公路雙層預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁橋施工技術(shù)

摘要：介紹某公路雙層預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁橋工程概況，制定現(xiàn)澆箱梁模板支架施工方案，并驗算支架頂托主楞和模板支設(shè)的合理性，從地基處理、支架搭設(shè)、支架預(yù)壓、模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑和預(yù)應(yīng)力張拉等方面，對該公路橋現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。對施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果表明：各項指標(biāo)均滿足設(shè)計要求，施工質(zhì)量合格，說明該施工技術(shù)有效，可確保施工的順利實施，有利于提高現(xiàn)澆箱梁的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：模板支設(shè)；雙層結(jié)構(gòu)；現(xiàn)澆箱梁橋；預(yù)應(yīng)力張拉

0" "引言

現(xiàn)澆箱梁具有結(jié)構(gòu)簡單、施工方便等特點，可以在多種復(fù)雜環(huán)境下使用。但是在現(xiàn)澆箱梁施工過程中，由于橋梁所處的施工環(huán)境不同，需要結(jié)合工程施工的實際情況選擇適宜的施工技術(shù)，并做好現(xiàn)澆箱梁施工質(zhì)量控制，才能達(dá)到預(yù)期的施工效果。本文結(jié)合某公路現(xiàn)澆箱梁工程實例，對其施工工藝和施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，對提高現(xiàn)澆箱梁施工質(zhì)量具有重要意義。

1" "工程概況

河北某公路橋工程為雙層預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁橋。該橋結(jié)構(gòu)緊湊，施工空間狹小，這對開展施工提出了更高的要求。該雙層現(xiàn)澆箱梁橋橫斷面結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

圖1中：1號橋為高架現(xiàn)澆箱梁橋，寬度為32.5m；

2、3、4號橋為地面現(xiàn)澆箱梁橋，其中2號橋?qū)挾葹?7.5m，3號橋?qū)挾葹?1.3m，4號橋?qū)挾葹?.8m。1號高架現(xiàn)澆箱梁橋與地面現(xiàn)澆箱梁橋之間的凈空為10.0m，其投影邊線與施工紅線之間的距離在3.8m以內(nèi)，鋼筋混凝土站臺梁的高度為2.5m。

2" "現(xiàn)澆箱梁施工方案驗證

2.1" "模板支架施工方案

因施工現(xiàn)場場地面積受限，箱梁的布設(shè)密度較高，對該現(xiàn)澆箱梁采取一次性整體澆筑施工。現(xiàn)澆箱梁模板支架采用工字鋼、枋木等結(jié)構(gòu)，其自重較大，各部件之間連接繁瑣，施工操作復(fù)雜，決定采取抱箍貝雷支架法支搭箱梁模板，并對現(xiàn)澆混凝土箱梁進(jìn)行施工。為此，在橋梁的墩柱上安裝抱箍，將2層抱箍之間高強螺栓的緊固力轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ч颗c墩柱之間的壓力，以提高承重所需的摩擦力。

2.2nbsp; "支架頂托主楞合理性驗算

為了保證抱箍貝雷支架的穩(wěn)定性，在支設(shè)前須計算分析箱梁結(jié)構(gòu)的受力情況，確保支架頂托主楞滿足梁體結(jié)構(gòu)施工的荷載需求。支架頂托主楞的荷載計算公式為：

q0=l×（G+G0+Gm）+l0×（G1+G2+G3）" " " （1）

式（1）中：q0為支架頂托主楞作用荷載（kN/m）；l為支架立桿縱向間距，取值1.2m；G為作用于支架的現(xiàn)澆箱梁重力，頂板位置取值10.95kN/m2，腹板位置取值65.00kN/m2，底板位置取值26.50kN/m2，翼緣板取值11.00kN/m2；G0為支架結(jié)構(gòu)自重（含有防護(hù)附加構(gòu)件，kN/m2）；Gm為支架頂托主楞自重（kN/m2）；l0為竹膠板寬度，取值1.4m；G1為施工人料機荷載（kN/m2）；G2為混凝土振搗荷載（kN/m2）；G3為混凝土澆筑沖擊荷載（kN/m2）。

