高速公路預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術(shù)

楊建華

摘要：在介紹預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁工程概況的地基上，分析施工流程和施工準(zhǔn)備工作，詳細(xì)闡述了該工程從滿堂支架搭設(shè)到全部完工的施工技術(shù)，然后簡(jiǎn)述施工保障措施，可供從事公路橋梁工程施工的技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力；現(xiàn)澆混凝土；連續(xù)箱梁；施工技術(shù)

1? ?工程概況

某高速公路修建在山地邊緣，地層物理力學(xué)性質(zhì)較好。該公路某合同段含有1座雙向4車道預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁立交橋，該橋設(shè)有5跨，跨徑均為26m。橋面為分體式，總寬2×12.25m，每條車道寬3.75m。箱梁高度為1.6m，箱梁頂板與底板平行，斷面均采用單箱雙室斜腹板式梯形箱梁結(jié)構(gòu)。

2? ?施工流程

施工流程如下：處理支架地基→搭設(shè)滿堂支架→安裝底模→支架靜載預(yù)壓→設(shè)置支架預(yù)拱度→安裝側(cè)?！壴装濉⒏拱邃摻睢惭b預(yù)應(yīng)力波紋管→澆筑底板和腹板混凝土→底板和腹板混凝土養(yǎng)護(hù)→安裝內(nèi)模、內(nèi)支架和頂?！壴敯邃摻睢鷿仓敯寤炷敛B(yǎng)護(hù)→將預(yù)應(yīng)力鋼絲束穿入波紋管就位→預(yù)應(yīng)力張拉→波紋管內(nèi)壓漿和封錨→拆除支架。

3? ?施工準(zhǔn)備

3.1? ?地基處理

支架地基高于橋區(qū)周邊地面，采用厚度為50cm、石灰用量為5%的灰土，攪拌均勻后進(jìn)行攤鋪、壓實(shí)處理，經(jīng)過(guò)壓實(shí)處理且壓實(shí)度≥90%后，在灰土表層鋪設(shè)厚度為5cm的C20素混凝土進(jìn)行硬化，待素混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后搭設(shè)滿堂支架。在地基兩側(cè)修筑排水邊坡。

3.2? ?測(cè)量放線

測(cè)量人員根據(jù)墩柱、永久性支座的平面、立面位置，使用全站儀測(cè)量出箱梁支架地基上的豎向投影線，同時(shí)使用白灰撒上標(biāo)志線。施工人員根據(jù)該標(biāo)志線確定箱梁的中心線并做好標(biāo)記，根據(jù)該中心線向兩側(cè)搭設(shè)碗扣支架。

3.3? ?材料和場(chǎng)地

組織好原材料的進(jìn)場(chǎng)、驗(yàn)收工作，原材料應(yīng)具備出廠檢驗(yàn)報(bào)告及合格證，其存放場(chǎng)地應(yīng)干燥、通風(fēng)、防銹并搭設(shè)好防雨設(shè)施。鋼筋加工場(chǎng)用電設(shè)備應(yīng)符合安全技術(shù)要求。按施工進(jìn)度要求進(jìn)行商品混凝土生產(chǎn)，確保混凝土配合比和質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

3.4? ?機(jī)械設(shè)備

該混凝土連續(xù)箱梁施工所需主要機(jī)械設(shè)備包括：混凝土攪拌運(yùn)輸車、汽車式起重機(jī)、挖掘機(jī)、空氣壓縮機(jī)、鋼筋切斷機(jī)、鋼筋彎曲機(jī)、鋼筋調(diào)直機(jī)、電焊機(jī)、氣焊機(jī)、全站儀、水準(zhǔn)儀、混凝土振搗器、真空壓漿機(jī)、真空泵、液壓油泵、液壓千斤頂?shù)?。?zhǔn)備好相配套的操作人員，并按照施工流程和實(shí)際需求提前做好準(zhǔn)備。

