預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)在市政橋梁工程中的應(yīng)用探討

沈增華

（福建嘉宜建筑工程有限公司）

0 引言

預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)在公路和鐵路橋梁施工建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，預(yù)應(yīng)力原理主要是指在結(jié)構(gòu)受拉區(qū)預(yù)先施加預(yù)應(yīng)壓力，以使結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用過程中產(chǎn)生預(yù)應(yīng)壓力的應(yīng)力，從而延緩裂縫的出現(xiàn)，提高施工質(zhì)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(zhì)量對橋梁施工有重要影響，若要提高橋梁工程施工質(zhì)量，需對預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)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(qū)西北部，下潭尾南片區(qū)，丙洲東側(cè)，起點(diǎn)為翔安北路（原內(nèi)垵路）與西福東路交叉處，往南沿線與規(guī)劃一、二路及西亭路等三條規(guī)劃路相交，終點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，道路紅線寬度40 米，路基和橋梁一次成形，路面近期實(shí)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(biāo)準(zhǔn)橋?qū)?0.5 米。本項(xiàng)目采用3×25＋10×20 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)型，主要考慮箱梁結(jié)構(gòu)質(zhì)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(jié)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(wěn)定支撐。立模安裝過程中，應(yīng)注意相鄰模板接縫處理密實(shí)，防止?jié)仓^程中出現(xiàn)跑漿、漏漿等問題。立模安裝到位后，依次安裝側(cè)模、內(nèi)模和端模，形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的箱梁模板結(jié)構(gòu)體系。

2.2 鋼筋綁扎

東界路道路工程預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)量眾多，給鋼筋綁扎帶來一定難度，因此，在綁扎鋼筋時(shí)，應(yīng)先根據(jù)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(guī)定的鋼筋接頭擰緊值嚴(yán)格把控，鋼筋擰緊扭矩按鋼筋直徑進(jìn)行控制，鋼筋直徑與扳手力矩對應(yīng)關(guān)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(dāng)扳手發(fā)出“咔咔”的聲響之后方可停止擰緊作業(yè)。骨架制作好后，對鋼筋的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行確定，并做好相應(yīng)標(biāo)記，之后再根據(jù)標(biāo)記焊接定位筋，固定鋼筋。

2.3 塑料波紋管綁扎

對預(yù)應(yīng)力鋼束孔道進(jìn)行鉆孔時(shí)，需采用預(yù)埋塑料波紋管，波紋管連接后會產(chǎn)生連接縫，需用3 層封口紙進(jìn)行包裹。依據(jù)本工程施工圖紙，確定預(yù)應(yīng)力坐標(biāo)，再放出波紋管的控制點(diǎn)。鋼筋綁扎結(jié)束后，將塑料波紋管穿入定位網(wǎng)，注意穿入的位置要準(zhǔn)確，不能出現(xiàn)太大的偏差，通常穿入誤差控制在4mm 以內(nèi)（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(diǎn)：

箱梁模板拼縫處漏漿：在本工程中，箱梁模板拼接時(shí)抓好質(zhì)量，拼接應(yīng)做到無縫、緊密、牢固，施工時(shí)拼接位置要做好止?jié){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(jié)構(gòu)由于空間限制，整個(gè)施工不會太順利，因此在混凝土澆筑時(shí)需根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇合適的澆筑方法，一般采用灌注方式澆筑，以適應(yīng)箱梁模板的特殊結(jié)構(gòu)。混凝土灌注入模時(shí)，采用吊配料斗進(jìn)行，灌注時(shí)注意控制好角度，分層次進(jìn)行。混凝土振搗宜采用φ30mm 的振搗棒進(jìn)行插入式振搗，振搗時(shí)應(yīng)快插慢拔，并隨時(shí)使用木錘敲擊側(cè)壁，檢查是否搗實(shí)，注意振搗過程不可用力過大，防止因?yàn)槿藶樵驅(qū)⒉y管捅破，從而影響施工質(zhì)量。

2.5 梁體及混凝土養(yǎng)護(hù)

在梁體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑結(jié)束后，開始進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，梁體表面混凝土初凝后，需在其表面覆蓋保護(hù)膜，并均勻噴灑水，保持混凝土表面濕潤。應(yīng)注意控制好灑水量，水溫也應(yīng)控制好；養(yǎng)護(hù)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(qiáng)度依順序進(jìn)行，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到15MPa 以上方可拆除內(nèi)模，內(nèi)模拆除后，注意監(jiān)測混凝土強(qiáng)度，當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到75%以上時(shí)，方可拆除箱梁頂層支架。

