朱玉寶，樓旭燕

（1.浙江金筑交通建設有限公司 杭州市 310051；2.浙江義達工程監(jiān)理咨詢有限公司 義烏市 322000）

預應力現(xiàn)澆箱梁支架預壓與施工技術

朱玉寶1，樓旭燕2

（1.浙江金筑交通建設有限公司 杭州市 310051；2.浙江義達工程監(jiān)理咨詢有限公司 義烏市 322000）

互通立交作為高速公路路線交叉的主要方式逐漸增多，一般匝道橋的上部結(jié)構多為現(xiàn)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，每個施工階段含搭設支架與支架預壓，底板、腹板、橫梁鋼筋加工，以及壓漿、封錨等工序。以某互通D匝道橋工程為例，介紹了預應力現(xiàn)澆箱梁支架預壓與施工技術，通過觀測數(shù)據(jù)，分析了門式支架的穩(wěn)定性，為后續(xù)現(xiàn)澆箱梁的施工提供技術支持。

預應力；現(xiàn)澆箱梁；支架預壓；施工技術

預應力混凝土現(xiàn)澆箱梁的主要特點是耐久性高、整體性好，在路橋工程中的運用變得越來越廣泛，而這種結(jié)構型式要求的整體現(xiàn)澆施工工藝對施工技術提出了更高的要求，必須加強施工過程的控制。國內(nèi)已有一些專家學者對現(xiàn)澆箱梁施工工藝、計算方式加以研究，如趙杰［1］介紹了現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工工藝中，工藝手段具有很多的優(yōu)勢，但是在具體的施工過程中所考慮的因素有很多，對其研究和認識是非常必要的。劉俊民［2］介紹了支架現(xiàn)澆箱梁施工工藝質(zhì)量控制，支架法施工適用于地基條件較好，跨越旱地、淺水河流且橋墩高度較低的簡支梁、連續(xù)梁等，對其研究和認識是非常必要的。秦楚、秦新棟、任國偉［3］介紹了后張預應力現(xiàn)澆箱梁施工工藝，前期準備時間長，施工中要占大量的支架和模板，施工費用一次投入大，對其研究和認識是非常必要的。本文依托D匝道橋工程，研究現(xiàn)澆箱梁施工過程。

1 工程案例

某互通D匝道橋位于構造剝蝕地貌區(qū)，橋臺兩端自然坡角約20～30°，植被稍發(fā)育，線路跨高速；D匝道橋起點樁號DK0+121.5，終點樁號DK0+753，橋梁總長631.5m，采用4×40m預應力混凝土連續(xù)T梁+12×25m預應力混凝土箱梁+4×40m預應力混凝土連續(xù) T梁，橋面寬10.0m，兩側(cè)設置0.5m的防撞墻。全橋分為六聯(lián)，第一、六聯(lián)為四跨40m一聯(lián)先簡支后結(jié)構連續(xù)T梁，第二～五聯(lián)為三跨25m一聯(lián)現(xiàn)澆連續(xù)箱梁。D匝道在DK0+639.2處上跨209國道，交叉角度128°，凈空均≥5.0m。第五聯(lián)現(xiàn)澆箱梁高 1.6m，頂板、底板厚度為25cm，腹板厚度為50cm，底板寬6m，翼板寬2m，整聯(lián)箱梁C50混凝土568.331m3，鋼絞線 20.997t，鋼筋101.41t。

2 箱梁施工支架搭設

2.1牛腿、臨時墩、貝雷、門架搭設

該工程采用臨時鋼管、牛腿、支撐貝雷支架方案：

（1）跨中鋼管柱基礎采用樁基礎，直徑1m，深度5m（視實際地質(zhì)情況，要求入巖深度為2m）。共2排，每排3根。系梁及樁基形式：兩根樁基間設置厚30cm系梁（C25混凝土，設Ф16筋上下各6道）；高0.3m，寬1.0m，長8.0m；采用 C30混凝土澆筑，鋼柱承壓范圍加雙層抗彎鋼筋。

