上跨既有線現澆預應力箱梁施工技術研究

張坤，李周

（核工業西南建設集團有限公司，四川 達州610000）

1 現澆預應力箱梁施工現場概況

本項目位于新疆維吾爾自治區吐魯番地區境內，其中大河沿輔道在G30高速公路左線K3447+880、右線K3347+900處相交設跨線橋跨越，跨線橋與G30高速相交角度120°，設計為2孔32m預應力連續箱梁跨越。跨線橋為EK2+388.500E匝道大橋，橋梁起點EK2+332.75，橋梁終點EK2+444.25，長度111.5m，橋跨組合為：20m+32m+32m+20m，標準橫斷面全橋寬為18m，具體為0.5m（防撞護欄）+凈7.447m（車行道）+0.606m（防撞護欄）+8.947m（車行道）+0.5m（防撞護欄）。橋區位于吐魯番盆地山前沖積扇平原，地勢總體較平坦，扇軸部位有溝槽、階坎等，基本無植被發育。地層主要為角礫層：灰黃色，干燥，母巖以凝灰巖、花崗巖、砂巖為主，含少量碎石夾層透鏡體，表層1.5～2.1m以上為稍密狀，承載力基本容許值為400kPa，摩阻力標準值為120kPa。表層1.5～2.1m以下為中密-密實狀，承載力基本容許值為550kPa，摩阻力標準值為140kPa。本項目的施工期在8～11月份，最低氣溫-2℃，最高氣溫40℃。

2 現澆預應力箱梁施工方法

2.1 箱梁結構形式

箱梁采用單箱3室截面，箱梁梁高1.75m，翼板懸臂長度為2.0m，箱梁頂板厚度25cm，底板厚度22cm。箱梁頂寬為18.0m，箱梁底寬為13.374m；箱梁采用滿堂支架現澆、分批張拉鋼束的施工方法，支架最高9.0m，高速交叉位置橫斷面圖如圖1所示。

圖1 高速交叉位置橫斷面圖

2.2 箱梁施工總體流程

箱梁施工的具體施工流程如圖2所示，第一步是地基處理，接著是箱梁模板支架安裝，然后安裝底模、外模，接下來分別綁扎底板及腹板鋼筋、安裝波紋管、安裝預應力鋼絞線，待監理工程師對已安裝內容進行檢查合格后，開始澆筑底板及腹板混凝土、混凝土接合處鑿毛、安裝頂板底模、安裝頂板鋼筋、澆筑箱梁頂板混凝土、卸架拆膜、混凝土養護、預應力鋼絞線張拉，最后壓漿封錨【1～3】。

圖2 箱梁施工的具體流程圖

3 現澆預應力箱梁施工技術要點

3.1 混凝土澆筑

混凝土澆筑在11月份，避開了高溫及大風季節的影響，從而使混凝土施工難度降低。箱梁混凝土分為2次進行澆筑，第一次是先對箱梁頂板懸臂根部以下部分的腹板和底板混凝土澆筑，第二次對頂板混凝土澆筑。混凝土澆筑方法是利用混凝土自攪拌站集中攪拌，由罐車運至現場，再由輸送泵抽運【4，5】。

混凝土澆筑的注意事項如下：（1）為防止混凝土本身的收縮及施工時間較長，混凝土中應摻入緩凝劑。（2）在澆筑過程中，鋼絞線兩端應經常前后移動，以防止澆筑過程中漏漿和堵塞管道。自混凝土澆筑開始至澆筑結束，每根波紋管中的鋼絞線至少應往返抽動鋼絞線2次，即至少要在澆筑中和澆筑結束前進行鋼絞線抽動檢查，以防止管道破損漏漿堵塞管道并使鋼絞線被混凝土漿體包裹凝固，消除影響箱梁鋼絞線張拉過程和箱梁質量的隱患。（3）箱梁混凝土澆筑前必須對支撐體系安全進行全面檢查，并經自檢、監理檢查確認后方可進行澆筑。（4）混凝土配合比為C50泵送混凝土，緩凝時間不低于15h，入模坍落度12～16cm，和易性和流動性良好，水泥用量不超過500kg/m3。（5）振搗時振搗棒插入到下層混凝土5～10cm處，振到混凝土完全密實為止。（6）在澆筑過程中應該對鋼筋、支架及模板的變化進行檢查。（7）澆筑頂板時需注意在每跨的1/4處留出0.8m×1m的天窗，待內模拆除補上鋼筋后，用鐵絲吊住底板，用C50微膨脹混凝土填補密實，微膨脹混凝土保水養護10d，不得出現收縮裂縫。（8）在混凝土澆筑完成后，應在初凝后終凝前及時處理對混凝土表面進行抹面（不收光），在有風的天氣，采取先覆蓋塑料薄膜再覆蓋土工布的形式養護，以防止大風天氣混凝土出現干縮裂縫；在無風天氣，則采用麻袋或土工布覆蓋混凝土表面，灑水養護，混凝土灑水養護的時間為10d，每次灑水以保持混凝土表面經常處于濕潤狀態為度，應采取防凍措施，在混凝土初凝后，及時覆蓋保暖措施，采取覆蓋土工布及棉被形式保溫養護。在養護過程中，注意控制箱梁箱室的內外溫差不應大于8℃。用于控制拆模，落架的混凝土強度試壓塊放置在箱梁室內，與之同條件進行養護。

3.2 張拉

對本項目施工段的預應力張拉需要的最大張拉力進行計算，可以得到最大張拉應力為：

式中，Ny為預應力筋的張拉力，kN；N為同時張拉的預應力筋的根數；δk為預應力筋的張拉控制應力，kN/m2；Ag為單根鋼絞線的截面積，m2。

為了正確地控制張力，有必要對油壓計和千斤頂進行校準。張拉施工單位人員安排合理，技術人員2人，司泵4人，記錄2人，千斤頂操作工8人，各負其責。張拉前應對相關施工人員進行技術培訓，使其了解設備性能、操作規程和安全要點。預應力筋根據技術規范和設計圖紙張拉，按監理工程師批準的措施處理。

張拉設備采用智能張拉系統，張拉系統由4臺300t千斤頂和4臺ZB4-500油泵組成，為了保證張拉工作安全可靠和準確性，所選用設備的額定張拉力要大于所張拉預應力筋的張拉力。

張拉過程中由總中心統一指揮，并保證兩端張拉速度一致，若出現響動或異常現象需要立即停止施工，并進行全面的檢查，查明具體原因，設備正常后再行張拉。

3.3 壓漿

為了保證管道灌漿的順利進行，以及漿體與管壁的良好結合，需要先用高壓水沖洗后灌漿，再用無脂壓縮空氣干燥。采用真空輔助灌漿工藝及時灌漿，并采用專用灌漿劑。灌漿施工完成后，應立即進行封錨混凝土施工【6】。

4 結語

綜上所述，為了提高預應力箱梁施工的工作效率和質量，需要注意混凝土澆筑過程中的一些具體操作事項，要嚴格按照技術規范進行操作，明確注意事項；在預應力的張拉過程中也需要規范施工，建立智能張拉系統，使得張拉結果符合要求；在壓漿過程中孔道的處理十分重要，不能忽視。同時，要求相關技術人員從實際情況出發，對箱梁施工技術進行深入分析，為促進高速公路的穩定發展保駕護航。