高架桥施工中现浇预应力混凝土连续箱梁的探究

　　摘要：我们知道，高架桥现浇预应力箱梁混凝土的施工，通常具有大体积、多跨、超长、强度高等特点，若施工控制不好，很可能产生裂缝，从而影响箱梁施工的整体质量。因此，控制混凝土施工过程，成为现浇预应力箱梁施工的质量控制要点之一。本文结合实践，探讨一下现浇预应力混凝土箱梁高架桥的关键技术，仅供交流。

　　关键词：高架桥施工；预应力混凝土；连续箱梁

　　中图分类号：U448.28 文献标识码：A 文章编号：1673-8756（2016）11-

　　1.工程概述

　　某市机场附近，高架桥项目中1#-17#墩之间的施工中，预应力连续箱梁技术的应用进行阐述。该标段全长2380.52m，跨径布置为4×20+20（25）+30+25（20）+9×20，主跨为三孔等截面预应力混凝土箱形连续梁。其余孔为等截面钢筋混凝土箱形连续梁，单幅梁宽12.5m。由于该段项目处，地势低洼，河塘较多，地质情况复杂，因此在该段采用有支架少支点，仅支点处预压的现浇施工方法。

　　2.预应力施工

　　由于4#-7#墩施工段为三孔预应力混凝土连续箱梁，纵向布置有9束25m长的预应力束，在5#、6#墩顶各有两束负弯矩束。预应力束均采用19根15.24的钢铰线，锚具采用YM15-19。预应力施工是整个标段高架桥的重点和难点，因此，下面从波纹管布置、钢铰线穿束、预应力张拉、压浆等几个方面介绍施工方法：

　　2.1波纹管布置

　　首先设计图纸要求在箱梁肋上准确布置波纹管的定位筋，纵向间距应小于1m，横向位置按设计图纸上的座标定位。在波纹管接头处一定要将波纹管接口用小锤整平，以防在穿束时引起波纹管翻卷，严重时会导致管道堵塞。还要检查波纹管是否因为焊接等原因产生破损或变形，若发现一定要在浇筑混凝土之前补好。在与锚垫板接头处，一定要用胶带或其它东西堵塞好以防水泥浆渗进锚孔内。

　　2.2预应力管道：成孔定位与施工

　　（1）预应力管道采用定位网片来定位，定位网片在专用胎卡上焊有井字形字样，一般采取抽拔橡胶棒成孔工艺，其安装过程与钢筋绑扎同步进行。在骨架进行绑扎完毕后沿管道孔位方向从下至上，两端向中间靠拢的顺序进行抽拔橡胶棒，采用前拉后推的方式。街头的部分同直径铁皮管连接，防止混凝土混入造成堵塞。

　　（2）箱梁施工中一般采取一种后张法进行预应力的张拉，待混凝土的强度达到一种目标是就可以进行张拉运动。首先肯定是要按照安装顺序来进行安装施工。对于预应力的张拉，应该在箱梁的两端同时进行。在完成张拉后，应该在一小时内完成压浆施工，在完成压浆施工后，要及时设置钢筋网片并浇筑混凝土，施工过程中水的比例也格外严格，当然是可以适当渗入一些铝粉或者膨胀剂以达到减少收缩的目的，完成压浆端的封锚工作。

　　2.3预应力穿筋

　　在穿束之前要做好准备工作，如：（1）清除锚头上的各种杂物以及多余的波纹管。（2）用高压水冲洗孔道。（3）在干净的水泥地坪上编束，以防钢束受污染。（4）卷扬机上的钢丝绳要换成新的并要认真检查是否有破损处。（5）在编束前应用专用工具将钢束梳一下，以防钢绞线绞在一起。（6）将钢束端头做成圆锥状，用电焊焊牢，表面要用砂轮修平滑，以防钢束在波纹管接头处引起波纹管翻卷，堵塞孔道。

　　若预应力束孔道是曲线状，用人工穿束就比较困难，通常将钢丝绳系在高强钢丝上，用人工先将高强钢丝拉过孔道，然后将钢丝绳头用12的半圆钢环与钢束头经焊接而接在一起，开启卷扬机将钢束徐徐拉过孔内，在钢束头进孔道时，用人工协助使其顺利入孔。如果在钢束穿进过程中堵塞，要立即停止，查准堵塞管位置，凿开混凝土清除管道内的堵管杂物，仍继续用卷扬机将束拖过孔道。

　　施工中，应按照对号入座的概念进行一一对应，采用机械穿束，人工配合。当然必要的时候穿束前要进行管道清理，用高压吹风机进行吹风，达到管道顺畅通畅，保证传输层可以顺利进行。同一个孔道应该整束整穿，两批不同的钢绞线不能穿过同一个孔道，而且不同的钢绞线还有规定的弹性模量，必须均匀分开，不能集中到一起。平顺地穿入管道内后，两端外露长度要基本一致。

　　2.4施加预应力

　　在钢束穿好后即可进行施加预应力工作。在施加预应力前应做好：（1）钢绞线进场后要取样做拉伸试验，抽查钢绞线的断面尺寸。（2）锚具、塞片到场后要检查锚固效率系数，其值不可小于0.95.（3）要定期抽查塞片的硬度。（4）油顶油表要定期进行校验。