（2）鋼管柱采用直徑60cm、壁厚10mm的鋼管，鋼管與樁基同軸，橫向間距3.5m，縱向間距3m，共兩排，每排3根。相互間用10#槽鋼交叉互聯(lián)，鋼管9～12m為一管段，每段采用焊接相互連接成整體。

（3）牛腿托架支撐體系

牛腿托架采用2塊20#b工字鋼組合焊接而成，托架底部穿10cm直徑實心鋼筋。兩邊用Φ32mm精軋螺紋鋼對拉螺桿。在立柱施工時預埋1根12cm管及2根5cm管作為支撐鋼筋及對拉螺桿的穿束管道。每個十字墩支撐體系由8個牛腿組成，蓋梁位置4個，立柱位置4個。立柱牛腿上放置2片40#b工字鋼作為承重梁，而蓋梁牛腿則是利用各2根Φ32mm精軋螺紋鋼與2片40#b工字鋼對拉穩(wěn)固。

①最上精軋螺紋鋼預埋孔布置緊貼蓋梁骨架鋼筋下方，向上調(diào)整托架鋼軸預埋位置，保證鋼軸下方混凝土厚度大于30cm。

②托架加固，托架需加強焊縫焊接處理（保證焊縫最小厚度不少于10mm），對于 Ф100mm鋼管的預留孔位應增設Ф16U型加強筋（每端30cm各30cm范圍內(nèi)不少于5道且與管壁密貼）。

③采用Φ28U型彎筋，連接蓋梁骨架頂面與鋼軸，布置于第一與第二片骨架筋之間。

④控制好側(cè)面第一、二片蓋梁骨架鋼筋的間距（不大于8cm）。

⑤蓋梁托架下掛的精軋螺紋鋼螺帽擰緊。

（4）貝雷桁架體系

十字墩墩身縱向放置整體7片貝雷桁架，鋼管柱兩側(cè)分別是4片和4片貝雷組合，圖1所示。每2片貝雷組合用45cm、90cm小框架連接為一整體，放置結(jié)構見貝雷組合剖面圖2所示。

（5）支撐調(diào)節(jié)體系

該體系主要是由門式支架、10#槽鋼、方木組成。作用是支撐、調(diào)節(jié)模板高度。支架橫距、縱距為0.6m，門架根據(jù)地面與箱梁底部標高選擇1.5m規(guī)格，立桿上配頂托后縱梁采用 10#槽鋼、或 10cm× 10cm方木，橫梁采用10cm×10cm方木間距30cm，面板為1.5cm厚竹膠板。

2.2鋪設底模

在頂托上鋪設方木，方木上鋪設竹膠板做為底模，模板接縫要嚴密，防止漏漿。支架及模板應按要求設置必要的預拱度，做好施工過程中測量監(jiān)控，嚴格控制頂、底板標高；底板施工時，外腹板上倒角加高澆筑2cm，保證箱梁倒角線型美觀。

3 支架預壓

3.1預壓目標要求

為消除支架地基在全部施工荷載下可能引起的變形，對照設計分析，施工前須對支架進行預壓。預壓工作在支架搭設完成且底模鋪設完成后，采用砂袋預壓的方法，支架預壓目的：

（1）檢查支架的安全性能，確保施工安全確定。

（2）消除地基非彈性變形和支架非彈性變形的影響，有利于橋面線形控制。

一般預壓荷載則是箱梁單位面積重量的100%。該方案采用加混凝土的辦法進行預壓。為了觀測支架沉降工況，在預壓之前檢測每個測量管控點標高。在加載混凝土重量的50%和100%后均要復測各控制點標高，荷載持荷12、24、36h后要再次復測各控制點標高，如果持荷后所測數(shù)據(jù)變化很小時，表明地基及支架非彈性變形和沉降過程已基本完成，可以卸載，否則還須持荷進行預壓，直到地基及支架非彈性和沉降過程結(jié)束后再卸載。

卸載之后，須再次復測各管控點標高，方便以后得出支架與地基的彈性變形量（等于卸載后標高減去持荷后所測標高），用總沉降量（即支架持荷后穩(wěn)定沉降量）減去彈性變形量為支架和地基的非彈性變形（即塑性變形）量。預壓結(jié)束后須對照預壓成果通過可調(diào)頂托調(diào)整支架的標高。