經(jīng)計算可知，支架頂托主楞所承受彎曲應(yīng)力的最大值，比其抗彎強度設(shè)計值小。支架頂托主楞所承受最大剪切應(yīng)力比其抗剪強度設(shè)計值小，可滿足施工要求。抱箍之間通過支撐桿形成一個受力的整體，其中上抱箍承受全部荷載、下抱箍為荷載安全儲備。抱箍安裝拆卸方便快捷、安全高效，減少了高空作業(yè)風(fēng)險。

2.3" "模板支設(shè)合理性驗算

考慮到簡支混凝土站臺梁的水平高度一致，模板支撐架間距無差異，因此選擇較大的荷載。確定混凝土模板厚度為15mm，模板材質(zhì)為膠合板?；炷翝仓０鍏?shù)如表1所示。

模板強度的計算公式如下：

q=l（G+G0+）+l0（G1+G2+G3）" " " " " （2）

式（2）中：q為模板強度（kN/m）。

經(jīng)計算可知，q大于設(shè)計強度時，能滿足現(xiàn)澆箱梁施工要求。

3" "現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)要點

3.1" "地基處理

地基處理能夠為后續(xù)施工提供支撐，保證施工安全。該橋梁工程地基處理方法為旋挖鉆孔灌注樁配合換填法，換填材料采用厚度為0.5m的砂石，同時配合使用壓路機碾壓。地基壓實處理完畢后，在上方澆筑厚度為15cm的C20混凝土，以提升地基承載力。

3.2" "支架搭設(shè)

考慮到該橋梁抱箍貝雷支架的焊接縫位置有較大的荷載，在圓筒結(jié)構(gòu)外側(cè)桁架部位和上弦桿位置，分別設(shè)置鋼筋混凝土柱（300mm×500mm）和鋼筋混凝土梁（300mm×800mm），以有效避免因鋼結(jié)構(gòu)支撐架無法錨固所導(dǎo)致的尺寸偏差。

在鋼結(jié)構(gòu)支撐架錨固基礎(chǔ)上，于原定位置設(shè)置2榀桁架，須做等荷載堆載試驗。經(jīng)試驗，自由端上邊緣、下弦桿位置、上弦桿位置以及拉桿位置的最大變形值分別為1.456mm，0.246mm，1.577mm，1.458mm，其變形小于設(shè)計要求，說明該支架搭設(shè)合理。

3.3" "支架預(yù)壓

由于該橋梁下凈空高度受限，對高度調(diào)整要求高，若采取履帶起重機吊裝預(yù)壓配重沙袋，在周圍高壓線和荷載的影響下，容易發(fā)生安全事故、延誤施工進(jìn)度。因此根據(jù)樁基靜載小沙袋預(yù)先壓載經(jīng)驗，使用每袋40kg的小沙袋對支架做預(yù)壓，保證預(yù)壓重量與設(shè)計重量相同。在預(yù)壓的第二天，分別統(tǒng)計支架預(yù)壓前、60%荷載、80%荷載以及100%荷載時支架結(jié)構(gòu)的沉降情況。觀測沉降時，沿支架布設(shè)控制點，以5m作為2個控制點的間距，逐一進(jìn)行觀測，連續(xù)3d沉降量在1.5mm以內(nèi)則卸載支架荷載。

3.4" "模板安裝

該橋梁工程現(xiàn)澆箱梁的截面尺寸存在差異，施工難度較大。施工所用的模板為厚度15mm的膠合板，在安裝底模時，縱向截面鋪設(shè)12cm×12cm枋木，橫向截面鋪設(shè)10cm×10cm的枋木。在安裝側(cè)模時，依據(jù)箱梁翼緣尺寸對型鋼桁架進(jìn)行設(shè)計，保證箱梁的翼緣板符合尺寸要求。在桁架上以小于40cm的間距設(shè)置枋木，將15mm厚膠合板鋪設(shè)在枋木上。