4? ?施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1? ?支架搭設(shè)

搭設(shè)滿堂支架之前要測(cè)出地基標(biāo)高、計(jì)算出箱梁底面標(biāo)高，然后配置不同高度的立桿，保證頂托的可調(diào)高度在30cm范圍之內(nèi)。支架布置結(jié)構(gòu)如下：立桿縱向間距為90cm，橫向立桿間距分為2部分：在腹板范圍內(nèi)為60cm，在底板及翼緣板范圍為90cm。在端跨倒角處縱、橫加密到30cm。為確保支架整體的穩(wěn)定性，每3排橫向立桿和每3排縱向立桿各設(shè)置1道剪刀撐。

支架搭設(shè)好后，在墩身或墊石支座上測(cè)量并放出高程控制點(diǎn)，調(diào)節(jié)頂部絲杠至設(shè)計(jì)高程。鋪設(shè)箱梁底模之前，在支架可調(diào)頂托上鋪設(shè)縱向和橫向15cm×15cm的方木，方木中心間距為30cm，即凈間距為20cm，鋪設(shè)時(shí)應(yīng)考慮箱梁底模的平整度和整體性。

4.2? ?支架預(yù)壓和預(yù)拱度調(diào)整

為了消除支架模板的非彈性變形和支架地基沉降，驗(yàn)證支架的安全性能和預(yù)拱度數(shù)值的準(zhǔn)確性，在底模安裝完畢后，須采用袋裝河沙或砂石等材料進(jìn)行支架預(yù)壓，預(yù)壓載荷為箱梁自身質(zhì)量及所有施工載荷的總和。

為掌握支架沉降情況，須在支架加載預(yù)壓前布設(shè)測(cè)控點(diǎn)。測(cè)控點(diǎn)在箱梁橫斷面布設(shè)的位置為2個(gè)支點(diǎn)、2個(gè)1/4跨、2個(gè)跨中，每個(gè)斷面的左、中、右各布設(shè)1個(gè)測(cè)控點(diǎn)。在完成測(cè)控點(diǎn)布設(shè)后和預(yù)壓前，對(duì)所有測(cè)控點(diǎn)進(jìn)行1次標(biāo)高觀測(cè)并做好記錄。

支架預(yù)壓周期一般為7～14d。加載50%和100%后，均要復(fù)測(cè)各測(cè)控點(diǎn)的標(biāo)高并做好記錄。加載100%荷載后，前2d每隔12h觀測(cè)1次，以后每隔24h觀測(cè)1次，并對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄和計(jì)算。如果測(cè)量數(shù)據(jù)不再變化，表明支架及其地基已經(jīng)沉降到位，否則還須繼續(xù)進(jìn)行預(yù)壓，直到支架及其地基沉降值不再變化方可卸壓。支架預(yù)壓完成后，要根據(jù)預(yù)壓結(jié)果計(jì)算出預(yù)拱度設(shè)置值，通過(guò)可調(diào)頂托調(diào)整支架標(biāo)高、設(shè)置預(yù)拱度?？缰邢蛏习炊螔佄锞€設(shè)置2.5cm的預(yù)拱度。

4.3? ?支座安裝

完成預(yù)拱度設(shè)置后，進(jìn)行永久性支座安裝。支座安裝之前，先將墩柱、橋臺(tái)支座位置的混凝土表面清理干凈，使用水泥砂漿找平。將支座的中心線標(biāo)示在墊石上，以保證支座位置準(zhǔn)確；將支座安裝處的四角高差控制在2mm以內(nèi)，以保證支座承壓均衡。檢查支座產(chǎn)品質(zhì)量、進(jìn)行清理并保持整潔。支座下板與地腳螺栓連接后澆筑混凝土固定，支座上板與橋臺(tái)的連接預(yù)留了地腳螺栓孔，孔中澆筑環(huán)氧樹(shù)脂砂漿后插入地腳螺栓并帶好螺母，待砂漿凝固后擰緊該螺母。