3.2支架等載預壓

支架預壓采用100%等載預壓，以消除支架體系的非彈性變形，荷載采用吊放預制混凝土塊預壓。待非彈性變形穩(wěn)定后即撤除預壓，并在卸除預壓荷載時測出彈性變形值，繪出彈性變形曲線作為調(diào)整底模板標高的依據(jù)。預壓時分階段進行沉降值測量，利用前者觀測與最后一次觀測的讀數(shù)分析得出支架和基礎的沉降量。分階段卸載時再分別對每個點進行測量，得出支架卸載后的回彈量，兩次測量值分析，得出彈性變形值。

3.3加載方式

在支架搭設完成，檢查無誤后，按照施工圖布置方木和安裝箱梁底模。由專人測量記錄各測點加載前的標高，然后用混凝土塊對支架進行加載預壓，加載量為箱梁恒載，翼緣板部分可適當減少預壓。D匝道箱梁混凝土187m3/孔-墩頂24 m3-翼板30m3=133m3×2.6=346t，實際預壓混凝土塊260塊，每塊0.6m3×2.4=1.44t，加載共重375t，大于梁體實體段重量，合乎預壓100%的要求。

3.4測點布置

測點布置在底模板上側(cè)，縱橋向布置5排測點，分別在0、1/4L、1/2L、3/4L、L處設置，L為跨徑，每排5個測點，圖3為預壓測點布置圖。

根據(jù)計算的沉降及觀測結(jié)果設置必要的預拱度及預設沉降量值，具體在觀測和預壓后做好相關的統(tǒng)計并按實際要求設置，在實際觀測中根據(jù)高度和沉降及撓度組合變化加以必要的修正。

3.5沉降觀測

（1）支架預壓沉降觀測數(shù)據(jù)整理

一座橋在每一個跨支架預壓荷載都必須加載滿足規(guī)范性質(zhì)后，同步完善外業(yè)所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，對觀測數(shù)據(jù)確保沒有錯誤之后，依據(jù)該監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進一部對支架穩(wěn)定做出合理分析。本文以D匝道橋15#～16#墩各點位監(jiān)測數(shù)據(jù)完善后匯總所得到數(shù)據(jù)進行講述，支架15#墩頂左、右、2/1跨左、右、4/3跨左、右、16#墩頂左、中、右沉降觀測數(shù)據(jù)分別見表1。依據(jù)觀測的數(shù)據(jù)完善后，計算一個個點位在不相等荷載以及持荷周期下的沉降數(shù)據(jù)，看一個個點位的觀測數(shù)據(jù)是否具備卸載要求。

（2）支架穩(wěn)定性透析

在一定規(guī)范下觀測頻率與設計荷載的條件，在一座橋跨預壓施工工況結(jié)束后，加載后連續(xù)監(jiān)測的3次數(shù)據(jù)累計沉降偏小5mm或每個點平均沉降量偏小1mm時，支架預壓才可驗收。由表1數(shù)據(jù)可知每個跨點位數(shù)據(jù)均符合卸載條件，可行卸載。在卸載之后觀測每一個點位高程，計算支架的整體沉降量與彈性變形和非彈性變形，為以后現(xiàn)澆梁的預拱度提供基礎依據(jù)。每一個跨現(xiàn)澆箱梁支架預壓驗收后都要上交預壓報告，報告呈現(xiàn)的內(nèi)容如以下三個要求：

表1　D匝道橋15#～16#墩現(xiàn)澆箱梁沉降觀測數(shù)據(jù)

（1）具體闡述該點位布置圖；

（2）沉降觀測記錄表和數(shù)據(jù)匯總表；

（3）點位沉降曲線變化圖。

4 底版、腹板、橫梁鋼筋加工

鋼筋進場后進行檢測，檢測合格后才能使用。鋼筋加工時，保證鋼筋表面潔凈，使用前應先將表面的油漬、漆皮、銹斑等清除干凈。鋼筋成型前，應根據(jù)配料要求長度進行截斷，通常宜用鋼筋切斷機進行。鋼筋的彎曲成型用彎曲機進行?，F(xiàn)澆箱梁鋼筋，從鋼筋加工場用吊車吊至箱梁上，然后進行現(xiàn)場綁扎，綁扎必須嚴格按照施工圖紙和技術交底進行。