在安裝內(nèi)箱模板時，以規(guī)格為10cm×10cm的枋木作為支撐架，于外側(cè)釘18mm厚度木板，設(shè)置?48鋼管作為水平和豎向的支撐結(jié)構(gòu)，利用扣件將橫縱的支撐固定。在安裝端頭模板時，以10cm×10cm的枋木作為背桿，背桿的橫向距離和縱向距離分別是40cm和50cm，采用?16鋼筋予以對拉固定。因為該工程中梁體的外腹板角度大，側(cè)模板承受一定荷載，為此在混凝土達(dá)到100%設(shè)計強度時方予以拆模，以避免發(fā)生安全事故。

3.5" "鋼筋綁扎

施工所用鋼筋由加工廠根據(jù)既定規(guī)格統(tǒng)一加工成型，對不同規(guī)格鋼筋予以明確標(biāo)識。鋼筋采取整體綁扎方法，為提高鋼筋骨架的穩(wěn)定性，對個別腹板鋼筋和骨架鋼筋之間進(jìn)行點焊處理。在安裝鋼筋時，要充分考慮其穿插順序，避免鋼筋安裝混亂而影響結(jié)構(gòu)性能。對于?22以上的鋼筋采取機械連接方式，對于?16鋼筋采取焊接連接方式。對于鋼筋彎折部位予以加焊處理，在鋼筋骨架之間合理增加短焊縫，其長度以2.5d為宜。

3.6" "混凝土澆筑

該公路橋箱梁以腹板和翼板折角位置為分界，采取兩次澆筑方法。先對底板和腹板進(jìn)行澆筑，待底板和腹板達(dá)到設(shè)計強度后，對其上表面做鑿毛處理后，對頂板施行一次性澆筑。

該橋箱梁對底板、腹板和頂板均實現(xiàn)了一次性完成澆筑。澆筑完成且混凝土初凝后，對混凝土表面均勻覆蓋土工布，由施工人員定期對混凝土表面進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，確保養(yǎng)護(hù)期內(nèi)混凝土表面始終為濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)周期為14d。

3.7" 預(yù)應(yīng)力張拉

3.7.1" 鋼絞線下料及穿束

鋼絞線具有易銹蝕、易損壞的特點。在鋼絞線施工前，要對材料性能、質(zhì)量進(jìn)行檢驗，確保彈性模量、伸長量等指標(biāo)均符合設(shè)計要求，最大限度地減少鋼絞線的尺寸誤差，并使用砂輪機進(jìn)行切割加工。完成鋼絞線加工后，以7根為一束進(jìn)行編束，每束鋼絞線均順直且無纏繞。在穿束前，對孔道進(jìn)行徹底清理，確保無雜物和積水。預(yù)應(yīng)力孔道清理后，利用機械牽引完成鋼絞線穿束工作，并安裝預(yù)先備好的張拉錨具、錨墊板等裝置。

3.7.2" 預(yù)應(yīng)力張拉

使用智能張拉設(shè)備進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。施工前對液壓泵、千斤頂、油壓表等進(jìn)行檢查校核，待混凝土達(dá)到規(guī)定強度后開始智能張拉施工。智能張拉系統(tǒng)參數(shù)如下：位移測量精度為0.1mm；雙頂同步延伸誤差≤5mm；環(huán)境溫度要求為-10～60℃；無線傳輸距離為150m；管道偏差系數(shù)為0.001；管道摩阻系數(shù)為0.16；鋼絞線束松弛率＜3%。

