現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)

邵錫鵬

摘要：分析鄭州市新鄭互通立交主線橋現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的施工方法。介紹支架設(shè)計(jì)、強(qiáng)壓及觀測(cè)、箱梁施工等施工過(guò)程，總結(jié)施工中應(yīng)注意的問(wèn)題，已供同行參考。

關(guān)鍵字：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁 施工

Abstract: The main Zhengzhou Xinzheng Interchange bridge prestressed continuous box girder construction method. Introduction stent design, extreme pressure and observation, box girder construction and other construction process, summarize construction should pay attention to the problem has been for the peer reference.Keywords: prestressed concrete continuous box girder

中圖分類號(hào)：[TQ178]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)

1、 工程概況

中華路互通主線橋位于新鄭市北城區(qū)薛店鎮(zhèn)，該橋中心樁號(hào)為K30+723.5，設(shè)計(jì)梁底和市區(qū)道路面相對(duì)高差6m。上部構(gòu)造為6×25m的6跨一聯(lián)預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，全長(zhǎng)158m。

2、滿堂支架設(shè)計(jì)

2.1 滿堂支架設(shè)計(jì)

2.1.1、軟土地基處理

清除箱梁垂直下方27.5m寬度范圍內(nèi)泥漿坑、松軟地段，采用拋石擠於換填，石屑填縫并保證換填厚度達(dá)到平均100cm。設(shè)置單向橫坡，坡度控制在2％范圍內(nèi)，便于及時(shí)排除雨水。不能設(shè)置單向橫坡的，按照滿足碗扣支架立桿安設(shè)的間距將對(duì)碾壓后地面分成臺(tái)階狀，并用機(jī)械加強(qiáng)夯實(shí)以滿足支架需要。如縱向坡度過(guò)大，同樣采取設(shè)置臺(tái)階方式處理。在處理好的地基上進(jìn)行橫斷面為25cm×25cm的C25混凝土地梁設(shè)置,對(duì)在市區(qū)兩邊路肩，進(jìn)行加固處理后采用臺(tái)階式填筑。

2.1.2、支架材料選用

支架采用碗扣式鋼管架，立桿主要采用3.0m、2.4m、1.8m幾種,立桿接長(zhǎng)錯(cuò)開(kāi)布置，頂桿長(zhǎng)度為1.5m、1.2 m 、0.9m，橫桿采用0.9m、0.6m、0.3m三種組成，頂?shù)淄胁捎每烧{(diào)托撐。

通過(guò)對(duì)梁體自重、各種荷載計(jì)算，得出支架的布置分以下區(qū)域進(jìn)行：

（1）一般結(jié)構(gòu)區(qū)域底板立桿按照90cm×90cm×60cm的布置，即大、小橫桿均為90cm，步距為60cm；

（2）腹板和隔板正下方投影內(nèi)按照60cm×60cm×60cm的布置，即大、小橫桿均為60cm，步距為60cm；

2.1.3、支架布設(shè)注意事項(xiàng)

（1）當(dāng)立桿基底間的高差大于60cm時(shí)，則可用立桿錯(cuò)節(jié)來(lái)調(diào)整。 （2）立桿的接長(zhǎng)縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，即第一層立桿應(yīng)用長(zhǎng)2.4m和3.0m的立桿錯(cuò)開(kāi)布置，往上則均采用3.0m的立桿，至頂層再用1.5m和0.9m兩種長(zhǎng)度的頂桿找平。 （3）立桿的垂直度應(yīng)嚴(yán)格加以控制：30m以下架子按1/200控制，且全高的垂直偏差應(yīng)不大于10cm。 （4）腳手架拼裝到3～5層高時(shí)，應(yīng)用全站儀檢查橫桿的水平度和立桿的垂直度。并在無(wú)荷載情況下逐個(gè)檢查立桿底座有否松動(dòng)或空浮情況，并及時(shí)旋緊可調(diào)座和薄鋼板調(diào)整墊實(shí)。 （5）斜撐的網(wǎng)格應(yīng)與架子的尺寸相適應(yīng)。斜撐桿為拉壓桿，布置方向可任意。一般情況下斜撐應(yīng)盡量與腳手架的節(jié)點(diǎn)相連，但亦可以錯(cuò)節(jié)布置。 （6）斜撐桿的布置密度，當(dāng)腳手架高度低于30m時(shí)，為整架面積的1/2～1/4，斜撐桿必須對(duì)稱布置，且應(yīng)分布均勻。斜撐桿對(duì)于加強(qiáng)腳手架的整體剛度和承載能力的關(guān)系很大，應(yīng)按規(guī)定要求設(shè)置，不應(yīng)隨意拆除。

