現澆箱梁預應力混凝土施工方法及其質量控制技術分析

徐鵬 孟德程

摘要 基于當下時代背景，隨著國內高速公路建設事業的穩定發展，一定程度上促使橋梁建設活動的開展，預應力混凝土以自身的獨特優勢受到廣泛采用，應用于大跨度橋梁的建設實踐之中。預應力混凝土結構就是預先給混凝土引入內部應力的結構。其具有以下優點：該結構對構件的抗裂度、剛度和耐久性有著不小的提高作用;該結構可以明顯減少施工過程中的材料消耗，從而可以節省成本，更重要的是，該結構可以減少構件本身的自重;預應力混凝土結構的使用能使得混凝土梁的豎向剪力、主拉應力有明顯的減小;預應力混凝土可在施工期間降低負載引起的應力變化，實現橋梁抗疲勞性能穩定提升的效果。

關鍵詞 構件耐久;節省成本;減小應力;抗疲勞性能

中圖分類號 U445.57 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）01-0120-03

0 引言

目前，預應力混凝土連續梁橋的通用施工模式[1-2]主要有支架現澆法施工、懸臂澆筑法施工、頂推法施工、移動模梁法施工、吊裝法施工等。國內眾多學者及工程師對預應力混凝土各種施工方法進行了多方面的研究。預應力混凝土施工方法及質量控制技術要點復雜繁多，且施工難度較混凝土結構大。如果沒有使用得當的施工方法和執行嚴格的質量控制措施，很容易留下安全隱患，不僅會損害企業的利益，而且會導致結構的強度明顯下降，為后續的使用留下隱患風險問題[3-7]。該文以黃湖大橋為工程背景，對現澆箱梁預應力混凝土的施工方法及其質量控制技術進行研究。

1 工程概況

黃湖大橋（壩）改造工程為S248省道的控制性工程。起點樁號K0+000終點樁號K5+725.0，全橋長5 668 m。跨航道的主橋采用的是（45+70+70+45）m變截面預應力混凝土連續剛構。地處北亞熱帶濕潤氣候區域，年平均的氣溫在16.6℃，年平均的降水量約為1 307.2 mm，年平均日照時數2 023.7 h。該區域常年的主導風向為東北風，最大風速8級，屬于平原湖沼地貌單元，湖泊周邊地貌復雜，湖岸曲折。

黃湖大橋施工期間橋下無船只通行，豐水期平均水深約1 m，主橋箱梁采用支架分段現澆法施工，共分為3大節段。主梁截面形式為單箱單室，支架采用了承插型盤扣式支架A類支架，盤扣式滿堂支架立桿縱距均為120 cm（70 cm中跨墩身旁各設置一道60 cm的立桿），立桿橫距在翼緣板下為120 cm、底腹板下為30 cm、60 cm或120 cm。模板橫梁：采用100×100 cm方木，在翼緣板下間距30 cm，在底腹板下間距20 cm。模板縱梁：采用工字鋼，布置間距按立桿橫橋向布置間距進行布置。下部支架基礎采用貝雷梁+鋼管支架，分配梁下為上下弦桿加強型貝雷梁，貝雷梁采用90 cm花架。

2 現澆箱梁混凝土施工方法

2.1 箱梁鋼筋制作與安裝

鋼筋下料前必須核定下料尺寸，按正確的長度下料，鋼筋的加工應嚴格按設計圖示中的編號、直徑、長度、彎制角度進行加工。直徑16 mm及以上鋼筋均要求焊接連接，焊接長度：單面焊10倍的直徑長度，雙面焊5倍的直徑長度，鋼筋無論采用何種接頭方式，均須符合設計和規范要求，在同一斷面內，鋼筋接頭應錯開設置，不得設在最大受力處。主墩處腹板高度較高，在箍筋施工中要及時與底板縱向鋼筋進行點焊，并增加50 cm寬的鋼管支撐架，待縱向鋼筋綁扎完成后，形成整體框架后，再分段拆除鋼管支撐架。為了保障混凝土保護層的厚度滿足實際需求，位置處于鋼筋骨架和模板之間，宜采用高強機制混凝土墊塊，數量一般每平方米不少于4～6個且與鋼筋綁扎固定。錨固齒板內的鋼筋和腹板、頂板、底板鋼筋均需使用點焊處理方式進行有效連接，箱梁底板的內豎向平衡拉筋一定要和底板內上下層的主筋進行綁扎連接處理。主橋箱梁普通鋼筋中所示拉筋呈梅花形布置，拉筋兩端必須勾于主筋之上。

2.2 箱梁混凝土的拌制

箱梁混凝土采用集中廠拌，在混凝土拌制前應檢查機械設備狀態完好情況，定期進行保養維護。應保證混凝土所用的各種材料儲備充足從而能滿足混凝土拌和數量的需要。在箱梁混凝土正式澆筑前，必須進行試拌，嚴格按照混凝土施工配合比配料，對粗細集料的含水率進行檢測。混凝土拌和時間應符合規范要求，混凝土拌合物一定要注意攪拌的均勻程度，顏色維持一致，避免離析、泌水問題的發生。于攪拌地、澆筑地分別對混凝土拌合物進行取樣操作，檢測其坍落度，并根據氣溫測定實際坍落情況。

