摘要:本文結合工程實例，深入探討了現澆預應力砼連續(xù)箱梁支撐體系的設計與驗算及支架預壓觀測，并結合施工流程，從多方面對現澆預應力砼連續(xù)箱梁施工技術進行了詳細闡述和總結。

關鍵詞:連續(xù)箱梁;支撐體系;現澆預應力砼;真空灌漿;施工技術

中圖分類號:U448.21+3

文獻標識碼:B

文章編號:1008-0422(2009)12-0127-03

1引言

現澆箱梁具有整體性好、外形美觀、剛度大、可做成復雜形狀等特點，越來越多地被用于高速公路和城市道路高架橋。現澆箱梁施工支撐體系設計環(huán)節(jié)繁多，施工復雜，主要決定了現澆箱粱的施工質量。所以，對連續(xù)箱梁支撐體系的設計與安裝以及現澆預應力砼施工技術分析探討具有重要現實意義。

2工程概況

廣東東莞市某跨主線橋梁上部結構為8~35m預應力連續(xù)現澆混凝土箱梁，全橋長295.96m，每4跨為一聯。箱梁頂寬12m，底寬7m，高度為2m，為雙箱雙室，箱梁底距地面距離為4~1lm。橋墩結構為柱式墩，樁基，橋臺為U型橋臺，擴大樁基礎。

該工程特點為工程量大，全部箱梁均為現澆混凝土， 搭設支架安裝方木、 板材等的工作量較大;土質情況不是很好， 地質報告顯示 0~3. 7 m為中等壓縮性粘土， 3.7~13.65m為淤泥質亞粘土， 土質情況不很均勻。

3現澆預應力砼連續(xù)箱梁支撐體系的設計與受力驗算

由于大橋每跨35m，橫向12m寬，每跨混凝土數量為267.28m3砼分兩次澆注，檢驗荷載按總荷載。鋼管支架采用48mm×3.5mm，其立桿在墩柱兩側0~6m范圍內順橋向、橫橋向間距均為0.6m，立桿在墩柱兩側6~17.5m范圍內順橋向、橫橋向間距也均為0.6m，大橫桿步距為1.5m，施工荷載按4.0kN/m考慮。滿堂鋼管支架布置圖如圖1、圖2所示。

鋼管支架搭設前，先將地基整平、夯實，然后砼硬化。再用10cm×20cm×2cm墊塊墊在立桿底下以提高地基承載面積。鋼材強度極限值取[σ]=215MPa，容許撓度值取[f]=3mm，彈性模量E=2.1×105N/mm2，慣性矩I=1.215×105mm4，抵抗矩W=5.078×103mm3，扣件抗滑承載力設計值Rc=8.5kN。

3.1強度計算(按6~17.5m范圍檢算)

ΣG=267.28/(35×12)×25×0.6×0.6=5.73kN;

ΣQ=4.0×0.6×0.6=1.44kN;

N=I.2ΣG +1.4ΣQ =1.2×5.73+1.4×1.44

=8.89Kn。

已知鋼管φ48×3.5 ; I=1.215×105mm4;

A=489mm2。

σ=N/An=8.89×1000/489=18.18MPa≤f=2l5MPa，強度符合要求。

3.2穩(wěn)定性計算

己知采用φ48×3.5，i=1.58cm，鋼管的步距為1.5m。

l0=1.55×1.5=2.325m;λ=2.325×100/1.58

=147.15;

查得 =0.320。

N/(ψA)=σ/ψ=18.18/0.320=56.81MPa≤f

=215MPa，穩(wěn)定性符合要求。

3.3扣件抗滑力計算

由R=8.89kN>Rc=8.5kN，不能滿足要求。施工中通過在每個接頭用2~3個扣件連接來滿足。

3.4立桿地基承載力計算

P=N/Ab=8.89/(0.1×0.2)=444.5kPa，方木墊塊一般壓應力可達到12MPa，能滿足要求。

3.5 支架預壓及觀測

本橋梁為預應力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，施工采用滿堂支架澆筑混凝土的方法。支架搭設時跨中預拱度按3cm設置，支座位置為零，按直線進行分配。在搭設完支架后，進行支架預壓，預壓方案如下:

3.5.1預壓

選取1/4跨(9m)作首次預壓，預壓采用等載預壓，預壓觀測點采用在支架上方掛線錘和支架下部劃油漆標記，共設置20個觀測點，觀測點布置為:①橫橋向沿腹板、底板位置分別設置3點、2點;②順橋向每2m設置1點。

3.5.2加壓荷載

①荷載計算。梁體自重:267.28/35×9

×25=1718.2kN(砼自重取25kN/m3);模板自重:2.5KN/m2×63 m2=157.5kN;振搗混凝土產生的荷載:3.5kN/m2×63m2=220.5kN;預壓荷載=1718.2+157.5+220.5=2096.2kN

②預壓材料:預壓材料采用沙袋

③預壓記錄加載時，按照總荷載的40%、70%、100%分級進行。在壓載過程中采用水準儀實施全天候跟蹤觀測支架的變形情況并作好記錄，待支架不再發(fā)生沉降，預壓過程即告結束，記錄成果見表1。在進行壓載施工中，要邊進行壓載，邊觀測支架的變形情況，發(fā)現異常應立即停止壓載作業(yè)，及時查找原因，處理正常后再進行壓載。

4現澆預應力砼連續(xù)箱梁施工技術

4.1鋼筋加工與安裝

1)根據設計規(guī)范要求鋼筋骨架的制作和吊放的允許偏差為:主筋間距±20rnm;箍筋間距±10mm;骨架徑±10mm，骨架傾斜度±0.5%;保護層厚度±10mm;骨架中心平面位置20mm。

2)鋼筋制作之前先做好加工平臺，保證鋼筋籠的平直。鋼筋籠主筋采用雙面搭接焊，焊縫長度不小于5d;加強筋和螺旋筋采用單面焊接，焊縫長度不小于10d。主筋在孔口搭接時采用雙面搭接焊。焊接寬度應不小于0.8d，焊縫厚度不小于0.3d，并且把焊渣清除干凈。焊縫表面光滑，焊縫余高應平緩過渡，弧坑應填滿。

3)鋼筋焊接接頭50%不應在同一截面上，應錯開布置，其錯開長度不小于35d。主筋和加強筋連接部分使用電焊點焊牢固即可，禁止傷到主筋。加強筋放置平直，以免成型的鋼筋籠出現扭曲的現象。

4)綁扎鋼筋前在臺座底模上用經緯儀配合鋼尺準確標出梁軸線、主筋位置、箍筋中心線位置、變截面位置、橫隔板及梁端位置線，將底模清掃干凈，涂上脫模劑，并在底板模型兩邊緣安裝止水膠帶，然后在底板上每隔一定距離放置塑料墊塊保護層，確保梁體底板鋼筋的混凝土保護層厚度符合設計要求。

根據需要從加工間內領出經檢驗合格的各種不同規(guī)格的鋼筋，按照施工設計圖紙擺放腹板及底板鋼筋并綁扎成型，然后將預留孔道所用的根據梁型設計需要而卷制的波紋管按圖紙所給坐標尺寸安放于骨架內，每隔50cm加設一道直徑Φ8定位鋼筋將波紋管其牢固地定位于鋼筋骨架內部。并經質檢人員及監(jiān)理工程師檢查合格后，進行側模安裝。為保證梁體內鋼筋的混凝土保護層厚度，在鋼筋骨架外側綁扎3cm厚的塑料墊塊。

