（4）平衡系統(tǒng)中無(wú)壓重結(jié)構(gòu)，且可將成型部分的豎向預(yù)應(yīng)力筋作為后錨點(diǎn)。

（5）適用性強(qiáng)，可用于不同幅寬及梁高。

3 掛籃拼裝、預(yù)壓和移動(dòng)

3.1 掛籃拼裝

主體施工完成后，開(kāi)始掛籃安裝：

（1）安裝主構(gòu)架體系：測(cè)量定位并設(shè)置墊梁→安裝導(dǎo)梁→安裝主構(gòu)架→安裝前上橫梁→安裝橫梁。

（2）安裝底籃：在0#段的托架表面分別吊放前、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，同時(shí)搭設(shè)底?！鏅z查→設(shè)置測(cè)點(diǎn)，開(kāi)始加載預(yù)壓。

（3）安裝模板系統(tǒng)：安裝外滑梁并設(shè)置外側(cè)?！附油鈧?cè)模和翼緣模架→安裝內(nèi)滑梁→安裝內(nèi)模及其模架，同時(shí)預(yù)留入?？赱2]。

3.2 掛籃預(yù)壓

掛籃安裝完畢后，采用試壓的方法消除非彈性變形，并對(duì)彈性變形進(jìn)行量測(cè)。綜合考慮施工時(shí)施加的臨時(shí)荷載及澆筑時(shí)產(chǎn)生的沖擊力，將預(yù)壓荷載確定為梁段重量的1.3倍。預(yù)壓荷載為砂袋，共分8級(jí)實(shí)施加載：第1 級(jí)加載梁段重量的0.1 倍；第2 級(jí)加載梁段重量的0.3 倍；第3 級(jí)加載梁段重量的0.5 倍；第4 級(jí)加載梁段重量的0.8 倍；第5 級(jí)加載梁段重量的1.0 倍；第6 級(jí)加載梁段重量的1.1 倍；第7 級(jí)加載梁段重量的1.2 倍；第8 級(jí)加載梁段重量的1.3 倍。每完成一次加載，便借助精密水準(zhǔn)儀測(cè)量錨固點(diǎn)的實(shí)際變形量，同時(shí)做好相關(guān)記錄，之后方可開(kāi)始下一級(jí)加載。在各級(jí)加載結(jié)束后，按照與加載相反的順序進(jìn)行卸載，同樣要做好數(shù)據(jù)采集。在卸載結(jié)束后，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)繪制關(guān)系曲線(xiàn)，將其作為預(yù)壓成果，供施工時(shí)參考[3]。

3.3 掛籃移動(dòng)

梁體預(yù)應(yīng)力張拉及壓漿完成后，方可開(kāi)始移動(dòng)掛籃：

（1）接長(zhǎng)導(dǎo)軌，將其錨固在豎向分布的精軋螺紋鋼表面。

（2）將前、后吊桿放松，促使模板在自身重量下脫離混凝土，并由滑梁提供可靠的支撐。

（3）松開(kāi)前、后吊帶，由后邊吊帶支撐底籃。

（4）適當(dāng)放松主桁架的下弦桿錨固系統(tǒng)，注意不可完全脫離，采用后扣輪將下弦桿反扣在導(dǎo)軌上[4]。

（5）檢查掛籃各部件，確保安全后采用液壓千斤頂移動(dòng)掛籃。

（6）將掛籃移動(dòng)至指定位置后對(duì)各吊帶點(diǎn)進(jìn)行分次錨固，并適當(dāng)調(diào)整掛籃標(biāo)高。

在掛籃移動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）掛籃移動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)檢查主吊帶和邊吊帶，確認(rèn)是否保持安全、可靠。

（2）掛籃移動(dòng)前，檢查各臨時(shí)聯(lián)接是否到位，各拆除更換是否完成，確保移動(dòng)達(dá)到左右同步、方向順直和保持平穩(wěn)。