2.2、支架預(yù)壓

預(yù)壓目的：檢驗(yàn)支架及地基的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，消除整個(gè)支架的塑性變形，消除地基的沉降變形，測(cè)量出支架的彈性變形。 預(yù)壓材料：用編織袋裝砂或水箱對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓荷載為梁體自重的120%。 預(yù)壓范圍：箱梁有效寬范圍。支架拼裝時(shí)按設(shè)計(jì)縱距及橫距布置立桿,支架頂利用頂托調(diào)平,鋪設(shè)橫向方木和縱向木板,拼裝組合鋼模板,安裝水箱或用吊車吊放砂袋對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓觀測(cè)：在每一跨的中心、橫向左、右側(cè)布3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，在預(yù)壓前對(duì)底模的標(biāo)高觀測(cè)一次，在預(yù)壓的過(guò)程中平均每2小時(shí)觀測(cè)一次，觀測(cè)至沉降穩(wěn)定為止，將預(yù)壓荷載卸載后再對(duì)底模標(biāo)高觀測(cè)一次，從以上的觀測(cè)資料中計(jì)算出支架的彈性變形及地基的下沉。

預(yù)壓方案布置：橋梁附近水源條件好、采用設(shè)置水箱的辦法按照上部荷載的120%進(jìn)行布置。加載過(guò)程分四級(jí)進(jìn)行，即25%、50%、80%、100%、的加載總重，每級(jí)加載后均靜載3小時(shí)，分別測(cè)設(shè)支架和地基的沉降量，做好記錄，加載完成后等到日沉降量達(dá)到施工要求方可卸載。

3、施工預(yù)拱度

在支架上澆筑箱梁混凝土施工過(guò)程中和卸架后，箱梁要產(chǎn)生一定的撓度。因此，為使箱梁在卸架后能滿意地獲得設(shè)計(jì)規(guī)定的外形，須在施工時(shí)設(shè)置一定數(shù)值的預(yù)拱度。在確定預(yù)拱度時(shí)應(yīng)考慮下列因素：卸架后箱梁本身及活載一半所產(chǎn)生的豎向撓度；支架在荷載作用下的彈性壓縮；支架在荷載作用下的非彈性變形，支架基底在荷載作用下的非彈性沉陷；由溫度變化而引起的撓度；由砼徐變引起的徐變撓度。徐變撓度對(duì)梁體的撓度影響不容忽視。影響徐變撓度的因素主要有以下幾點(diǎn)：