4.2模板安裝

模板安裝前，先將模型清掃干凈，剔除焊渣及混凝土結塊，均勻地涂抹脫模劑，安裝止?jié){膠帶，然后進行模板安裝。安裝過程中，要保證模板的接縫嚴密平順，板面局部平整度用3m直尺檢查不能大于1mm，板面及板側撓曲度嚴格控制在±1mm范圍內，輪廓線條應流暢順直無波折。側模安裝完畢后再安裝端頭模型，端頭模型安裝要保證預留鋼筋能從模上眼孔順利穿出模外，安裝完畢，檢查整片梁模的豎直度、線型及凈空尺寸，在滿足要求的條件下，進行頂板上梳形板的安裝，緊固模型上下拉桿及插打底部楔子，使模型支撐穩(wěn)定牢固，經質檢人員及監(jiān)理工程師檢查合格后進行行車道板鋼筋及預留預埋鋼筋的綁扎安裝。

4.3混凝土施工、

4.3.1混凝土澆注。

因加了外加劑JF-1，起緩凝作用推遲了混凝土的初凝時間。整片梁澆注時間為2.5h，故采用斜向分層澆注法，從梁的一端往另一端澆注，在最后5m左右時，從另一端自然澆注與之融合后再逐漸水平往上澆。每澆注完成一段混凝土后，即對混凝土頂面進行拉毛處理。保證混凝土不會因為表面收縮而產生裂紋。

4.3.2搗固

搗固是控制梁體質量的關鍵工序，對梁體腹板下部及底板，搗固采用高頻率低振幅震動器為主，腹板上部附以插入式搗固器作輔助補充，震動器必須在模型兩邊對稱交錯布置，平行震動，并嚴格控制振動時問。只能在灌注混凝土位置振動，避免出現漏振及空振模板，腹板上部采用插入式震動棒搗固時要插搗均勻，震動棒不能觸及腹板內鋼筋骨架中的波紋管，以免波紋管被振破裂漏漿，影響后續(xù)張拉及壓漿工作。梁體頂板在澆注過程中要進行二次收漿，以防止出現沉陷裂紋。

4.3.3養(yǎng)護

澆注完混凝土后高溫(20℃以上)季節(jié)在1~2h后往頂板及模型腹板上灑水，使混凝土表面保持絕對濕潤，避免梁體腹板及應力集中區(qū)域因水化熱過大、溫度過高而引起不均勻收縮裂紋。低溫(20℃以下)季節(jié)灌注混凝土完畢后立即用蓬布或是塑料彩布將梁體全部包裹密封，并在其內升火燒水以保證梁體混凝土強度增長所需溫度和濕度的供給。

4.3.4拆模

模型拆除時，先將底部固定鐵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，用千斤項在梁頂面向外頂模型，讓其自動脫離混凝土面后向下墜落，再用吊車移至另一已綁扎完腹板鋼筋的臺座進行立模作業(yè)。

4.4預應力施工

4.4.1波紋管鋪設

采用預埋金屬波紋管成孔工藝。波紋管采用現場卷制的方法，用厚1mm的非鍍鋅鐵皮卷制而成，金屬波紋管的直徑根據預應力孔道內所需鋼絞線的股數而定，卷制出的波紋管要求無損傷，不變形。波紋管加工好后，置于現場存放棚內，下部每隔2m設置一根方木，并離地30cm以上存放，四周設置排水溝，防止波紋管進水銹蝕。需分節(jié)接長的波紋管，接頭管用直徑比波紋管直徑大10mm的波紋套管套接，套管長20~30cm，將待接的兩根波紋管從兩端對稱地擰入套管后，再用止水膠帶纏繞、密封好，以防止制梁時水泥漿進入管內。在綁扎鋼筋骨架時，根據波紋管道直徑的大小用8鋼筋焊成一長寬均與管道直徑等同的方形定位骨架，且沿梁長方向每隔50cm設一道，焊在構造鋼筋上，使波紋管在澆注混凝土時不上下左右移動，保證管道位置的準確性。