準(zhǔn)備就緒后，分級控制張拉力，即“0→20%σ→60%σ

→100%σ（維持5min荷載）→錨固”。在張拉過程中，鋼絞線伸長量和張拉力應(yīng)符合要求。同時對鋼絞線進(jìn)行檢查，同一斷面斷絲率應(yīng)小于1%。在張拉施工時，施工人員應(yīng)在側(cè)面操作，這樣能夠時刻關(guān)注梁體兩端的變化，并可避免突發(fā)事故威脅其人身安全。

根據(jù)既往施工經(jīng)驗，預(yù)應(yīng)力施工時常見的問題主要為斷絲和滑絲。出現(xiàn)這一問題的原因主要與鋼絞線直徑大于設(shè)計值、夾具、錨具規(guī)格不符、焊接工藝不規(guī)范等因素有關(guān)。針對滑絲問題，采取千斤頂對單根鋼絞線進(jìn)行張拉，兩端同時替換夾片予以錨固的施工方法。針對斷絲問題，采取以下幾個方案進(jìn)行處理：補償其他鋼絞線的張拉力；更換鋼絞線束重新進(jìn)行張拉施工；準(zhǔn)備備用鋼絲束，及時處理斷絲問題等。

3.7.3" "壓漿施工

完成預(yù)應(yīng)力張拉后，檢查鋼絞線束錨具無異常后，在張拉結(jié)束24h內(nèi)，采取真空輔助壓漿方法進(jìn)行孔道壓漿施工。清理孔道并初步潤濕處理，檢查連接件的暢通性。準(zhǔn)備就緒后，開啟壓漿泵并將壓力值設(shè)定為0.7～1.2MPa，檢查排出液體的黏稠度，其狀態(tài)將出現(xiàn)“空氣→水→稀漿→濃漿”變化。

為了保證壓漿施工質(zhì)量，檢查發(fā)現(xiàn)流出水泥砂漿稠度與灌入時的稠度相同時，再持續(xù)20s予以跑漿。然后調(diào)整壓力值為0.80MPa，繼續(xù)予以2min壓漿，關(guān)閉閥門后結(jié)束壓漿。完成所有孔道壓漿施工后，對被泥漿污染的設(shè)備做全面清洗，以備后續(xù)施工使用。

3.7.4" "封錨施工

預(yù)應(yīng)力鋼絞線束孔道完成壓漿后，沖洗橋梁中所埋設(shè)的錨具，設(shè)置鋼筋網(wǎng)，為封錨施工做好準(zhǔn)備。封錨施工時對暴露在外的錨具做防腐蝕處理，封錨所用的混凝土強度與箱梁梁體一致。切割止水端混凝土表面，全面清理表面灰塵。使用切割機將預(yù)應(yīng)力筋張拉端的鋼絞線切斷，預(yù)留30mm澆筑混凝土，完成端部封閉處理。

4" "施工質(zhì)量檢測結(jié)果

經(jīng)施工質(zhì)量檢驗，該公路橋現(xiàn)澆箱梁各項指標(biāo)均符合質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)，表明施工質(zhì)量滿足設(shè)計要求。該公路橋現(xiàn)澆箱梁施工質(zhì)量檢測結(jié)果如表2所示。

5" "結(jié)束語

該公路雙層預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁橋工程運用上述現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)，經(jīng)質(zhì)量檢驗，各項指標(biāo)均符合設(shè)計要求。在現(xiàn)澆箱梁施工之前，針對面臨施工空間狹小的問題，優(yōu)化了施工工藝，保證了施工進(jìn)度。

在施工前結(jié)合現(xiàn)場情況，對支架和模板結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行了科學(xué)驗算，保證了現(xiàn)澆箱梁施工安全和施工質(zhì)量。對橋梁頂板采取一次性整體澆筑方法，減少了結(jié)構(gòu)施工縫和鑿毛施工工序，從而提升了箱梁外觀質(zhì)量和施工效率。對鋼絞線長度和預(yù)應(yīng)力伸長量進(jìn)行了驗算，及時處理了斷絲、滑絲等問題，保證箱梁張拉施工質(zhì)量。

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