預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁施工工藝及控制

李增剛

(河北省秦皇島路橋建設(shè)開發(fā)有限公司)

1 引言

隨著我國高速公路的快速發(fā)展，作為路線交叉的主要方式，互通立交逐漸增多，一般匝道橋的上部結(jié)構(gòu)多為現(xiàn)澆箱梁。張石高速公路三期(張北至三號地冀蒙界段)全長58.9 km，其中L8合同段張北互通A匝道跨橋中心樁號為AK0+579.79，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，橋跨組成為18m+24m+24m+18m，梁寬15.5m，高1.4m，混凝土設(shè)計標(biāo)號C50。

2 施工工藝及流程

2.1 基礎(chǔ)處理及支設(shè)底模

該工程采用滿堂支架法，支架施工前，必須處理支架基礎(chǔ)，基礎(chǔ)先整平、壓實(shí)，頂面鋪筑30～50cm砂礫土(或灰土)，經(jīng)整平碾壓，壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到85%以上，表面做雙面橫坡以防止積水，兩側(cè)挖排水溝，將水引致50m以外。

本項工程底板支架采用0.9m×0.9m模數(shù)碗扣式鋼管支架，翼板支架采用0.9m×1.2m的模數(shù)，橫桿的間距為1.2m。支架上托用15 cm×15 cm方木支墊，采用小方木密排支撐底模，為增強(qiáng)支架的整體穩(wěn)定性，在縱橫方向設(shè)置斜拉桿件。底模均采用1.2m×1.5m鋼模板拼裝組成，板間黏結(jié)雙面膠密封海棉條，以防止漏漿。底模的標(biāo)高、位置嚴(yán)格控制，按設(shè)計要求本工程不設(shè)預(yù)拱度，但必須考慮豎曲線的影響。

2.2 加載預(yù)壓

為保證現(xiàn)澆箱梁在混凝土澆筑后，不產(chǎn)生超過允許的沉降量，本工程必須進(jìn)行加載均勻預(yù)壓，加載物采用沙袋(也可以采用水箱)，加載重量為箱梁自重的100%，待沉降穩(wěn)定后，在持續(xù)3～5 d，以消除地基和支架的非彈性變形。

2.3 支立側(cè)模、綁扎底板腹板鋼筋

卸載后，即開始支立側(cè)模及翼板模板，側(cè)模及翼板模板采用1.2m×2.4m竹膠板，直接與木方加固成型。底板腹板鋼筋在鋼筋加工場內(nèi)分段制作，鋼筋骨架的加工在平臺上進(jìn)行，采用電弧焊、對焊配合施工，成型后運(yùn)至施工現(xiàn)場，按設(shè)計進(jìn)行綁扎定位。

2.4 波紋管安裝、鋼絞線穿束

本項工程預(yù)應(yīng)力管道采用鍍鋅鋼波紋管，安裝時嚴(yán)格按照規(guī)定位置定位，并保持管道暢通。所有管道沿長度方向每50～100cm設(shè)一井字形定位鋼筋，并點(diǎn)焊在主筋上。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》(GB/T5224-2003)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的高強(qiáng)度低松弛鋼絞線，公稱直徑15.2mm，公稱截面積139mm2，強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fpk=1 860MP，彈性模量EP=1.95×105MP。鋼絞線下料前，注意不使鋼絞線產(chǎn)生有害變形，有害變形的部位必須除掉。

鋼絞線的長度按下式確定：L=L0+2(L1+L2+L3+L4)式中：L為鋼絞線下料長度;L0為孔道凈長;L1為工作錨長度;L2為千斤頂長度;L3為工具錨長度;L4為張拉端外露長度，取40～50cm。

鋼絞線采用人工穿束，穿束前，根據(jù)設(shè)計要求編制編號，鋼絞線要順直，根與根之間不得交叉相扭，鋼絞線通過波紋管后，在兩端刻痕的方法統(tǒng)一編號。

2.5 安裝內(nèi)模;澆筑底板、腹板混凝土、養(yǎng)護(hù)

內(nèi)模采用1.8 cm厚木板拼裝、6m×8 cm木方加固，在模板加工場內(nèi)組裝完成，注意形狀按圖紙制作。為了保證鋼筋保護(hù)層，內(nèi)模可以適當(dāng)縮尺2～3 cm。

