高書義

摘要： 通過對連霍國道主干線星星峽至哈密段公路改建工程，右k3537+763.18分離式立交跨線橋施工方法的簡單介紹，加深了對現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工工藝和施工方法的認(rèn)識，更加全面系統(tǒng)地了解了該橋型的施工過程，提出了施工各環(huán)節(jié)質(zhì)量控制要點。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁 施工方法

前言

現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，是近幾年來設(shè)計上經(jīng)常采用的一種新橋型和新結(jié)構(gòu)，在高速公路和城市道路中運用較普遍，該橋型結(jié)構(gòu)安全，外形美觀，但施工工藝較復(fù)雜，本文通過對連霍國道主干線星星峽至哈密段公路改建工程，右k3537+763.18沁城分離式立交跨線橋上部梁體的施工經(jīng)驗，來進(jìn)一步探討現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的施工工藝和方法，借鑒和總結(jié)該工程的成功經(jīng)驗，不斷提高對該橋型的認(rèn)識和施工水平。

1.工程簡介

沁城分離式立交右K3537+763.18

=BJXK0+467.36跨線橋橋梁全長為116.4米，上部采用20+30×2+20m四孔一聯(lián)整體現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，箱梁采用單箱單室，梁體高度統(tǒng)一為1.5m，頂板寬8.26m、厚20㎝，腹板厚40㎝，底板寬4.46m、厚20㎝，翼板寬1.9m,雙向1.5%橫坡，箱梁梁體采用C50混凝土澆筑。預(yù)應(yīng)力鋼束采用φs15.20高強(qiáng)低松弛鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為fpk=1860MPa，成孔材料采用φ70和φ80的金屬波紋管，張拉控制應(yīng)力為σcon=0.75fpk=1395MPa。下部采用圓形獨柱式橋墩、肋式橋臺、擴(kuò)大基礎(chǔ)。

連續(xù)箱梁采用滿堂支架現(xiàn)澆，一次落架的施工方法，底模模板采用鋼模板，翼板采用工程竹膠板，根據(jù)尺寸現(xiàn)場加工?，F(xiàn)將該跨線橋的梁體施工工藝及梁體的預(yù)拱度設(shè)置作簡單介紹。

2.支架施工(見圖)

支架搭設(shè)簡圖

（1）間距單位為cm

（2）鋼管直徑單位為mm

2.1支架基礎(chǔ)

地基處理方法如下：先清理地表雜物及松散土層后灑水碾壓，再分層填筑，壓實度控制在95%以上，最后整體澆筑一層6-8cm小石子砼，確保地基承載力達(dá)到架設(shè)滿堂支架要求的450KPa以上（根據(jù)梁體總重量計算得到），并做適度的橫坡以利于排水。對承臺基坑處等軟弱部位，回填天然砂礫，并進(jìn)行夯實。整個處理層表面保證平整，無積水，兩側(cè)設(shè)排水溝，保持排水順暢。

2.2支架搭設(shè)

采用Ф48×3.5mm?扣件式鋼管支架，支架高度為6～8m。鋼管支架由底座、立桿、縱橫向掃地桿、縱橫向水平桿、縱橫向支撐、頂托及剪刀撐組成，各部分搭設(shè)要點如下：

（1）、底座：在小石子砼地面上撒少量細(xì)沙，刮平后墊20cm*20cm*5cm木板，木板上再墊150mm*150mm*5mm鋼板，以便荷載能分散傳遞至地基。

（2）、立桿：采用直徑Ф48 mm，壁厚3.5mm的鋼管。立桿高度隨梁的高度變化而決定，采用2.5m，3m，3.5m，4m，5m，6m的鋼管選擇組合，接長搭接，全部采用3?個扣件扣住。搭設(shè)時應(yīng)注意立桿的接頭不得在同一高度內(nèi)，錯開距離不得少于50cm。開始搭設(shè)時，應(yīng)每隔6 m設(shè)置一根拋撐，起臨時固定的作用，待基本固定后方可拆除。立桿在搭設(shè)過程中應(yīng)用垂球隨時檢查其垂直度，偏差不得超過1/200。

（3）、縱橫向水平桿：采用標(biāo)準(zhǔn)長度的鋼管與立桿經(jīng)扣件聯(lián)接而成。其作用是約束立桿，使支架形成一個整體空間結(jié)構(gòu)，也承受一定的水平力。水平桿間距為： 1.2 m。