在受彎構(gòu)件中，在長(zhǎng)期持續(xù)荷載作用下，由于徐變的影響，梁的撓度會(huì)與日俱增，徐變撓度可能達(dá)到彈性撓度的1.5至2倍。影響徐變的主要因混凝土的徐變與砼的級(jí)配組成也有關(guān)系，水灰比越大，徐變也越大；骨料的彈性模量越大，徐變素是應(yīng)力的大小和受荷時(shí)混凝土的齡期，因此在施工中要避免混凝土結(jié)構(gòu)過(guò)早地施加預(yù)應(yīng)力。此外，結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境也有重大的影響，濕度大的地區(qū)徐變小。針對(duì)以上影響混凝土結(jié)構(gòu)徐變的各種因素采取以下措施：嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量；選用質(zhì)地堅(jiān)硬、耐磨性能好的骨料；加強(qiáng)構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間；選用適當(dāng)?shù)耐饧觿８鶕?jù)梁的撓度和支架的變形所計(jì)算出來(lái)的預(yù)拱度之和，作為預(yù)拱度的最高值，設(shè)置在梁的跨徑中點(diǎn)。其他各點(diǎn)的預(yù)拱度以中點(diǎn)為最高值，以梁的兩端部為支架彈性變形量，按二次拋物線進(jìn)行分配。根據(jù)計(jì)算出來(lái)的箱梁底標(biāo)高對(duì)預(yù)壓后的箱梁底模標(biāo)高重新進(jìn)行調(diào)整。

4、箱梁現(xiàn)澆施工

4.1 鋼筋加工與安裝

鋼筋制作安裝嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)規(guī)范施工。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求鋼筋骨架的制作和吊放的允許偏差為：主筋間距±20 mm；箍筋間距±10 mm；骨架徑±10 mm，骨架傾斜度±0.5 %；保護(hù)層厚度±10 mm；骨架中心平面位置20 mm。

根據(jù)需要從加工間內(nèi)領(lǐng)出經(jīng)檢驗(yàn)合格的各種不同規(guī)格的鋼筋，按照施工設(shè)計(jì)圖紙擺放腹板及底板鋼筋并綁扎成型，然后將預(yù)留孔道所用的根據(jù)梁型設(shè)計(jì)需要而卷制的波紋管按圖紙所給坐標(biāo)尺寸安放于骨架內(nèi)，每隔50 cm 加設(shè)一道直徑φ8 定位鋼筋將波紋管其牢固地定位于鋼筋骨架內(nèi)部。并經(jīng)檢查合格后，進(jìn)行側(cè)模安裝。為保證梁體內(nèi)鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度，在鋼筋骨架外側(cè)綁扎3 cm 厚的塑料墊塊。

4.2 模板安裝

模板制作在加工廠按照梁體幾何尺寸制作，模板安裝前，先將模型清掃干凈，剔除焊渣及混凝土結(jié)塊，均勻地涂抹脫模劑，安裝止?jié){膠帶然后進(jìn)行模板安裝。安裝過(guò)程中，要保證模板的接縫嚴(yán)密平順，側(cè)模安裝完畢后再安裝端頭模型，端頭模型安裝要保證預(yù)留鋼筋能從模上眼孔順利穿出模外，安裝完畢，

4.3、混凝土澆筑

混凝土由拌和站集中拌和、由混凝土輸送泵運(yùn)送。拌和站的拌合能力、混凝土輸送泵運(yùn)送能力、必須滿足在最早灌注的砼初凝前灌注完該段的全部混凝土為控制標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)澆注分兩次進(jìn)行，第一次澆注底板及腹板混凝土，外測(cè)腹板施工縫設(shè)于腹板與翼板轉(zhuǎn)角以上2～3cm處，中腹板施工縫設(shè)于腹板根部以上30～50cm處。第二次澆注腹板、頂板及翼板，在第二次澆注前檢查支架有無(wú)壓縮和下沉，并塞緊各楔塊，以減少沉降。

4.4、混凝土養(yǎng)護(hù)

澆筑完混凝土采用灑水并覆蓋塑料薄膜，養(yǎng)護(hù)過(guò)程中要主要混凝土表面水分。

4.5、 卸落支架

箱梁壓完漿并封錨后,其壓漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90 %以上方可落架。拆架必須分成若干組在每一孔各跨中間同時(shí)向墩臺(tái)處松動(dòng)螺旋。