4.4.2預應力鋼絞線的張拉及錨固

張拉前應把鐵架緊靠在梁兩端，千斤頂用一50kN鏈條葫蘆懸掛于鐵架工字鋼的走行滑輪掛鉤上，并在距千斤頂1.5~2.0m處安設防護板，以防止錨具夾片飛出傷人。在張拉作業(yè)前應對千斤頂、油壓表及油泵進行校驗標定，并根據驗數據進行相關分析，找出其線性關系，張拉時按線性關系進行配套使用。

再張拉的過程中我們應當按照設計要求，14d齡期、混凝土達到100%設計強度后對箱梁進行張拉。現場張拉時應該對張拉設備及對鋼絞線進行全面檢查，同時對張拉設備進行嚴格檢查。嚴防因為設備失誤而造成不必要的事故。

4.4.3封錨及孔道檢查

張拉完成后切除外露多余的預應力筋，在灌漿前的24---，48h，張拉端凹入部位用細石混凝土填實，灌漿孔、排氣孔(抽真空管)由一端帶螺紋的渡鋅水管引出。

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，然后用高壓風把孔道中的水吹干，嚴禁在孔道有積水的情況下進行抽真空灌漿。

4.4.4真空灌漿

按要求把漿體拌制好，設備連接安裝就位后即可開始灌漿作業(yè)，見圖3。首先是對管道進行抽真空處理，直到真空度達到穩(wěn)定時(-0.09~0.07MPa)，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，將輸漿管接到孔道的灌漿管上，啟動灌漿泵，開始灌漿。灌漿過程中保持真空泵的開啟狀態(tài)，當觀察到空氣濾清器有漿體經過時，關掉真空泵。關掉真空泵后，繼續(xù)保持灌漿泵的壓力(0.5~0.7MPa)，并持壓1~2min后封閉進漿口，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，且每一孔道壓漿應緩慢、均勻。如果中斷壓漿，應將孔道漿液沖洗干凈。壓漿的最大壓力宜為0.5~0.7MPa;當孔道較長或采用一次壓漿時，最大壓力宜為1.0MPa。壓漿時先估算水泥漿的體積用量與實際用量是否相符。壓漿后應從檢查孔抽查壓漿的密實情況，如有不實，應及時處理和糾正。壓漿時，每一工作班應留取不少于3組的70.7mm×70.7mm7×0.7mm立方體試件，標準養(yǎng)護28d，檢查其抗壓強度，作為評定水泥漿質量的依據。

5結論及建議

綜上所述，由于在施工過程中進行了嚴格的設計驗算及質量控制措施，本工程施工在質量和進度等方面完全達到和超過了預期目標，取得了良好的施工效果，現將現澆箱粱施工心得及建議小結如下:

1)在砼澆筑前，需要對支架進行預壓，并根據實測變形值與理論計算值的比較結果，檢驗支架的強度情況。

2)在施工前，要對支架進行強度、變形量和穩(wěn)定性驗算，保證支架不會出現問題。

3)現澆連續(xù)箱梁由于自重大、體積大，澆筑過程中的穩(wěn)定性控制難度較大。宜采用支架模板一體化設計，同時進行支架預壓工作，嚴格控制支架變形，在澆筑過程中一定要對稱進行并加強支架模板穩(wěn)定性的觀測和監(jiān)控。

4)盡量縮短前后兩次混凝土澆筑的時問差，宜控制在5至10d，同時嚴格按規(guī)范要求處理施工縫。施工縫應留在腹板與翼板結合處，第一次澆注砼面應比翼緣板底高2cm，這樣可保證梁體美觀。

5)真空壓漿對提高管道漿體的密實性有顯著效果，但不能對真空進行絕對化的理解，無論用什么樣的真空機，受管道密閉性，抽真空機的工作效率，操作因素等的影響，管道內總是會有殘余空氣，因此即使采用真空鋪助壓漿技術，也一定要在恰當的位置設置排氣孔。

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