4.4? ?模板安裝

在永久性支座安裝后、鋪設(shè)箱梁模板之前，測(cè)量人員要測(cè)出底模標(biāo)高，根據(jù)觀測(cè)的支架及其地基的沉降情況，計(jì)算出各點(diǎn)的預(yù)留沉降量，并與設(shè)計(jì)要求的各跨預(yù)拱度進(jìn)行疊加。根據(jù)疊加后的數(shù)值，通過(guò)頂托調(diào)整底模標(biāo)高，使其達(dá)到跨中向上預(yù)留2.5cm的預(yù)拱度，然后轉(zhuǎn)入底模鋪設(shè)階段。

箱梁底模采用橋梁專用厚度為15mm的光面竹膠板。竹膠板的接頭鋪設(shè)在方木上，若接頭不在方木上，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整方木位置。采用密封條封堵竹膠板之間的縫隙，以保證澆筑混凝土?xí)r不漏漿。

安裝外側(cè)模板之前，由測(cè)量人員測(cè)出橋面頂部標(biāo)高和軸線。使用紅色油漆將橋面頂部標(biāo)高對(duì)稱標(biāo)示在兩側(cè)的支架鋼管上，將軸線標(biāo)示在底模上。嚴(yán)格按照模板排序圖進(jìn)行吊裝，并根據(jù)標(biāo)高、軸線調(diào)整模板位置。模板側(cè)面使用斜撐加固，以防止外側(cè)模發(fā)生位移。斜撐的間距為0.6m。側(cè)模板安裝后，根據(jù)軸線、標(biāo)高對(duì)底模、外側(cè)模板進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)收。底模、外側(cè)模板施工完成并驗(yàn)收合格后，即可轉(zhuǎn)入底板和腹板的鋼筋綁扎階段。

箱梁內(nèi)模可采用自制木模，為便于將內(nèi)模從箱體內(nèi)取出和檢查箱體內(nèi)的混凝土澆筑質(zhì)量，在箱梁1/4跨頂板上設(shè)置1.0m×1.0m的工作洞。待內(nèi)模取出后，采用吊模方法，使用與箱梁同標(biāo)號(hào)微膨脹混凝土澆注工作洞予以封閉。吊模與工作洞的接縫必須密合，否則采用寬帶膠布粘貼，以防漏漿。

4.5? ?鋼筋綁扎

按照鋼筋加工圖紙將鋼筋在加工場(chǎng)制作成單件，拉運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)綁扎成型。鋼筋綁扎按照底板→腹板→橫隔梁→頂板的順序進(jìn)行。底板、腹板、橫隔梁鋼筋綁扎完成后，安裝內(nèi)側(cè)模板。上述鋼筋綁扎完工并檢測(cè)合格后，進(jìn)行箱梁第1次混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)達(dá)到強(qiáng)度后，安裝頂板內(nèi)模、綁扎頂板鋼筋，檢測(cè)合格后進(jìn)行箱梁第2次混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)。

綁扎鋼筋時(shí)，鋼筋的交叉點(diǎn)、轉(zhuǎn)角處要使用鐵絲綁扎牢固。各條主筋的接頭位置應(yīng)交錯(cuò)布置，不可在同一截面上。箍筋接頭在箱梁中部應(yīng)沿著縱向交叉布置。由于竹膠板表面容易劃傷，在綁扎底板鋼筋時(shí)，應(yīng)使用方木墊高鋼筋。

鋼筋綁扎成型后，安裝箱梁的泄水孔和透氣孔模板?？锥茨０宀捎迷O(shè)計(jì)規(guī)定直徑的聚乙烯塑料管，并按照設(shè)計(jì)位置定位和安裝牢固。在綁扎頂板鋼筋時(shí)，將橋面伸縮縫、欄桿等的預(yù)埋鋼筋、預(yù)埋鋼板按照設(shè)計(jì)位置布設(shè)，并使其與鋼筋骨架連接牢固。