模型拆除時(shí)，先將底部固定楔子及上部拉桿約束給予解除、拆卸，再取出模型塊之間的連接螺栓，用千斤頂在梁頂面向外頂模型，讓其自動(dòng)脫離混凝土面后向下墜落。

5、 預(yù)應(yīng)力施工

5.1、波紋管安裝

預(yù)應(yīng)力鋼筋束管道采用塑料圓波紋管。按設(shè)計(jì)圖紙所示位置布設(shè)波紋管，并用定位筋固定，安放后的管道必須平順、無(wú)折角。

預(yù)應(yīng)力管道間及管道與喇叭管的連接應(yīng)確保其密封性，所有管道沿長(zhǎng)度方向按設(shè)計(jì)要求設(shè)井字形定位鋼筋并點(diǎn)焊在主筋上，不容許鐵絲綁扎定位，確保管道在澆筑混凝土?xí)r不上浮、不變位。同時(shí)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求在預(yù)應(yīng)力鋼筋曲線段設(shè)置防崩鋼筋。錨頭平面必須與鋼束管道垂直，錨孔中心要對(duì)準(zhǔn)管道中心。管道貌位置容許偏差縱向不得大于10mm，橫向不得大于5mm。管道所有接頭長(zhǎng)度以5d為準(zhǔn)，采用大一號(hào)的波紋管套接，要對(duì)稱旋緊，并用膠帶紙纏好接頭處以防止混凝土漿摻入，當(dāng)管道位置與非預(yù)應(yīng)力鋼筋發(fā)生矛盾時(shí)采取以管道為主的原則，適當(dāng)移動(dòng)鋼筋保證管道位置的正確。? 澆注混凝土之前對(duì)管道仔細(xì)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，嚴(yán)格檢查無(wú)誤后，采用空壓機(jī)通風(fēng)的方法清除管道內(nèi)雜物，保證管道暢通。

5.2、預(yù)應(yīng)力筋的加工及安裝

鋼鉸線的穿束在澆混凝土前進(jìn)行，穿束時(shí)為防止鋼鉸線捅破波紋管，同時(shí)為減少鋼鉸線與孔道的磨擦便于穿束，端頭用膠帶包裹或加工專用的子彈頭穿束。穿束后注意孔道兩端的預(yù)留張拉長(zhǎng)度，盡量使兩端相等。并且在砼澆注前必須對(duì)外露鋼絞線用編制帶包裹，以防被砼污染和銹蝕。對(duì)于使用連接器的鋼筋，其接頭必須嚴(yán)格居中，接長(zhǎng)鋼筋應(yīng)嚴(yán)格伸入連接器長(zhǎng)度的1/2，并防止松動(dòng)。

5.3、預(yù)應(yīng)力筋的張拉

預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備使用前應(yīng)先委托外單位校定，測(cè)定油泵線性回歸方程，根據(jù)千斤頂?shù)膹埨τ?jì)算出壓力表讀數(shù)，施工過(guò)程中實(shí)行雙控，以油表讀數(shù)為主，伸長(zhǎng)值為輔。 1、預(yù)應(yīng)力筋張拉采用張拉力與伸長(zhǎng)量雙控，以張拉力為主，實(shí)際伸長(zhǎng)量與計(jì)算伸長(zhǎng)量差值控在6%以內(nèi)，梁體混凝土齡期不少于7d、混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到80%時(shí)方準(zhǔn)施加預(yù)應(yīng)力（檢驗(yàn)砼強(qiáng)度時(shí)應(yīng)注意試件的取樣及養(yǎng)生條件）。2、鋼絞線張拉步驟：0→初應(yīng)力→σcon→（持荷5min錨固），對(duì)伸長(zhǎng)量不足的查明原因，采取補(bǔ)張拉措施，并觀察有無(wú)滑絲、斷絲現(xiàn)象，作好張拉記錄。