（3） 及時(shí)在主梁后端設(shè)錨，并在前端適當(dāng)?shù)募訅|。

（4）將掛籃移動(dòng)到指定位置后立即對(duì)底籃的后吊帶進(jìn)行錨固，并分次對(duì)其余的錨固點(diǎn)進(jìn)行錨固。

4 懸臂澆筑施工

4.1 鋼筋施工

（1）掛籃到達(dá)指定位置后，先進(jìn)行模板打磨，并初步調(diào)整其軸線(xiàn)與標(biāo)高，然后開(kāi)始鋼筋安裝。

（2）該橋梁的懸臂澆筑段采用不同類(lèi)型的鋼筋，不同鋼筋需采用專(zhuān)人進(jìn)行集中制作，在鋼筋安裝過(guò)程中采用塔吊提升運(yùn)送，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員通過(guò)施工平臺(tái)完成安裝操作。

（3）先安裝底部與外側(cè)模板，然后在底板設(shè)置鋼筋網(wǎng)片并對(duì)鋼筋進(jìn)行綁扎，最后為后下橫梁吊帶設(shè)置預(yù)留孔[5]。

（4）依次安裝腹板的縱向及豎向波紋管。

（5）如果鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道間存在沖突，需適當(dāng)調(diào)整鋼筋間距。

（6）對(duì)于防裂鋼筋網(wǎng)，需預(yù)先在地面進(jìn)行加工，然后吊運(yùn)到橋面組織安裝，在安裝網(wǎng)片的過(guò)程中應(yīng)注意確保鋼筋的保護(hù)層厚度。

（7）鋼筋綁扎完成后，調(diào)整模板的中線(xiàn)及標(biāo)高。這項(xiàng)工作不可在氣溫較高的情況下進(jìn)行。

（8）鋼筋搭接方法為單面焊，在焊接過(guò)程中必須嚴(yán)格遵循各項(xiàng)規(guī)范要求；鋼筋安裝過(guò)程中，如果吊帶位置和預(yù)應(yīng)力管道或鋼筋安裝設(shè)置存在沖突，則應(yīng)對(duì)鋼筋位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，若調(diào)整后仍無(wú)法達(dá)到施工要求而需對(duì)鋼筋進(jìn)行切割，則要采用其他方式進(jìn)行連接；因該橋分布很多縱向預(yù)應(yīng)力管道，結(jié)構(gòu)受力相對(duì)較大，所以必須合理設(shè)置連接筋，在預(yù)應(yīng)力筋分布較為密集的部位需按照實(shí)際情況適當(dāng)加密連接筋。

4.2 混凝土施工

（1）將懸臂段的所有鋼筋均綁扎到位，且對(duì)模板中線(xiàn)及標(biāo)高進(jìn)行校正，確認(rèn)合格后，開(kāi)始混凝土澆筑。

（2）為使混凝土澆筑達(dá)到良好的整體性，施工中各節(jié)段都應(yīng)做到一次性澆筑完成。澆筑所用混凝土集中在拌和站進(jìn)行攪拌，然后由運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，再借助輸送泵將混凝土輸送入倉(cāng)。

（3）澆筑開(kāi)始前要對(duì)掛籃結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查以免發(fā)生事故，包括主要承重件、錨固點(diǎn)及吊帶等；檢查各機(jī)械設(shè)備配置是否到位、狀況是否良好。

（4）在混凝土澆筑中，振搗是關(guān)鍵工序之一。由于梁段中鋼筋分布較為密集，預(yù)留孔道及預(yù)應(yīng)力管道的數(shù)量都很多，振搗時(shí)必須謹(jǐn)慎、仔細(xì)，以免造成碰撞，對(duì)倒角處的混凝土應(yīng)重點(diǎn)振搗，通過(guò)振搗使?jié)仓瓿傻幕炷吝_(dá)到密實(shí)。

（5）借助輸送泵完成混凝土輸送。在澆筑過(guò)程中要嚴(yán)格控制混凝土的水灰比與坍落度，同時(shí)禁止將輸送泵管道和模板直接連接到一起。

（6）懸臂每個(gè)節(jié)段的澆筑施工都應(yīng)一次完成，同時(shí)保證施工的對(duì)稱(chēng)性與平衡性。

（7）混凝土澆筑完成后的養(yǎng)護(hù)作業(yè)直接影響整體質(zhì)量，如果養(yǎng)護(hù)不及時(shí)或不到位，將導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生裂縫，對(duì)混凝土成型后的強(qiáng)度造成影響。為此，對(duì)澆筑完成且達(dá)到終凝后的混凝土應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。一般情況下混凝土的連續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間需達(dá)到7d以上，并安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)。常用養(yǎng)護(hù)方法為灑水覆蓋。