4.6? ?安裝預(yù)應(yīng)力張拉料具

4.6.1? ?安裝波紋管和錨墊板

預(yù)應(yīng)力管道為金屬波紋管，在制作安裝過(guò)程中注意不能使其變形、開(kāi)裂，保持完好截面尺寸。波紋管之間的接口要連接牢固，并使用膠布纏繞嚴(yán)防漏漿。要按設(shè)計(jì)圖紙所示位置布設(shè)波紋管，并用定位筋予以固定以防止浮動(dòng)。波紋管弧線部位每隔0.5m設(shè)置1組定位筋，直線部位每隔1.0m設(shè)置1組定位筋。波紋管定位后必須平順、無(wú)折彎并在其端部設(shè)置通氣孔。波紋管錨固端的預(yù)埋板應(yīng)與波紋管中心線垂直。

底板和腹板處有大量預(yù)埋波紋管。為了防止波紋管損壞，所有焊接施工在波紋管就位前進(jìn)行。當(dāng)鋼筋與波紋管的位置發(fā)生矛盾時(shí)，適當(dāng)移動(dòng)鋼筋位置，準(zhǔn)確安裝定位鋼筋，確保波紋管的位置準(zhǔn)確。在澆筑混凝土之前，要對(duì)波紋管的安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即糾正。

波紋管在施工現(xiàn)場(chǎng)安裝和就位過(guò)程中，應(yīng)多人抬運(yùn)、嚴(yán)禁拉拽，嚴(yán)禁在波紋管上堆放物品或者踩踏，安裝時(shí)須避免反復(fù)彎曲并避開(kāi)電氣焊作業(yè)區(qū)。安裝錨墊板之前，要核實(shí)其規(guī)格尺寸是否正確，錨墊板中心與波紋管孔道中心對(duì)正并在模板上安裝牢固，灌漿管、壓漿管的安裝位置和尺寸必須正確。

4.6.2? ?預(yù)應(yīng)力鋼絲束就位

預(yù)應(yīng)力鋼絲束由同一批號(hào)、同一強(qiáng)度的鋼絲編制而成，鋼絲束進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，必須檢查其出場(chǎng)合格證和外觀質(zhì)量，經(jīng)檢查合格后方可投入使用。

在向波紋管孔道中穿入鋼絲束之前，應(yīng)檢查錨墊板與孔道的位置是否正確、灌漿孔和排氣孔是否合格，并將孔道口部位清理干凈。鋼絲束伸出錨墊板的長(zhǎng)度必須與液壓千斤頂相匹配、有余量，防止無(wú)法進(jìn)行張拉。

4.7? ?混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)

箱梁混凝土采用C50商品混凝土，需進(jìn)行2次澆筑，即第1次澆筑底板和腹板混凝土、第2次澆筑頂板混凝土。第1次澆筑前，須在側(cè)模頂部設(shè)置通長(zhǎng)的限位木條，以便混凝土澆筑到側(cè)模頂部的翼緣板根部圓弧頂端時(shí)，混凝土的高度保持一致。箱梁混凝土的澆筑順序如下：先澆筑底板，待底板混凝土達(dá)到初凝狀態(tài)后，澆筑腹板混凝土。腹板混凝土采取分層澆筑方法，每層厚度不大于30cm，兩側(cè)腹板交替澆筑，確保兩側(cè)澆筑高度保持一致。振搗第2層混凝土?xí)r，應(yīng)插入第1層5～10cm，使兩層混凝土融合成一體。以此類推進(jìn)行其他層次混凝土振搗，以便控制好混凝土的坍落度及和易性。

一般采用40型或50型插入式振搗器進(jìn)行振搗。在波紋管或鋼筋密集、空隙小的部位，使用30型插入式振搗器進(jìn)行振搗。要嚴(yán)格按照振搗棒的作用范圍進(jìn)行振搗，嚴(yán)防漏振搗、欠振搗和過(guò)度振搗。振搗時(shí)不可在鋼筋上平拖，不可碰撞波紋管、模板、鋼筋、預(yù)埋件、輔助設(shè)施。