5 預應力張拉及孔道壓漿

當現(xiàn)澆箱梁混凝土達到規(guī)定強度后（達到現(xiàn)澆箱梁C50混凝85%）且齡期超過7d后再進行張拉，張拉應按設計要求進行。施加現(xiàn)澆的機具設備及儀表應由專人使用和管理，并應定期維護和標定。張拉機具應與錨具配套使用，并在進場時進行檢查和標定。張拉采用應力控制方法，以伸長量進行校核，實際伸長值與理論伸長值的差值應符合設計要求，控制在6%以內(nèi)，否則應暫停張拉，待查明原因并采取措施予以調(diào)整后再繼續(xù)張拉。

5.1現(xiàn)澆的張拉程序及伸長量控制

現(xiàn)澆鋼絞線張拉順序嚴格按照圖紙要求進行張拉，千斤頂張拉作用線與現(xiàn)澆鋼絞線的軸線重合一致。鋼絞線的張拉程序如下：0→15%σk→30%σk→103%σk→100%σk（持荷2min）→錨固。按鋼絞線雙向張拉伸長量計算表控制施工，通過必要的超張拉保證伸長量達標，同時控制每束過程應力不超過1860MPa×80%的安全要求。

5.2張拉的操作步驟

張拉按設計要求的順序進行，N1、N2、N3、N4、N5束分示如圖4與表2～表5所示。

（1）安裝錨具，將錨具套在鋼絲束上，使分布均勻。

表2　D-5#聯(lián)腹板束（上　N1、中　N2、下　N3）張拉油表讀數(shù)

表3　D-5#聯(lián)　頂板束　N4、底板束　N5張拉油表讀數(shù)

表4　D-5#聯(lián)　腹板束（上　N1、中　N2、下　N3）張拉油表讀數(shù)

表5　D-5#聯(lián)　頂板束　N4、底板束　N5張拉油表讀數(shù)

（2）將清洗過的夾片，按順序依次嵌入錨孔鋼絲周圍，夾片嵌入后，人工用手錘輕輕敲擊，使其夾緊現(xiàn)澆鋼絲，夾片外露長度要整齊一致。

（3）安裝千斤頂，將千斤頂套入鋼絲束，進行初張拉，到達15%初應力時，抄錄千斤頂?shù)纳扉L數(shù)據(jù)。連續(xù)張拉到達30%初應力時，抄錄千斤頂伸長數(shù)據(jù)，二者之間讀數(shù)差也是為了鋼絞線初張拉時的理論伸長量。

（4）連續(xù)張拉一定鋼絲束的控制應力時，持荷2min然后抄錄當時千斤頂數(shù)據(jù)。計算出鋼絲束的實測伸長量并與理論值比較，如果超過±6%停止張拉作業(yè)，分析原因。

（5）使張拉油缸緩慢回油，夾片將自動錨固鋼絞線，如果發(fā)生斷絲滑絲，則割斷整束鋼絲線，穿束重拉。

5.3張拉時的注意事項

（1）嚴格按照操作程序進行張拉，嚴禁違章操作。

（2）張拉時千斤頂前后嚴禁站人，防止發(fā)生安全事故。

（3）千斤頂后方安放張拉防護墻，防止鋼絞線及夾片飛出傷人。

（4）千斤頂安裝完畢，安全員檢查合格后再張拉。

5.4壓漿、封錨

現(xiàn)澆張拉完畢后應及時吹除積水，盡早壓漿?？椎缐簼{采用C50水泥漿，要求壓漿飽滿。壓漿使用壓漿泵從梁的最低點開始，直到規(guī)定稠度的水泥漿充滿整個孔道為止。水泥漿水灰比控制在0.39。膨脹劑的用量根據(jù)試驗試配而定，水泥漿稠度控制在14～18 s之間，在現(xiàn)場備有1725ml漏斗隨時作漏斗試驗。水泥漿在使用過程中應頻繁攪動，在30～45min內(nèi)用完。具體步驟如下：