箱梁混凝土分2次澆筑完成，第1次澆筑底板、腹板。在料場內(nèi)設(shè)置產(chǎn)量為60m3/h的水泥混凝土強(qiáng)制式拌和站，配備2臺混凝土輸送泵車和4臺混凝土運(yùn)輸車。混凝土嚴(yán)格按施工配合比(泵送)拌合，水泥采用唐山冀東Po52.5水泥，塌落度控制在15～17 cm。

為了防止內(nèi)模上浮，混凝土施工中先澆筑底板后澆筑模板，底板澆筑完成后略停留一段時間，腹板澆筑時嚴(yán)格控制板澆筑速度。在澆筑混凝土的過程中，要專人專區(qū)進(jìn)行振搗，嚴(yán)防漏振，避免振搗棒直接振破波紋管。混凝土采用大塊土工布覆蓋養(yǎng)護(hù)，專人定時灑水，保持水泥混凝土表面濕潤。

2.6 綁扎頂板、翼板鋼筋;澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù)

根據(jù)同條件試塊，當(dāng)?shù)谝淮螡仓炷翉?qiáng)度達(dá)到80%以上時，綁扎頂板翼板鋼筋，注意鋼筋尺寸嚴(yán)格按圖紙施工，必須保證鋼筋保護(hù)層。按同樣配合比澆筑頂板翼板混凝土，進(jìn)行覆蓋養(yǎng)生。

2.7 預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉及孔道壓漿工藝

(1)預(yù)應(yīng)力張拉

當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的90%以上，且混凝土齡期不少于7 d時，才能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。在張拉作業(yè)之前對千斤頂、油壓表及油泵進(jìn)行標(biāo)定，并繪制標(biāo)定曲線，張拉時，按標(biāo)定曲線配套使用。并檢查錨具及預(yù)應(yīng)力鋼束安裝是否正確。

張拉前安裝工作錨，然后用鐵管在夾片后套在鋼絞線上將夾片輕輕地打入錨環(huán)，要使夾片均勻，完畢后安裝限位板、千斤頂及工具錨，安裝工具錨夾片時同樣用鐵管將夾片均勻打入工具錨內(nèi)。張拉時兩端必須同時對稱進(jìn)行，在進(jìn)行以上作業(yè)時，千斤頂懸掛在鐵架上，調(diào)整錨圈、墊板及千斤頂位置，使孔道、錨具和千斤頂三者之間軸線相吻合。

主梁鋼束張拉步驟為：0→10%σcon(持荷3min)→103%σcon(持荷5min)→σcon→錨固。梁的兩側(cè)同時張拉，實(shí)施張拉時先進(jìn)行預(yù)張拉(張拉至10%σcon)，靜立3min，使鋼絞線受力調(diào)整均勻，然后用鋼尺量測出此時活塞伸出量，接著兩端對稱張拉至控制應(yīng)力的103%，持荷5min，量測活塞相應(yīng)的伸出量，卸荷至0，量測活塞相應(yīng)的伸出量。理論伸長值和實(shí)際伸長值差值應(yīng)控制在5%的范圍內(nèi)。

張拉操作過程中，嚴(yán)禁千斤頂正后方站人，以防錨具夾片、鋼絞線彈出傷人。

(2)孔道壓漿

預(yù)應(yīng)力張拉完畢后，在24 h內(nèi)進(jìn)行孔道壓漿，壓漿前用水清洗管道，清除灰塵和孔內(nèi)雜質(zhì)。壓漿用的水泥漿標(biāo)號不得小于C40，水灰比在0.4～0.5之間，水泥采用高標(biāo)號硅酸鹽水泥，并在水泥中摻適量的無腐蝕性膨脹劑。

水泥漿從配制到壓入管內(nèi)，控制在40min內(nèi)，水泥漿要經(jīng)過1.2mm的篩子后再進(jìn)入料斗，防止大顆粒堵管。

壓漿采用活塞式壓漿泵，使其壓力控制在0.5～0.7 MPa，孔道壓漿至最大壓力后，穩(wěn)壓3min;從一端向另一端壓漿，壓漿達(dá)到孔道另一端飽滿和出漿，排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿為止，封閉梁側(cè)終端出漿孔，待夾片和鋼絞縫隙中泌出清水時，封閉進(jìn)漿孔，至此，壓漿工作完成。排氣孔上事先安裝好閥門，便于操作和保持孔道的密閉性。