3 預(yù)應(yīng)力施工方法

3.1 鋼絞線準(zhǔn)備

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

圖2 預(yù)應(yīng)力鋼絞線的截面

根據(jù)本工程施工要求，選用合適的鋼絞線，將施工規(guī)定的鋼絞線用切割機(jī)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(jìn)行下料時(shí)，需根據(jù)施工要求確定孔道長度，防止鋼絞線在下料過程中出現(xiàn)偏差，編束鋼絞線時(shí)需要控制好鋼絞線張拉端的長度，待鋼絞線下料施工結(jié)束后，需要在鋼束兩端安裝灌漿孔，并根據(jù)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(zhǔn)備→設(shè)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(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)→張拉、錨固施工結(jié)束→施工檢查。

施工準(zhǔn)備：張拉、錨固施工之前必須確保混凝土施工結(jié)束一周，且在混凝土強(qiáng)度符合要求的前提下進(jìn)行，此外，還應(yīng)對孔道進(jìn)行相應(yīng)檢查，查看孔位是否符合要求，若孔位出現(xiàn)偏差，需及時(shí)進(jìn)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(fā)現(xiàn)孔內(nèi)存在雜物，應(yīng)及時(shí)清除干凈。

張拉、錨固施工：在每段箱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉。張拉采用設(shè)計(jì)應(yīng)力和伸長值進(jìn)行雙控，主要以設(shè)計(jì)應(yīng)力進(jìn)行控制，輔以伸長值進(jìn)行校核，實(shí)際伸長值與理論伸長值相差應(yīng)控制在6%以內(nèi)，若在張拉時(shí)超過6%，應(yīng)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(jì)算見以下公式。

⑴直線預(yù)應(yīng)力筋

伸長值的計(jì)算：

式中：

Nj——預(yù)應(yīng)力筋張拉端的拉力（N）；Ap——預(yù)應(yīng)力筋截面面積（mm2）；

Es——預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量（N/mm2）；

L——預(yù)應(yīng)力筋的長度（mm）。

⑵曲線預(yù)應(yīng)力筋（簡化計(jì)算法）

曲線預(yù)應(yīng)力筋孔道摩擦損失的指數(shù)曲線轉(zhuǎn)化為直線。

伸長值的計(jì)算：

式中：

LT——預(yù)應(yīng)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(yīng)分段計(jì)算，然后疊加，較為準(zhǔn)確。

施工過程中應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)張拉施工順序進(jìn)行，先對頂板進(jìn)行張拉，再對底板進(jìn)行張拉，張拉從開始到結(jié)束應(yīng)兩端對稱同時(shí)進(jìn)行。張拉施工過程中應(yīng)將張拉油壓差控制在5MPa 以內(nèi)。在千斤頂處進(jìn)行張拉時(shí)，由于千斤頂處張拉距離不足，應(yīng)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(jìn)行記錄。進(jìn)行錨固施工時(shí)，則需根據(jù)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(fā)現(xiàn)一端的油壓過低，則應(yīng)補(bǔ)足壓力后再進(jìn)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(yè)應(yīng)從最低點(diǎn)進(jìn)行壓入，為了保證壓漿作業(yè)的順利進(jìn)行，應(yīng)從最下面的孔道開始進(jìn)行壓漿作業(yè)，注意壓漿應(yīng)勻速進(jìn)行，中間不可出現(xiàn)斷開現(xiàn)象，中間排氣孔應(yīng)按照順序進(jìn)行排氣，確保排氣暢通。壓漿過程中如果遇見漏漿問題應(yīng)及時(shí)處理，避免出現(xiàn)管道堵塞的現(xiàn)象。

3.4 封端

孔道壓漿結(jié)束后，應(yīng)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(jìn)行鑿毛處理，確保頂端混凝土表面平滑。

4 結(jié)語

本工程通過嚴(yán)格控制箱梁澆筑質(zhì)量，并在箱梁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度85%后進(jìn)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(shù)方案，嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力筋伸長值在6%以內(nèi)，并加強(qiáng)壓漿、封端處理，預(yù)應(yīng)力箱梁施工符合工程設(shè)計(jì)要求，達(dá)到預(yù)定施工目標(biāo)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)應(yīng)用效益。