（4）、縱橫向掃地桿：連接立桿下端，距底座下端40cm處的縱橫向水平鋼管，用扣件與立桿連接，起到約束立桿下端在縱橫向發(fā)生位移的作用。

（5）、縱橫向支撐（剪刀撐）：起到增強(qiáng)支架的縱橫向剛度，提高支架的承載能力的作用。兩側(cè)面及端面分別設(shè)置剪刀撐，每道剪刀撐跨越立桿的根數(shù)宜在6—8根之間。

（6）、頂托：立桿上設(shè)置可調(diào)高度頂托，主要是用來調(diào)整底模的高度和以后方便拆模。

頂托縱向布置雙鋼管間距為100cm，橫向布置單鋼管中心間距為30cm，其上鋪設(shè)鋼模板。

（7）、支架搭設(shè)

支架搭設(shè)時立桿橫向間距為60-80-90-100cm，縱向間距100cm，在腹板處橫向立桿加密，縱橫向每5m在橫斷面設(shè)連續(xù)剪刀撐，水平桿每1.2m一道?？奂右e開，連接牢固，保證支架剛度。

2.3支架預(yù)壓

預(yù)壓目的：為檢驗支架的整體穩(wěn)定性及支架基礎(chǔ)的實際承載能力和支架的彈性變形，克服混凝土澆筑過程中支架的不均勻沉降，避免箱梁混凝土因支架不均勻沉降而出現(xiàn)裂縫，測量出支架的彈性變形。

2.3.1預(yù)壓材料：

用編織袋裝砂對支架進(jìn)行預(yù)壓，吊車起吊就位來實現(xiàn)，預(yù)壓荷載為梁體自重的80%。

2.3.2預(yù)壓荷載重量：

箱梁砼454.42m3×2.4t／m3=1090.61t,鋼筋荷載為82t、施工人員、機(jī)具荷載：3t， 總荷載為：1175.61t，預(yù)壓重量為1175.61×80%=941t。

預(yù)壓時應(yīng)按實際施工時的壓力的分布來預(yù)壓，荷載主要集中在底、腹板位置，翼板位置適當(dāng)減少。

2.3.3加卸載順序及時間：

加載時，按照預(yù)壓荷載的20%、40%、60%、80%分級進(jìn)行，跟蹤觀測時間暫定為24h，若沉降量大時，則適當(dāng)延長預(yù)壓時間。卸載按預(yù)壓荷載的80%、60%、40%、20%進(jìn)行。

2.4沉降量觀測

2.4.1沉降觀測點設(shè)置：

沉降觀測點設(shè)在支架頂，按離開0#臺一定距離的斷面左中右位置設(shè)置測點，根據(jù)加載情況實施全天候跟蹤觀測，同時記錄下相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常情況（如沉降量較大、支架形變過大）時，應(yīng)立即停止加載，調(diào)查其原因并采取相應(yīng)的措施。

在底座附近設(shè)置測點，預(yù)壓前測標(biāo)高與卸載后標(biāo)高比較，觀測結(jié)果在5mm以內(nèi)，則可認(rèn)為地基沉降基本穩(wěn)定。

2.4.2沉降量觀測：

在預(yù)壓前觀測一次，在預(yù)壓的過程中平均每2小時觀測一次，觀測至沉降穩(wěn)定為止。將預(yù)壓荷載卸載后再觀測一次，從以上的觀測資料中計算出支架的彈性變形及地基的下沉。

預(yù)壓完成移除砂袋，根據(jù)箱梁線型重新放樣，調(diào)整立桿頂托高度。

2.5施工預(yù)拱度的確定與設(shè)置

在支架上現(xiàn)澆上部結(jié)構(gòu)時，在施工荷載的作用下，支架會產(chǎn)生一定的彈性和非彈性的壓縮、地基會產(chǎn)生一定的沉陷、結(jié)構(gòu)物在正常荷載作用下也會產(chǎn)生一定的繞度和徐變，為使箱梁在正常使用期限能獲得滿意的設(shè)計線形，須在施工時設(shè)置一定數(shù)值的預(yù)拱度。

綜合考慮，預(yù)拱度的最大值設(shè)置為18.43mm，設(shè)置在梁的跨徑中點。其它各點的預(yù)拱度，以跨中為最大點，以梁板的兩端為零，按二次拋物線進(jìn)行分配。根據(jù)計算出來的箱梁底標(biāo)高對預(yù)壓后的箱梁底模標(biāo)高重新進(jìn)行調(diào)整。

3.模板制作與安裝

3.1模板拼裝

底模采用鋼模板，腹板、翼板采用工程竹膠板，按結(jié)構(gòu)尺寸計算模數(shù)，盡量使用規(guī)格大的模板，在鋪設(shè)底模前先放置好盆式支座。