　　预应力张拉的顺序为先纵向长束后短束。张拉过程为：安装锚具、千斤顶→拉到初应力（设计应力10%）→作量测伸长量起始记号→张拉至设计应力→量伸长量→回油锚固→量到实际伸长量并求出回缩值→检查是否有滑丝、断丝情况发生。每次锚具安装好后必须及时张拉，以防在张拉前锚具生锈。

　　张拉过程中如有滑丝、断丝、伸长量不够的情况发生，则需分析原因并处理后重新张拉。

　　在张拉过程中发生滑丝现象的原因：（1）可能在张拉时锚具锥孔与夹片之间有杂物。（2）钢绞线上有油污、锚垫板喇叭口内有混凝土和其它杂物。（3）锚固效率系数小于规范要求值。（4）钢绞线可能有负公差及受力性能不符合设计要求。（5）初应力小，可能钢束中钢绞线受力不均，引起钢绞线收缩变形。（6）切割锚头钢绞线时留得太短，，或未采取降温措施。（7）长束张拉，伸长量大，油顶行程小，多次张拉锚固，引起钢束变形。（8）塞片、锚具的硬度不够。

　　张拉过程中断丝现象的原因分析：（1）钢束在孔道内部弯曲，张拉时部分受力大于钢绞线的破坏力。（2）钢绞线本身质量有问题。（3）油顶未经标定，张拉力不准确。

　　钢束张拉如发现伸长量不足或过大，也应及时分析原因，一般是管道布置不准，增大孔道摩阻，应力损失大，有时也有可能设计计算使用的钢绞线的弹模值与实际使用的弹模值不相同。

　　总之，在张拉过程中如发现滑丝、断丝、伸长量不够等情况后要及时查明原因，采取相应的措施后方可进行下一步施工。

　　2.5压浆

　　压浆是后张法预应力施工中的最后也是关键的一步，压浆前对压浆机进行认真检查、标定，用压浆机向管道内注压清水，充分冲洗，润湿管道，至全部管道冲洗完后，正式拌浆，开始压浆。压浆开始后需等另一端排水，排水孔亦喷出纯浆并稳定后，才可封闭排气孔，其后对管加压到0.6MPa以上并持荷5min后封闭。张拉封锚压浆应在48h内完成，如有特殊情况不能及时压浆时，应采取保护措施，灌浆后30d不能碰撞锚具。

　　在预应力箱梁浇筑前要在箱梁内预埋内观测点观测混凝土浇筑前后梁底标高变化及张拉前后的标高变化。

　　3.支架施工

　　3.1预压目标要求

　　为消除支架地基在全部施工荷载下可能引起的变形，对照设计分析，施工前须对支架进行预压。预压工作在支架搭设完成且底模铺设完成后，采用砂袋预压的方法，支架预压目的：(1)检查支架的安全性能，确保施工安全确定。(2)消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。一般预压荷载则是箱梁单位面积重量的100 %。该方案采用加混凝土的办法进行预压。为了观测支架沉降工况，在预压之前检测每个测量管控点标高。在加载混凝土重量的50%和100%后均要复测各控制点标高，荷载持荷12，24，36h后要再次复测各控制点标高，如果持荷后所测数据变化很小时，表明地基及支架非弹性变形和沉降过程己基本完成，可以卸载，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架非弹性和沉降过程结束后再卸载。卸载之后，须再次复测各管控点标高，方便以后得出支架与地基的弹性变形量(等于卸载后标高减去持荷后所测标高)，用总沉降量(即支架持荷后稳定沉降量)减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形(即塑性变形)量。预压结束后须对照预压成果通过可调顶托调整支架的标高。

　　3.2支架等载预压

　　支架预压采用100%等载预压，以消除支架体系的非弹性变形，荷载采用吊放预制混凝土块预压。待非弹性变形稳定后即撤除预压，并在卸除预压荷载时测出弹性变形值，绘出弹性变形曲线作为调整底模板标高的依据。预压时分阶段进行沉降值测量，利用前者观测与最后一次观测的读数分析得出支架和基础的沉降量。分阶段卸载时再分别对每个点进行测量，得出支架卸载后的回弹量，两次测量值分析，得出弹性变形值。

　　3.3支架搭设

　　上部箱形连续梁施工采用由无缝钢管焊接成的组合钢管支架作为支撑，承重部分由纵向和横向的工字钢组成，组合钢管支架用工字钢联成整体，在横向工字钢上面设置砂筒（或木楔块）供落架使用，对于20m孔每孔设5个支点，分别在1/4跨处、1/2跨处及两墩身处，横向也设5个支点，各横向支点处均用角铁焊接成剪刀撑形式，使其联成一体。

　　3.4支架预拱度设置

　　预拱度计算公式为f=f1+f2+f3，其中f1：地基弹性变形，f2：支架弹性变形，由计算可知f2=5～8mm，取f2=8mm，f3：梁体挠度。

　　预拱度最大值设置在梁的跨中位置，并按抛物线形式进行分配，算得各点处的预拱度值后，通过支架上的砂筒对底模进行调整。

　　4.其他

　　除以上操作之外，也应重视降低混凝土浇筑温度，要不断优化混凝土配合比、降低混凝土出机口温度、减少运输途中温度回升、加强后期保湿、保温养护等几个方面着手进行。

　　综上所述，在当期现浇预应力连续箱梁施工过程中，我们要通过对施工工艺的优化来提高施工质量。

　　饶玉连

关注读览天下微信， 100万篇深度好文， 等你来看……