滿堂支架現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)

黨新義

1 工程概況

某高速公路特大橋引橋第5，6聯(lián)上部采用30 m+2×35 m+2×35 m+30 m的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，梁高2 m。第5聯(lián)左幅箱梁采用單箱雙室截面，右幅箱梁采用單箱三室截面;第6聯(lián)左幅箱梁采用單箱雙室截面，右幅箱梁采用單箱四室截面;橋墩采用方柱式墩，基礎(chǔ)采用整體式承臺(tái)，2 m的鉆孔灌注樁。

2 主要工程的施工方案

2.1 支撐體系的施工

2.1.1 支架基礎(chǔ)處理

清除支架范圍內(nèi)的棄渣雜物，基坑回填砂土，分層夯實(shí)，平整壓實(shí)場(chǎng)地。原地表處理30 cm 5%石灰土后再填筑30 cm 5%灰土，壓實(shí)度達(dá)90%以上，處理后的地基進(jìn)行承載力試驗(yàn)以確定是否滿足檢算要求的承載力要求。

2.1.2 支架設(shè)計(jì)及搭設(shè)

箱梁翼緣頂處支架橫向布置間距為120 cm，縱向布置間距為90 cm，箱梁底、腹板處橫向布置間距為90 cm，縱向布置間距為90 cm，并設(shè)縱橫向剪刀撐，每隔4排設(shè)置一道。支架底設(shè)12 cm×10 cm方木作墊木，支架頂設(shè)12 cm×10 cm的方木作臥木，其上設(shè)間距為25 cm的10 cm×10 cm方木作背條，用以支撐箱梁底模。翼緣板處由桿件直接搭設(shè)至板底，通過托撐調(diào)節(jié)高度，托撐上方木布設(shè)與梁底相同。

待地基壓實(shí)及平整度達(dá)到要求后，按要求鋪設(shè)支架底層墊木，按設(shè)計(jì)間距安放可調(diào)底座，并按各跨不同的計(jì)算高度調(diào)整好底座上可調(diào)螺絲帽位置，使螺帽頂面位于同一水平面上。檢查桿件有無(wú)彎曲、接頭開焊和斷裂等現(xiàn)象，無(wú)誤后可實(shí)施拼裝。拼裝時(shí)，立桿(柱)確保垂直度。在第一層所有立桿與橫桿均拼裝調(diào)整完畢無(wú)誤之后方可繼續(xù)向上拼裝。鋪設(shè)頂層縱向臥木。在鋪設(shè)時(shí)注意必須使兩縱向臥木接頭位于可調(diào)支撐處。鋪設(shè)橫向方木背條(凈間距25 cm)，并用水平儀檢查標(biāo)高，無(wú)誤后拼裝底板模板。支架示意圖見圖1。

2.1.3 支架預(yù)壓

1)設(shè)置預(yù)留沉降量。根據(jù)接縫個(gè)數(shù)計(jì)算接縫壓縮量，根據(jù)支架高度計(jì)算支架彈性變形值，并根據(jù)地基情況計(jì)算地基沉降量，以上各值之和作為支架預(yù)留沉降量，并根據(jù)其值設(shè)置預(yù)壓前底模高度，即預(yù)壓前底模高度=設(shè)計(jì)梁底標(biāo)高+地基沉降量+接縫壓縮值+支架彈性變形值+施工預(yù)拱度。支架彈性變形值:Δ=NL/EA。其中，N為單根桿件壓力;L為桿件長(zhǎng)度;E為桿件彈性模量;A為桿件實(shí)際受力面積。地基沉降根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)其值為2 mm，以連續(xù)3 d無(wú)明顯沉降作為地基沉降完成的標(biāo)志，完成后不反彈，屬于塑性變形。2)布設(shè)荷載。分孔進(jìn)行預(yù)壓，先按梁體截面形式計(jì)算梁體、腹板及懸臂板部分的梁體自重荷載分布值，并按計(jì)算結(jié)果分部位布設(shè)預(yù)壓水箱。在預(yù)壓開始前沿梁跨分不同部位，設(shè)置水準(zhǔn)觀測(cè)點(diǎn)。地基沉降觀測(cè)點(diǎn)設(shè)于臥木頂面，支架沉降觀測(cè)點(diǎn)設(shè)于底模頂面。支架觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則為梁體及懸臂側(cè)橫向布點(diǎn);縱向沿梁體滿布，間距為1 m;地面觀測(cè)點(diǎn)必須按不同下臥層分別設(shè)置觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)點(diǎn)的布設(shè)直接影響觀測(cè)結(jié)果，施工中沿梁跨方向每2 m設(shè)一排觀測(cè)點(diǎn)以取得更多的數(shù)據(jù)。從預(yù)壓加載開始直至預(yù)壓完成分階段進(jìn)行，具體可分以下幾個(gè)階段:a.彈、塑性觀測(cè)階段:從預(yù)壓加載開始直至加載完成的過程中，支架塑性變形(包括接縫壓縮值、方木本身塑性壓縮值)及支架彈性變形(桿件本身的彈性變形)就基本完成。這個(gè)階段按布設(shè)的觀測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)加載后標(biāo)高以求得彈塑性變形之和。b.地基沉降觀測(cè)階段:地基在外部荷載作用下壓縮變形一般需經(jīng)一段時(shí)間才能穩(wěn)定。c.卸載階段的觀測(cè):地基沉降穩(wěn)定后，即可卸除預(yù)壓荷載，卸載從跨中至兩邊對(duì)稱進(jìn)行，卸載完成后實(shí)測(cè)各觀測(cè)點(diǎn)的彈性反彈值。3)預(yù)壓結(jié)果分析。采用統(tǒng)計(jì)法分析各階段觀測(cè)值，剔除個(gè)別值，找出觀測(cè)值的規(guī)律性。計(jì)算支架彈塑性壓縮值:支架塑性變形Δ塑=預(yù)壓前標(biāo)高-預(yù)壓后標(biāo)高-彈性回彈值(地基沉降值已考慮在內(nèi))。支架彈性變形 Δ彈=卸載后底模標(biāo)高-卸載前底模標(biāo)高。其中，塑性變形包括地基沉降值、接縫壓縮值及方木塑性壓縮值，該值在預(yù)壓完后認(rèn)為已消除，調(diào)整底模標(biāo)高時(shí)不再予以考慮。4)預(yù)留拱度及沉降量，調(diào)整底模標(biāo)高。各點(diǎn)標(biāo)高*=設(shè)計(jì)標(biāo)高+支架彈性回彈值+結(jié)構(gòu)本身?yè)隙戎?預(yù)留拱度)，各點(diǎn)對(duì)應(yīng)數(shù)值計(jì)算完成后，將計(jì)算結(jié)果作為對(duì)應(yīng)點(diǎn)標(biāo)高調(diào)整底模標(biāo)高。