4.8? ?預(yù)應(yīng)力張拉和壓漿

預(yù)應(yīng)力張拉所用錨具、夾具、連接器用量較多，進(jìn)場(chǎng)后要仔細(xì)檢查其出廠檢驗(yàn)報(bào)告上的技術(shù)數(shù)據(jù)是否符合張拉技術(shù)要求。檢查產(chǎn)品合格證、裝箱清單，閱讀產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)，對(duì)產(chǎn)品外觀質(zhì)量進(jìn)行查驗(yàn)，監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后予以使用。

預(yù)應(yīng)力張拉專用的液壓千斤頂。張拉過(guò)程中持久保持鋼絲束張力。電動(dòng)液壓油泵、液壓千斤頂、液油壓表必須經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，合格后方可使用。張拉時(shí)的箱梁混凝土必須達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度，采用單向或雙向?qū)ΨQ同步張拉施工工藝。對(duì)液壓表讀數(shù)和鋼絲束延伸尺寸進(jìn)行比較，即對(duì)張拉壓力和鋼絲束伸長(zhǎng)值實(shí)行雙向控制，以液壓表讀數(shù)為主、伸長(zhǎng)值為輔。鋼絲束的實(shí)際伸長(zhǎng)值與計(jì)算伸長(zhǎng)值之差，應(yīng)控制在±6%以內(nèi)。

壓漿之前，先將波紋管里壓滿水，檢查波紋管是否通暢并潤(rùn)濕波紋管孔道。采用C50水泥制作純水泥漿進(jìn)行壓漿，且使用前必須對(duì)水泥進(jìn)行過(guò)篩，過(guò)篩時(shí)摻入一定量的膨脹劑，以使水泥漿達(dá)到無(wú)收縮膨脹。

4.9? ?拆除模板和支架

在箱梁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，且混凝土表面不會(huì)因拆模受到損壞之后，方可拆除模板。在全部鋼絲束均完成張拉施工后，嚴(yán)格按照?qǐng)D紙規(guī)定的程序拆除全部支架。在拆除支架前，要對(duì)腳手架進(jìn)行全面檢查，設(shè)置拆除區(qū)域，進(jìn)行警示標(biāo)識(shí)，禁止人員進(jìn)入。

模板拆除須自上而下逐層拆除、從跨中向箱梁兩端對(duì)稱拆除。采用頂梁脫離底模的方法，分段拆除底模。當(dāng)頂梁和頂托脫離底模足夠距離之后，既可將底模拆除。對(duì)拆下的模板嚴(yán)禁拋擲，要分類碼放，以便運(yùn)輸和存放。

5? ?施工保障措施

為了實(shí)現(xiàn)該預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁工程施工的質(zhì)量、安全目標(biāo)，需做到以下3點(diǎn)：一是建立安全、質(zhì)量保證體系，制定安全、質(zhì)量的方針和目標(biāo)，分層負(fù)責(zé)落實(shí)到人。二是建立設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)文件分級(jí)會(huì)審制度，建立施工方案、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、安全措施等方面的交底制度，明確責(zé)任人。三是做好施工全過(guò)程、全要素在質(zhì)量、安全等方面的檢查、檢驗(yàn)、記錄、分析、改進(jìn)工作，確保工程施工全方位處于受控狀態(tài)。

6? ?結(jié)束語(yǔ)

高速公路橋梁工程對(duì)施工質(zhì)量要求高，必須按照設(shè)計(jì)要求抓好每個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，落實(shí)每項(xiàng)技術(shù)措施。橋梁工程的安全風(fēng)險(xiǎn)很高，必須做好全過(guò)程安全管理工作，方可圓滿完成施工任務(wù)，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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