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)嚴(yán)格遵循以下原則：

（1）預(yù)應(yīng)力鋼材需使用砂輪切割機(jī)進(jìn)行切割，禁止電焊。

（2）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求切割豎向預(yù)應(yīng)力筋，應(yīng)做到單根下料，及時(shí)用砂輪機(jī)去除毛刺與棱角。

（3）預(yù)應(yīng)力鋼束不能存在交叉與扭曲現(xiàn)象，并避免踩壓。完成綁扎的預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)貼上標(biāo)簽。

4.3.2 預(yù)應(yīng)力管道安裝

采用在現(xiàn)場(chǎng)加工而成的金屬波紋管對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道進(jìn)行成孔。預(yù)應(yīng)力管道安裝要注意下列幾點(diǎn)：

（1）預(yù)應(yīng)力管道必須按照設(shè)計(jì)要求安裝，如果管道長(zhǎng)度達(dá)到40m 以上，則需按照40m 的間隔距離設(shè)置通氣孔。

（2）施工前對(duì)波紋管進(jìn)行檢查，確認(rèn)是否存在破損或裂紋等情況，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)立即補(bǔ)救。

（3）在定位網(wǎng)片中穿入波紋管并綁扎可靠，其間注意波紋管不能產(chǎn)生反復(fù)彎曲。

（4）對(duì)于直徑較大的豎向預(yù)應(yīng)力筋安裝，先在管道中放入預(yù)應(yīng)力筋，然后將錨固端的螺母擰緊，同時(shí)對(duì)下墊板和底板上的受力鋼筋進(jìn)行焊接，使波紋管頂板內(nèi)壁和下端部的外緣達(dá)到密貼，最后用膠帶密封。

（5）利用專(zhuān)門(mén)的套管連接波紋管接口，套管直徑需大于波紋管2～3mm，并確保接頭處于管道中心。連接處可用寬膠帶紙做好密封，防止漏漿。

（6）在定位網(wǎng)片上按照50cm 的間隔距離布置縱向預(yù)應(yīng)力管道，并和梁體鋼筋間通過(guò)焊接相連。為避免管道發(fā)生變形或漏漿而導(dǎo)致孔道堵塞，在縱向管道中需設(shè)置硬塑料管作為內(nèi)撐。

（7）待混凝土澆筑結(jié)束且達(dá)到終凝后，先將管道內(nèi)部的硬塑料管取出，然后檢查管道是否發(fā)生漏漿。若發(fā)生漏漿，應(yīng)立即使用高壓水槍進(jìn)行沖洗。

（8）澆筑施工中，要避免管道發(fā)生移動(dòng)，并防止其和振搗棒之間直接接觸。

4.3.3 預(yù)應(yīng)力筋穿束

在預(yù)應(yīng)力筋穿束過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）拆模后，將張拉孔道周?chē)皦|板處存在的殘留物清理干凈。

（2）在穿束開(kāi)始前，應(yīng)先利用人工穿入牽引線(xiàn)（即單根鋼絞線(xiàn)），將其從波紋管中穿過(guò)后，經(jīng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的鋼繩從管道中穿過(guò)，再采用穿束器使其與預(yù)應(yīng)力束相連，最后啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)縱向束實(shí)施穿束。

（3）借助卷?yè)P(yáng)機(jī)并配合人工完成穿束。穿束時(shí)應(yīng)注意卷?yè)P(yáng)機(jī)的實(shí)際受力狀態(tài)，如遇卡阻應(yīng)分析原因并及時(shí)解決，防止卷?yè)P(yáng)機(jī)受力劇增導(dǎo)致鋼繩斷裂。

（4）穿束完成后使兩端伸出長(zhǎng)度完全一致。

4.3.4 預(yù)應(yīng)力筋張拉

在預(yù)應(yīng)力筋張拉過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）當(dāng)梁段混凝土實(shí)際強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度85%后，方可開(kāi)始預(yù)應(yīng)力張拉。若錨墊板下部混凝土存在缺陷，需在拆模后及時(shí)補(bǔ)救，待其強(qiáng)度達(dá)到要求后開(kāi)始張拉。

