預應力箱梁施工技術在市政橋梁工程中的應用探討

沈增華

（福建嘉宜建筑工程有限公司）

0 引言

預應力箱梁施工技術在公路和鐵路橋梁施工建設中得到廣泛應用，預應力原理主要是指在結構受拉區預先施加預應壓力，以使結構在實際使用過程中產生預應壓力的應力，從而延緩裂縫的出現，提高施工質量，對保證橋梁工程的安全性具有重要意義。

1 工程概況

箱梁質量對橋梁施工有重要影響，若要提高橋梁工程施工質量，需對預應力箱梁施工技術進行詳細分析。東界路（翔安北路-同安大橋段）道路工程位于廈門市翔安區西北部，下潭尾南片區，丙洲東側，起點為翔安北路（原內垵路）與西福東路交叉處，往南沿線與規劃一、二路及西亭路等三條規劃路相交，終點與同安大橋連接線相交。道路總長度約3400 米，道路按城市Ⅰ級主干道標準設計，道路紅線寬度40 米，路基和橋梁一次成形，路面近期實施雙向四車道。其中馬巷大橋全長1114.4米，東坑水道橋全長258 米，標準橋寬30.5 米。本項目采用3×25＋10×20 預應力混凝土連續箱梁結構型，主要考慮箱梁結構質量對橋梁施工帶來的影響。

2 箱梁施工主要方法

2.1 立模

為防止模板界面粘結影響箱梁澆筑性能，提高立模、拆模效率，立模前先均涂脫模劑，按控制線安裝模板后，綁扎鋼筋穩定支撐。立模安裝過程中，應注意相鄰模板接縫處理密實，防止澆筑過程中出現跑漿、漏漿等問題。立模安裝到位后，依次安裝側模、內模和端模，形成結構穩定的箱梁模板結構體系。

2.2 鋼筋綁扎

東界路道路工程預應力鋼筋混凝土箱梁結構復雜、數量眾多，給鋼筋綁扎帶來一定難度，因此，在綁扎鋼筋時，應先根據鋼筋綁扎模型將其制作成骨架，綁扎過程中注意力矩扳手的擰緊值，按照施工規定的鋼筋接頭擰緊值嚴格把控，鋼筋擰緊扭矩按鋼筋直徑進行控制，鋼筋直徑與扳手力矩對應關系為：φ16mm:105N·m；φ18mm:145N·m；φ20mm:177N·m；φ22mm:216N·m；φ25～φ28mm:275N·m；φ32mm:314N·m；φ36～φ40mm:343N·m。

當扳手發出“咔咔”的聲響之后方可停止擰緊作業。骨架制作好后，對鋼筋的預應力進行確定，并做好相應標記，之后再根據標記焊接定位筋，固定鋼筋。

2.3 塑料波紋管綁扎

對預應力鋼束孔道進行鉆孔時，需采用預埋塑料波紋管，波紋管連接后會產生連接縫，需用3 層封口紙進行包裹。依據本工程施工圖紙，確定預應力坐標，再放出波紋管的控制點。鋼筋綁扎結束后，將塑料波紋管穿入定位網，注意穿入的位置要準確，不能出現太大的偏差，通常穿入誤差控制在4mm 以內（如圖1 所示），波紋管穿入并檢查無誤后方可將其固定。

2.4 混凝土澆筑

圖1 波紋管定位筋

本工程橋梁工程施工中，混凝土澆筑要注意以下幾點：

箱梁模板拼縫處漏漿：在本工程中，箱梁模板拼接時抓好質量，拼接應做到無縫、緊密、牢固，施工時拼接位置要做好止漿措施，用泡沫雙面膠墊入模板之間防止漏漿。

混凝土振搗：箱梁結構由于空間限制，整個施工不會太順利，因此在混凝土澆筑時需根據本工程結構特點，選擇合適的澆筑方法，一般采用灌注方式澆筑，以適應箱梁模板的特殊結構。混凝土灌注入模時，采用吊配料斗進行，灌注時注意控制好角度，分層次進行。混凝土振搗宜采用φ30mm 的振搗棒進行插入式振搗，振搗時應快插慢拔，并隨時使用木錘敲擊側壁，檢查是否搗實，注意振搗過程不可用力過大，防止因為人為原因將波紋管捅破，從而影響施工質量。

2.5 梁體及混凝土養護

在梁體結構混凝土澆筑結束后，開始進行養護工作，梁體表面混凝土初凝后，需在其表面覆蓋保護膜，并均勻噴灑水，保持混凝土表面濕潤。應注意控制好灑水量，水溫也應控制好；養護周期一般不少于7d。