2.2 支座安裝

在支架搭設(shè)完畢后，鋪設(shè)底模前，在墩柱頂面或墩臺(tái)支承墊石上按規(guī)范規(guī)定安裝橡膠支座。

2.3 模板工程

1)模板制作。外模采用厚度為15 mm的竹膠模板，底模墊木尺寸為10 cm×12 cm，凈距為25 cm，側(cè)模分上、中、下三點(diǎn)用鋼管斜撐于支架上，確保其在混凝土澆筑過程中穩(wěn)固不變形。內(nèi)模只制作頂模及兩側(cè)模板。用鋼管做成骨架支撐確保整體穩(wěn)固不變形。2)模板安裝。模板安裝順序如前所述，對(duì)要使用的竹膠模板仔細(xì)清理、整形、刨邊、打蠟，發(fā)生可見變形的竹膠模板不再使用，有小孔洞的模板先用油漆膩?zhàn)庸纹胶笤俅蛳灐?nèi)模安裝時(shí)先立兩側(cè)模板，整體采用吊模法固定。箱室隔板可采用預(yù)制對(duì)銷螺絲撐頭，安裝穿心對(duì)銷螺絲。模板安裝完成經(jīng)檢查符合要求后才可澆筑混凝土。3)支架模板拆除。模板拆除時(shí)間根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定。側(cè)面模板拆除，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa后進(jìn)行，承重模板在下一跨預(yù)應(yīng)力鋼筋施加預(yù)應(yīng)力并壓漿后拆除。

2.4 鋼筋制作及波紋管安裝

1)鋼筋制作。鋼筋在鋼筋加工廠統(tǒng)一下料制作，鋼筋骨架在鋼筋廠加工焊接，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)用吊車安裝。2)波紋管安裝。嚴(yán)格按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)孔道位置及坐標(biāo)預(yù)埋塑料波紋管。管道直線段0.75 m架設(shè)一道定位架(定型鋼箍)，曲線段定位架間距為0.5 m。普通鋼筋若與預(yù)應(yīng)力管道發(fā)生干擾，普通鋼筋可以適當(dāng)移動(dòng)或避繞。在綁扎鋼筋、澆筑混凝土過程中，避免踏壓扁波紋管。在立側(cè)模前，仔細(xì)校核管道坐標(biāo)，檢驗(yàn)其固定、連接措施是否牢靠，絕不把隱患帶入下道工序。

2.5 混凝土工程

1)混凝土澆筑。箱梁采用C50混凝土，分二期施工完成:第一次澆筑底板及腹板，澆筑至腹板與頂板交界處(頂板倒角最低處)，混凝土澆筑完終凝前進(jìn)行拉毛，并用高壓水槍將表面浮動(dòng)石子、浮漿沖洗掉;第二次澆筑頂板及翼板，混凝土澆筑采用分層平鋪法，每層厚度25 cm左右。施工過程中，嚴(yán)格控制混凝土的坍落度和其他技術(shù)指標(biāo)。2)混凝土養(yǎng)護(hù)。混凝土澆筑完成后，立即采用土工布進(jìn)行覆蓋，待混凝土終凝后，即可開始灑水養(yǎng)護(hù)，灑水量以能滿足混凝土保持濕度為宜，灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7 d。

2.6 預(yù)應(yīng)力張拉

混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行張拉，張拉順序按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求進(jìn)行，采用張拉噸位與引伸量雙控，控制應(yīng)力 σk=1 395 MPa，引伸量控制在-6%～+6%以內(nèi)。

2.7 封錨

在水泥漿凝結(jié)后，綁扎錨頭鋼筋網(wǎng)，用與箱梁同標(biāo)號(hào)混凝土澆筑封錨混凝土。

3 結(jié)語(yǔ)

滿堂支架法進(jìn)行預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁施工是一種古老的施工方法，但其具有與設(shè)計(jì)線形較為吻合，結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換，預(yù)應(yīng)力筋可以一次布置，集中張拉等明顯優(yōu)點(diǎn)，隨著近年來(lái)橋梁多樣化的發(fā)展，斜橋、彎橋、異形橋的不斷出現(xiàn)，采用滿堂支架施工顯示出相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。