3.2腹板側(cè)模、翼板底模的安裝

在底模鋪設(shè)完成后，對箱梁的平面位置進(jìn)行放樣，在底模上標(biāo)出腹板側(cè)模、內(nèi)腹模、翼板邊線和鋼筋布置的位置，施工時必須保證模板支架的強(qiáng)度與剛度，箱梁側(cè)模與翼板底模須連成一體。

3.3內(nèi)模拼裝

內(nèi)模采用竹膠板作面板，采用10Χ12方木條作肋加工木膜。內(nèi)模板的緊固主要用對拉螺桿，并用腳手架連接。箱梁頂板采用鋼管支架支模，支架直接支撐在底板。

3.4在安裝模板時特別注意以下問題：

（1）模板之間應(yīng)平整，接縫嚴(yán)密，不漏漿，保證結(jié)構(gòu)物外露面美觀，線條流暢。

（2）澆筑砼之前，模板應(yīng)涂脫模劑，外露面砼模板的脫模劑應(yīng)采用同一品種，不得使用廢機(jī)油等油料，且不得污染鋼筋。

（3）在梁端與橫梁位置預(yù)應(yīng)力錨頭位置的模板和支座處模板，應(yīng)按設(shè)計要求和支座形狀做成規(guī)定的角度與形狀，并保證錨頭位置混凝土面與該處鋼絞線的切線垂直。所有外露面模板接縫采用涂石臘新工藝處理，保證模板光潔、嚴(yán)密不漏漿。在中間靠近張拉端，頂板模板應(yīng)設(shè)置適當(dāng)面積的工作孔，以便進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉工作。所有排氣孔、壓漿孔、泄水孔的預(yù)埋管及橋面泄水管按設(shè)計圖紙固定到位，預(yù)埋件的預(yù)埋無遺漏且安裝牢固，位置準(zhǔn)確。

4. 鋼筋加工與綁扎

4.1鋼筋制作、綁扎

按圖紙要求選符合規(guī)格的鋼筋，計算下料長度，成批配料、下料，并標(biāo)注編號。鋼筋布置按設(shè)計圖紙，在底模上先綁扎底板鋼筋，安裝腹板外模和翼板底模，再綁扎腹板鋼筋，最后綁扎頂板及翼板鋼筋。為保證鋼筋保護(hù)層的厚度，采用了標(biāo)準(zhǔn)尺寸的塑料墊塊。為了便于操作及考慮到今后的內(nèi)模拆卸，在張拉端開設(shè)人孔，在此處的頂板縱向鋼筋、橫向鋼筋須斷開，如果是箍筋，則調(diào)整為箍筋的環(huán)接處為斷開處，此處幾根斷開的鋼筋須考慮今后露出人孔邊緣的搭接長度15cm，待內(nèi)模拆出后再根據(jù)頂板的鋼筋設(shè)計焊接鋼筋網(wǎng)片或焊接斷開處，焊接時要符合規(guī)范要求。

4.2預(yù)應(yīng)力波紋管安裝

波紋管按10m一節(jié)加工，連接用大一號波紋管連接，接頭用膠帶密封防止漏漿。預(yù)應(yīng)力管道的埋置位置決定了今后預(yù)應(yīng)力筋的受力及應(yīng)力分布情況，因此要嚴(yán)格按照設(shè)計坐標(biāo)安裝波紋管，用Φ12的鋼筋焊成“?！奔軍A住管道點焊固定在箍筋及架立筋上，安裝時要嚴(yán)格逐點檢查、調(diào)整。澆筑前應(yīng)檢查波紋管的密封性及各接頭的牢固性，用灌水法做密封性試驗，用高壓風(fēng)把管道內(nèi)殘留的水吹出。澆筑前要仔細(xì)核對圖紙，注意支座預(yù)埋鋼板、預(yù)應(yīng)力設(shè)備、泄水孔、護(hù)欄底座鋼筋、箱室通氣孔、伸縮縫等預(yù)埋件的埋置，按設(shè)計位置預(yù)埋，不可遺漏。

5.預(yù)應(yīng)力鋼絞線制作與安裝

鋼絞線下料長度時應(yīng)考慮張拉端的工作長度，下料時，切割口的兩側(cè)各5cm先用鐵絲綁扎，然后用切割機(jī)切割。將鋼束端頭做成圓錐狀，用電焊焊牢，表面要用砂輪修平滑，以防鋼束在波紋管接頭處引起波紋管翻卷，堵塞孔道。每束內(nèi)各根鋼絞線應(yīng)編號并順序擺放，使鋼絞線平直，穿束時應(yīng)注意不要捅破波紋管，波紋管位置與鋼筋位置有沖突時，可適當(dāng)挪動普通鋼筋或切斷，并在其它位置得以恢復(fù)。鋼絞線外露部分用塑料膜包纏，防止污染。