5.4、壓漿及封錨

張拉完成后切除外露多余的預(yù)應(yīng)力筋，在灌漿前的24～48 h，張拉端凹入部位用細(xì)石混凝土填實(shí)，灌漿孔、排氣孔（抽真空管）由一端帶螺紋的鍍鋅水管引出。檢查灌漿孔、排氣孔是否暢通，若是堵塞，則必須疏通。如孔道有異物需用水沖洗干凈，然后用高壓風(fēng)把孔道中的水吹干，嚴(yán)禁在孔道有積水的情況下進(jìn)行抽真空灌漿。

按要求把漿體拌制好，設(shè)備連接安裝就位后即可開(kāi)始灌漿作業(yè)。首先是對(duì)管道進(jìn)行抽真空處理，直到真空度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)（－0.09～0.07 MPa），將水泥漿加到灌漿泵中打出一部分漿體，待這些漿體的濃度一樣時(shí)，將輸漿管接到孔道的灌漿管上，啟動(dòng)灌漿泵，開(kāi)始灌漿。灌漿過(guò)程中保持真空泵的開(kāi)啟狀態(tài)，當(dāng)觀察到空氣濾清器有漿體經(jīng)過(guò)時(shí)，關(guān)掉真空泵。關(guān)掉真空泵后，繼續(xù)保持灌漿泵的壓力（0.5～0.7 MPa），并持壓1～2 min 后封閉進(jìn)漿口，完成灌漿作業(yè)。灌漿作業(yè)要連續(xù)，一次完成，順序由上至下，且每一孔道壓漿應(yīng)緩慢、均勻。壓漿時(shí)，每一工作班應(yīng)留取不少于3 組的70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm 立方體試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d，檢查其抗壓強(qiáng)度，作為評(píng)定水泥漿質(zhì)量的依據(jù)。

鋼絞線割束可在壓漿前也可在壓漿后，割束必須用砂輪機(jī)鋸割，任何預(yù)應(yīng)力鋼筋均不能用電弧燒割。對(duì)于高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼筋嚴(yán)禁用電弧燒割。? 封錨前應(yīng)先將錨具周圍混凝土沖洗干凈并鑿毛，然后按圖紙要求布置鋼筋網(wǎng)，澆注封錨混凝土。封錨混凝土標(biāo)號(hào)應(yīng)與梁體混凝土同標(biāo)號(hào)。

6 結(jié)論

（1）在砼澆筑前，需要對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓，并根據(jù)實(shí)測(cè)變形值與理論計(jì)算值的比較結(jié)果，檢驗(yàn)支架的強(qiáng)度情況。

（2）在施工前，要對(duì)支架進(jìn)行強(qiáng)度、變形量和穩(wěn)定性驗(yàn)算，保證支架不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

（3）現(xiàn)澆連續(xù)箱梁由于自重大、體積大，澆筑過(guò)程中的穩(wěn)定性控制難度較大。宜采用支架模板一體化設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行支架預(yù)壓工作，嚴(yán)格控制支架變形，在澆筑過(guò)程中一定要對(duì)稱進(jìn)行并加強(qiáng)支架模板穩(wěn)定性的觀測(cè)和監(jiān)控。

（4）盡量縮短前后兩次混凝土澆筑的時(shí)間差，宜控制在5 至10 d，同時(shí)嚴(yán)格按規(guī)范要求處理施工縫。施工縫應(yīng)留在腹板與翼板結(jié)合處，第一次澆注混凝土面應(yīng)比翼緣板底高2 cm，這樣可保證梁體美觀。

（5）真空壓漿對(duì)提高管道漿體的密實(shí)性有顯著效果，但不能對(duì)真空進(jìn)行絕對(duì)化的理解，無(wú)論用什么樣的真空機(jī)，受管道密閉性，抽真空機(jī)的工作效率，操作因素等的影響，管道內(nèi)總是會(huì)有殘余空氣，因此即使采用真空鋪助壓漿技術(shù)，也一定要在恰當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置排氣孔。