2.8 拆除支架、模板

待壓漿試塊強(qiáng)度達(dá)到80%以上時，即可拆除支架。落架時從每跨的跨中開始向兩端拆除支架、模板，卸架時要均勻、緩慢、對稱拆除，不應(yīng)使主梁發(fā)生局部受力的狀態(tài)。

3 施工控制要點(diǎn)

支架立柱必須安裝在有足夠承載力的地基上，立柱底端應(yīng)設(shè)墊木來分布和傳遞壓力，并保證澆筑混凝土后不發(fā)生超過允許的沉降量。根據(jù)橋跨結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)對支架進(jìn)行設(shè)計及驗(yàn)算，使其具有足夠的剛度和強(qiáng)度，以滿足結(jié)構(gòu)受力、變形及線性要求，確保箱梁的澆筑質(zhì)量。

鋼絞線和普通鋼筋進(jìn)場后，必須按有關(guān)規(guī)定對其強(qiáng)度、外形尺寸、初始應(yīng)力和物理及力學(xué)性能等進(jìn)行嚴(yán)格試驗(yàn)。錨頭應(yīng)進(jìn)行裂縫探傷檢驗(yàn);夾片應(yīng)進(jìn)行硬度檢驗(yàn);錨具應(yīng)進(jìn)行組合錨固性能試驗(yàn);應(yīng)逐個檢查墊板喇叭管內(nèi)有無毛刺，對有毛刺者不準(zhǔn)使用。同時應(yīng)就實(shí)測的彈性模量和截面積對計算引伸量做修正。

引伸量的修正公式為

式中：E'、A'為實(shí)測的鋼絞線的彈性模量及截面積;E、A為計算采用的鋼絞線的彈性模量及截面積。

式中：Δ為計算得到的引伸量值;Δ'為修正計算的引伸量值。

預(yù)應(yīng)力采用引伸量與張拉力雙控，錨下控制應(yīng)力為0.72 fpk=1 339.2 MP，當(dāng)伸長量超過±5%范圍時，應(yīng)暫停張拉，待原因查明并采取措施加以調(diào)整后，方可繼續(xù)進(jìn)行。

施工中若受力鋼筋與構(gòu)造鋼筋發(fā)生干擾，允許對構(gòu)造鋼筋進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整布置，但混凝土保護(hù)層應(yīng)予以保證;凡因施工需要而斷開的鋼筋，當(dāng)再次連接時，必須進(jìn)行焊接并符合施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。當(dāng)鋼筋與預(yù)應(yīng)力管道發(fā)生干擾時，可適當(dāng)移動普通鋼筋以保證鋼束管道位置準(zhǔn)確;如錨下螺旋筋與分布鋼筋發(fā)生干擾時，可適當(dāng)移動分布鋼筋;鋼束錨固處的普通鋼筋如影響預(yù)應(yīng)力施工時，可以適當(dāng)彎折，但待預(yù)應(yīng)力施工完畢后及時復(fù)位。

現(xiàn)澆箱梁混凝土由于混凝土數(shù)量大，澆筑時間長，需要大量施工人員，需要多種機(jī)械配套聯(lián)合作業(yè)，因此，澆筑混凝土前，一定做好各項組織工作，做到精細(xì)化管理，不允許出現(xiàn)差錯，否則將會造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

4 結(jié)束語

在該現(xiàn)澆連續(xù)箱梁工程施工中，經(jīng)過不斷的技術(shù)改進(jìn)和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，保證了工程按計劃、高質(zhì)量的完成，取得很好的經(jīng)濟(jì)和社會效果。

［1］ 王貴珍.預(yù)應(yīng)力輕集料混凝土空心板橋力學(xué)性能的數(shù)值模擬［D］.武漢理工大學(xué)，2005.

［2］ 王業(yè)剛.大噸位預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.山東大學(xué)，2010.

［3］ 高亞軍.現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的監(jiān)理控制要點(diǎn)［J］.山西建筑，2010，(13)：215-216.