將鋼絲繩系在高強(qiáng)鋼絲上，用人工先將高強(qiáng)鋼絲拉過孔道，然后將鋼絲繩頭用半圓鋼環(huán)與鋼束頭經(jīng)焊接而接在一起，開啟卷揚(yáng)機(jī)將鋼束徐徐拉過孔內(nèi)，在鋼束頭進(jìn)孔道時，通過人工協(xié)助使其順利入孔。如果在鋼束穿進(jìn)過程中堵塞，要立即停止，查準(zhǔn)堵塞管位置，清除管道內(nèi)的堵管雜物，然后繼續(xù)用卷揚(yáng)機(jī)將鋼束拖過孔道。

6.混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)

6.1混凝土澆筑

混凝土澆筑的時間安排在溫度較低的早晚進(jìn)行，避開高溫，并及時進(jìn)行養(yǎng)生，以避免收縮裂縫的產(chǎn)生，控制混凝土水灰比，用水沖洗骨料以降低骨料溫度，以減少模板與混凝土的摩阻力。

連續(xù)箱梁采用C50混凝土，坍落度控制在16-18cm，適量參加緩凝劑，澆筑混凝土前，對支架、模板、鋼筋和預(yù)埋件進(jìn)行檢查，對模板內(nèi)的雜物、積水和鋼筋上的污垢清理干凈。箱梁混凝土采用泵送，澆筑擬兩次澆筑，即：第一次，先澆筑底、腹板，第二次澆筑頂板和翼緣板。底、腹板澆筑完成后再綁扎頂板鋼筋澆筑頂板和翼緣板混凝土。外模一次性安裝，內(nèi)模先安裝內(nèi)側(cè)模板部分，底、腹板澆筑完成后再安裝內(nèi)側(cè)頂板模板，這樣，底板混凝土澆筑時振搗易操作，并能很好的保證底板混凝土的質(zhì)量。

箱梁混凝土澆筑采用斜層法澆筑；澆筑順序：先澆注底板，后腹板。由一端的底板—腹板，向另一端推進(jìn)，底板澆筑到5～8米后由先澆筑的一端開始進(jìn)行腹板的斜分層澆筑。底板和腹板的澆筑呈階梯狀推進(jìn)。

6.2振搗

澆筑過程中，底板、腹板用插入式振搗器振搗，頂板部分用平板式振動器振搗，注意不要振破預(yù)應(yīng)力束波紋管道，以防水泥漿堵塞波紋管。振搗時插入下層混凝土5～10cm，每一處振完后應(yīng)徐徐提出振動棒，并避免振動棒碰到模板、鋼筋等。

插入式振搗器一定要做到“快插慢拔”，沿腹板振搗時一般以箱梁縱向間隔30～40cm一個插點，每一插點要掌握好振搗時間，如果時間過短，不易振搗密實，時間過長可能引起砼的離析，同時要使砼表面出現(xiàn)泛漿、不冒氣泡、不再下沉為止。澆筑過程中要經(jīng)常來回地敲擊鋼絞束的兩個端頭，防止?jié)仓r漏漿堵塞管道。

6.3混凝土的養(yǎng)護(hù)

砼的養(yǎng)護(hù)采用節(jié)水養(yǎng)生保濕膜和毛氈覆蓋相結(jié)合的養(yǎng)生的方法，每次灑水以保持混凝土表面經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)為宜，養(yǎng)生時間為10d以上。用于控制拆模，落架的混凝土強(qiáng)度試件放置在箱梁室內(nèi)，與之同條件進(jìn)行養(yǎng)生。

7.箱梁預(yù)應(yīng)力施加

7.1張拉設(shè)備選擇及標(biāo)定

根據(jù)設(shè)計用錨具、最大張拉力及鋼絞線伸長值，選用YDC－2000穿心式千斤頂及配套油泵，千斤頂最大行程200mm。設(shè)備進(jìn)場前須委托具有相應(yīng)資質(zhì)的檢測單位對千斤頂與壓力表配套校驗，以確定張拉力與壓力表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線。張拉前，由技術(shù)部門根據(jù)千斤頂檢定報告，編制張拉對照表，張拉設(shè)備的使用和保管由專人負(fù)責(zé)，要經(jīng)常維護(hù)并定期標(biāo)定。