2.6 拆模

橋梁工程模板拆除過程需按照混凝土強度依順序進行，當混凝土強度達到15MPa 以上方可拆除內模，內模拆除后，注意監測混凝土強度，當強度達到75%以上時，方可拆除箱梁頂層支架。

3 預應力施工方法

3.1 鋼絞線準備

鋼絞線通常是用冷拔鋼絲絞扭而成，其方法是在絞線機上以一種稍粗的直鋼絲為中心，其余鋼絲則圍繞其進行螺旋狀絞合（如圖2 所示）。

圖2 預應力鋼絞線的截面

根據本工程施工要求，選用合適的鋼絞線，將施工規定的鋼絞線用切割機將其切割好放置在指定位置，綁扎好，注意不得讓其扭曲。在將鋼絞線進行下料時，需根據施工要求確定孔道長度，防止鋼絞線在下料過程中出現偏差，編束鋼絞線時需要控制好鋼絞線張拉端的長度，待鋼絞線下料施工結束后，需要在鋼束兩端安裝灌漿孔，并根據施工要求合理安裝排氣孔。

3.2 張拉、錨固

張拉、錨固施工工藝流程如下：施工準備→設置張拉平臺→穿鋼絞線束→清理錨墊板、波紋管雜物→張拉、錨固施工→施工數據統計→張拉、錨固施工結束→施工檢查。

施工準備：張拉、錨固施工之前必須確保混凝土施工結束一周，且在混凝土強度符合要求的前提下進行，此外，還應對孔道進行相應檢查，查看孔位是否符合要求，若孔位出現偏差，需及時進行定位。檢查灌漿孔和排氣孔，確保兩孔清潔透氣無雜物，若在檢查過程中發現孔內存在雜物，應及時清除干凈。

張拉、錨固施工：在每段箱梁混凝土強度達到85%設計強度后方可進行預應力筋的張拉。張拉采用設計應力和伸長值進行雙控，主要以設計應力進行控制，輔以伸長值進行校核，實際伸長值與理論伸長值相差應控制在6%以內，若在張拉時超過6%，應立即停止張拉，查明原因并妥善處理后方可重新張拉。理論伸長值的計算見以下公式。

⑴直線預應力筋

伸長值的計算：

式中：

Nj——預應力筋張拉端的拉力（N）；Ap——預應力筋截面面積（mm2）；

Es——預應力筋的彈性模量（N/mm2）；

L——預應力筋的長度（mm）。

⑵曲線預應力筋（簡化計算法）

曲線預應力筋孔道摩擦損失的指數曲線轉化為直線。

伸長值的計算：

式中：

LT——預應力筋的曲線長度；

θ——曲線段的圓心角。

對多曲線段組成的曲線束，或直線段與曲線段組成的折線束，應分段計算，然后疊加，較為準確。

施工過程中應嚴格根據張拉施工順序進行，先對頂板進行張拉，再對底板進行張拉，張拉從開始到結束應兩端對稱同時進行。張拉施工過程中應將張拉油壓差控制在5MPa 以內。在千斤頂處進行張拉時，由于千斤頂處張拉距離不足，應采取分段張拉的方式，保證每一段張拉長度符合要求，并對每一段的張拉值進行記錄。進行錨固施工時，則需根據本工程施工狀況，先固定一端，再固定另一端。如果在錨固施工過程中發現一端的油壓過低，則應補足壓力后再進行操作（如圖3 所示）。

圖3 張拉錨具安裝示意圖

3.3 壓漿

壓漿作業應從最低點進行壓入，為了保證壓漿作業的順利進行，應從最下面的孔道開始進行壓漿作業，注意壓漿應勻速進行，中間不可出現斷開現象，中間排氣孔應按照順序進行排氣，確保排氣暢通。壓漿過程中如果遇見漏漿問題應及時處理，避免出現管道堵塞的現象。

3.4 封端

孔道壓漿結束后，應做好清洗工作，首先清洗兩端的水泥漿，再清洗錨具，最后對混凝土頂端進行鑿毛處理，確保頂端混凝土表面平滑。

4 結語

本工程通過嚴格控制箱梁澆筑質量，并在箱梁強度達到設計強度85%后進行張拉施工，張拉施工以張拉力和伸長量雙控，采用分級張拉技術方案，嚴格控制預應力筋伸長值在6%以內，并加強壓漿、封端處理，預應力箱梁施工符合工程設計要求，達到預定施工目標，取得了良好的經濟效益和技術應用效益。