（1）壓漿采用活塞式灰漿泵壓漿，壓漿前先將壓漿泵試開一次，運轉(zhuǎn)正常并能達到所需壓力時，才能正式壓漿，壓漿時灰漿泵泵壓保持在0.5～0.7MPa。從下至上進行壓漿（比較集中和鄰近的孔道，先連續(xù)壓漿完成，以免串到鄰近孔后水泥漿凝固，堵塞孔道）。

（2）當梁另一端排出空氣-水-稀漿至濃漿時使用閥門控制流漿，并提升壓力至0.7MPa，持壓2min，從壓漿孔擠出噴嘴，并立即關閉閥門。壓漿中途發(fā)生故障，不能連續(xù)一次壓滿時，要立即用高壓水沖洗干凈，故障處理完成后再壓漿。

（3）構件中的錨具對其應進行封錨；在壓漿后應先將其周圍沖洗干凈、鑿毛，然后設置鋼筋網(wǎng)并澆筑封錨混凝土。

5.5支架等拆除

模板、支架的拆除時間根據(jù)模板部位和混凝土所達到的強度而定。箱室內(nèi)頂模、支架應在同步養(yǎng)生的試塊強度達到設計強度70%時，再行拆除；對于箱梁底板、翼板及支架，必須在鋼絞線張拉和壓漿完成后，方能卸架。支架的卸落應按程序進行。每次卸落均由跨中開始，縱向應對稱、均衡，橫向應同步平行。拆除支架的施工班組要分工明確，有專人指揮。

6 結(jié)束語

通過D匝道橋首件第5聯(lián)現(xiàn)澆箱梁施工過程的探索積累，施工工藝基本滿足現(xiàn)澆箱梁施工的要求，可以指導后續(xù)的現(xiàn)澆施工。通過施工，也使全體施工人員加深了對現(xiàn)澆箱梁施工工藝的掌握，相互增強了施工合作、安全生產(chǎn)、質(zhì)量優(yōu)良的整體意識。在后續(xù)施工中我們將發(fā)揚首件工程中的有效經(jīng)驗，繼續(xù)改進和優(yōu)化工藝，為優(yōu)質(zhì)、安全地完成我標段的現(xiàn)澆箱梁施工不斷努力。

［1］ 趙杰.預應力橋梁現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工工藝探討［J］.黑龍江科技信息，2013（12）.

［2］ 劉俊民.支架現(xiàn)澆箱梁施工工藝質(zhì)量控制［J］.城市道橋與防洪，2013（6）.

［3］ 秦楚，秦新棟，任國偉.淺談后張預應力現(xiàn)澆箱梁施工工藝［J］.公路交通科技（應用技術版），2014（10）.

［4］ 高永亮.沉降觀測技術在超寬現(xiàn)澆箱梁滿堂支架預壓中的應用［J］.浙江建筑，2014（10）.

Precompression and Construction Technology of Prestressed Cast-in-situ Box Girder Bracket

ZHU Yu-bao1，LOU Xu-yan2

（1.Zhejiang Jinzhu Transportation Construction Co.，Ltd.，Hangzhou 310051，China；2.Zhejiang Yida Engineering Supervision Consulting Co.，Ltd.，Yiwu 322000，China）

As the main patterns for route intersection of expressway，cast-in-situ box girders are usually used in the upper structures of common ramp bridges with the gradual increase of interchanges.Cast-in-situ box girders have features like good integrity，beautiful appearance，large rigidity，complex shape and so on.Build-up bracket and precompression process of bracket are contained in each construction stage.Taking D ramp bridge engineering of an interchange as an example，the precompression and construction technology of prestressed castin-situ box girder bracket are introduced，and the stability of gate-type bracket is analyzed through observation data，thus providing technical support for the construction of subsequent cast-in-situ box girder.

Prestress；Cast-in-situ box girder；Bracket precompression；Construction technology

U445

B

1673-6052（2016）01-0023-06

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.01.006