（2）張拉需嚴(yán)格按照以下步驟進(jìn)行：①安裝工作錨，并對(duì)夾片進(jìn)行輕敲，確保夾片將鋼絞線(xiàn)完全夾緊，同時(shí)夾片的外露長(zhǎng)度需保持一致；②安裝對(duì)千斤頂與工具錨；③開(kāi)啟油管，緩慢升高油壓，確保所有千斤頂達(dá)到同步；④張拉結(jié)束后，按順序錨固兩端錨具，在錨固過(guò)程中應(yīng)確保油壓始終保持穩(wěn)定；⑤拆除工具錨與千斤頂，準(zhǔn)備對(duì)下一束實(shí)施張拉。

（3）對(duì)于縱向預(yù)應(yīng)力筋，其張拉所用千斤頂型號(hào)為YCW520，油泵型號(hào)為ZB4/600，張拉力按不超過(guò)5 028kN 控制。對(duì)于豎向預(yù)應(yīng)力筋，其張拉所用千斤頂型號(hào)為YCL70，并配備扭力扳手，油泵型號(hào)為ZB4/500，張拉力按542kN 控制，張拉完成后，需在錨固前借助扭力扳手實(shí)施二次補(bǔ)張拉，以保證張拉力達(dá)到要求。對(duì)于橫向預(yù)應(yīng)力筋，其張拉所用千斤頂型號(hào)為YCL22，油泵型號(hào)為ZB4/500，張拉力按不超過(guò)201.2kN控制。

在預(yù)應(yīng)力束張拉施工中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）張拉采用雙控方法，將鋼束張拉至設(shè)計(jì)要求的噸位后，先檢測(cè)鋼束實(shí)際伸長(zhǎng)量，要求處于計(jì)算值95%～106%的范圍內(nèi)。

（2）錨墊板和管道、錨具和錨墊板，以及千斤頂和錨具都應(yīng)達(dá)到同心。

（3）按照要求做好張拉機(jī)具的標(biāo)定及檢校，張拉時(shí)使用的千斤頂應(yīng)與油表相匹配。

（4）張拉完成后，需在與錨圈相同的距離處做好標(biāo)記，然后在24h 后對(duì)鋼束實(shí)際回縮長(zhǎng)度進(jìn)行檢查，經(jīng)檢查確認(rèn)合格后，使用水泥砂漿對(duì)錨端進(jìn)行封閉，并為之后的壓漿施工做好準(zhǔn)備。

4.3.5 壓漿

孔道壓漿的目的是：避免預(yù)應(yīng)力筋銹蝕；提高預(yù)應(yīng)力筋和混凝土之間的黏結(jié)強(qiáng)度，避免預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生較大損失；確保漿體和混凝土共同承受預(yù)應(yīng)力筋壓力，增加構(gòu)件實(shí)際受力面積。然而，對(duì)于長(zhǎng)度達(dá)到210m的預(yù)應(yīng)力鋼束，其壓漿難度極大，很難確保管道被漿體充滿(mǎn)。對(duì)此，該橋先利用真空泵抽除孔道中的空氣，然后利用孔內(nèi)負(fù)壓進(jìn)行壓漿。在實(shí)際操作中，通過(guò)連續(xù)抽氣和壓漿使孔道內(nèi)漿液達(dá)到飽滿(mǎn)，但這項(xiàng)技術(shù)對(duì)漿液有很高要求：采用42.5 普硅水泥；真空度不能低于0.06MPa；水灰比需保持在0.3～0.4 范圍內(nèi)；泌水性不能超過(guò)泥漿初始體積的2%；初凝時(shí)間6h；可適量添加膨脹劑，確保體積收縮率不超過(guò)2%；28d強(qiáng)度不低于30MPa；對(duì)鋼絞線(xiàn)無(wú)腐蝕作用。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著預(yù)應(yīng)力箱型連續(xù)剛構(gòu)橋跨度與寬度的不斷增加，對(duì)施工技術(shù)提出了更高要求。目前該大跨度超寬預(yù)應(yīng)力箱型連續(xù)剛構(gòu)橋施工已順利完成，且經(jīng)檢查確認(rèn)施工質(zhì)量合格，所用施工技術(shù)合理可行，值得類(lèi)似橋梁工程參考借鑒。