7.2材質(zhì)檢驗

預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)場后分批驗收（每批不大于60t）。驗收時檢驗其質(zhì)量證明書、包裝方法及標(biāo)志內(nèi)容是否齊全、正確，并按取樣標(biāo)準(zhǔn)對其抗拉強(qiáng)度、伸長率等力學(xué)性能進(jìn)行檢驗。錨具必須有出廠證明書，進(jìn)場時按規(guī)定取樣，進(jìn)行外觀檢查和硬度檢驗。鋼絞線與錨具組裝件的錨固效率應(yīng)大于95%。

7.3施加預(yù)應(yīng)力

箱梁砼施工完畢，當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計強(qiáng)度時，方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。張拉采用應(yīng)力、應(yīng)變雙控。以應(yīng)力控制為主，以鋼束伸長量進(jìn)行校核，預(yù)應(yīng)力鋼束采用一次張拉方法，按照設(shè)計程序為0→10%δcon →100%δcon（持荷5min）→δk（錨固）。張拉順序：Ny2→Ny1,5→Ny3,4,6。張拉順序嚴(yán)格按設(shè)計預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖，同排的鋼絞束同時張拉，張拉時兩端同時進(jìn)行。初張拉時預(yù)應(yīng)力鋼絞束張拉端先對千斤頂主缸充油，使鋼絞束略為拉緊，同時調(diào)整錨圈及千斤頂位置，使孔道、錨具和千斤頂三者之軸線互相吻合，注意使每股鋼絞線受力均勻，當(dāng)鋼絞束達(dá)初應(yīng)力10%δcon時兩端作伸長量標(biāo)記，并借以觀察有無滑絲情況發(fā)生。張拉采用逐級加壓的方法進(jìn)行，當(dāng)張拉達(dá)到設(shè)計控制應(yīng)力(100%δcon)時，繼續(xù)供油維持張拉力不變，持荷5分鐘，同時在兩端分別測量實際伸長量，比較是否與計算值相符，計算伸長量和實測伸長量誤差應(yīng)在±6%以內(nèi)。張拉過程中如有滑絲、斷絲、伸長量不夠的情況發(fā)生，則需分析原因并處理后重新張拉。

7.4預(yù)應(yīng)力孔道壓漿。

當(dāng)預(yù)應(yīng)力張拉完成并經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后，則可割絲封頭。割絲以鋼絞線伸出錨具外部3~5cm為宜，割絲應(yīng)用砂輪切割機(jī)，不得使用電弧或氧割。用環(huán)氧樹脂砂漿封頭，封頭一定要密實，無氣孔、無裂紋，要經(jīng)常檢查，以確保壓漿的順利進(jìn)行?？椎缐簼{順序是先下后上一次壓完，孔道壓漿后，應(yīng)立即將梁端水泥漿沖洗干凈，同時清除支承墊板、錨具及端面砼的污物，并將端面鑿毛，設(shè)置端部鋼筋網(wǎng)，立模澆注砼封端完成。

壓漿完畢，應(yīng)盡快封錨。封錨前，先將錨具周圍沖洗干凈并鑿毛，然后安裝模板，澆筑砼時要振搗密實，封錨部位砼要和梁體砼保持整體美觀、協(xié)調(diào)。

8.支架拆除

為保證結(jié)構(gòu)物安全性，防止過早拆除支架造成結(jié)構(gòu)開裂等，要求結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到100%時方可進(jìn)行支架拆除。在支架拆除前應(yīng)作好以下工作：

（1）對支架進(jìn)行安全檢查，確認(rèn)不存在隱患。如存在影響拆除支架安全的隱患，應(yīng)先對支架進(jìn)行修整和加固，以保證腳手架在拆除過程中不發(fā)生危險；

（2）嚴(yán)格遵循拆除順序，由上而下、后搭者先拆、先搭者后拆，同一部位拆除順序是：剪刀撐→大橫桿→小橫桿→立桿。

（3）拆除時在墜落范圍明顯“禁止入內(nèi)”字樣的標(biāo)志，并有專人監(jiān)護(hù)，以保證拆腳手架時無其他人員入內(nèi)。

9.結(jié)束語

現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的施工工藝較為復(fù)雜和繁鎖，支架的搭設(shè)和預(yù)壓時間長，對支架地基要求嚴(yán)格，這就要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ骶?，科學(xué)的工作方法和完善的管理，使施工中各個環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密，環(huán)環(huán)相扣，其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響到下一步施工。經(jīng)過星星峽-哈密段立交工程的施工，讓我更深入、更全面地了解了現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工全過程及各階段的施工要點，加深了對該橋型的認(rèn)識和施工水平的提高。◆

參考文獻(xiàn)：

1.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 JTJ041-2000 2000-08-24

2.預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工技術(shù)要點 蔚建華、柴金義 人民教育出版社2003.10

3.建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范 JGJ130-2001 2001-02-09