2.3 箱梁混凝土澆筑方法

預應力鋼筋混凝土結構的構件實際對于混凝土的要求，相比普通鋼筋混凝土而言普遍較高，主要如下：（1）強度要求較高。高強度混凝土能保證預應力鋼筋的強度性能和實際作用可以充分體現出，減少了構件截面的尺寸，同時還能夠滿足局部的抗壓強度需求。（2）勻質性好。預應力混凝土結構中多存在明顯的高應力特點，因此通常需要混凝土有較高的勻質性特征，于實際施工前期須進行嚴格的檢查工作。（3）能夠快速硬化，并且早期就能夠具有較高的強度，從而可以提前進行張拉錨固處理，一定程度上促使施工進度的加快，提高功能工作效率。

使用支架現澆法應在橋跨位置搭設支架，在支架上進行現澆施工。支架對結構物外形起到定型作用。近年來隨著市政橋梁的快速發展，支架法成為首選方案。現澆滿堂支架由多桿件構成空間結構，可以保證橋梁整體剛度。

主橋箱梁澆筑前應對支架、模板、鋼筋、預應力管道、預埋件等進行檢查，符合要求后方可進行澆筑。由于橋梁跨度較大，且梁底為拋物線設置，為保證混凝土施工的質量，澆筑順序如下設置：縱向澆筑順序為：混凝土總體應從跨中向墩頂連續澆筑，對于一區和二區梁底曲線較大，易產生離析的部位由低向高進行澆筑，如圖1。水平分層澆順序為：第一次澆筑至翼緣板和腹板倒角處（略高），腹板澆筑一定高度，使下倒角處密實，然后補平底板（底板設活動板，以確保混凝土振搗密實）。

一區及二區腹板混凝土高度較大，為防止翻漿情況發生，需嚴格按照縱向澆筑順序進行，先完成1.5 m高的腹板澆筑，待最下層混凝土穩固后再進行剩余腹板澆筑，如圖2。在澆筑過程中需指定專人進行巡查，若發現翻漿則立即停止澆筑，等待混凝土穩固后，再緩慢進行放料和振搗。

待一區及二區腹板混凝土澆筑的施工縫鑿毛清洗干凈后，再進行后續的流程，一般為內模的安裝以及頂模、綁扎頂板鋼筋等，驗收完成后需要澆筑頂板及翼緣板混凝土，由跨中向墩頂澆筑混凝土，以梁縱向中心線左右對稱澆筑，如圖3。

混凝土振搗需要使用插入式振搗器開展相應的工作，振搗器移動間距不得超過作用半徑的1.5倍范圍之內，并插入混凝土下層5～10 cm。振搗構成中要盡可能避免振搗棒對模板、鋼筋，特別是波紋管的觸碰，在鋼筋設置較為密集的部位不能漏振，振搗過程中要以混凝土面氣泡完全消失當作振搗完成的標準。為保證下倒角處混凝土飽滿，振搗棒的相鄰插入點間隔要少于30 cm，且同一斷面內外側均應進行振搗[8-11]。在澆筑箱梁頂板混凝土后按設計標高刮平浮漿，然后反復搓壓數遍，使表面密實。在混凝土初凝前應進行二次收面，最后用硬毛刷進行拉毛，實現混凝土表面龜裂問題的有效控制，可以一定程度減少混凝土表面的水分散發，消除塑性裂縫。

3 現澆箱梁混凝土質量控制技術

混凝土施工質量控制工作的開展直接影響到工程后續的整體質量和效率[12-15]。因此，在實際施工過程中質量管控人員要把握好質量控制的關鍵點，把質量控制的措施落實到位，確保預應力箱梁質量符合設計的規范，保證工程安全。

積極針對混凝土初凝時間、坍落度的要素進行有效控制，認真落實質量責任制度，積極強化人、機、物的前期預控，針對混凝土攪拌方面，時間可以實際情況和使用為基礎進行適當延長或者縮減，促使混凝土攪拌得充分，發揮出應有的性能和作用。積極強化混凝土入模之前的質量檢查工作，設置多層次的檢查人員：第一是配料操作員，第二是試驗人員，第三是現場澆注人員，不論哪層人員一經發現混凝土的質量不能滿足實際需求，要立刻制止混凝土的入模。同時，還要注意混凝土會直接對模板有沖擊，防止模板的損壞，進而影響到混凝土表面的光潔度。砂石料的級配應相對穩定，在允許的范圍內不可有過多的變動，同時，按相關標準嚴格控制其中的含泥量、含水量，特別是清倉砂、石料。模板的清理工作如下：在前期具備澆筑的必要條件基礎之下，通過高壓水槍的使用實現模板面的全面清理，之后所形成的污水、雜物通過預留清掃孔及時排出。及時安排專門的人員在混凝土澆筑期間擔任檢查支架、模板的工作，一旦出現問題要及時通知立刻停止澆筑工作，并根據實際情況進行針對性地處理。在進行箱梁澆筑工作之前，至少提前一天通知拌合站做好前期的準備工作，進而保障混凝土的連續供應。具有在施工現場準備發電機的意識，以應對施工期間的突然停電問題。由于混凝土的澆筑工作量較大，需積極做好夜間澆筑的照明準備工作，保證整個施工場地均有較好的照明，滿足施工需求，且每箱室內要及時配置安全電壓防潮燈具，每間隔5 m設置1盞，并設置鼓風機進行箱梁內部送風。箱梁底部及側面混凝土保護層厚度要嚴格控制。

4 結語

綜上所述，該文依據黃湖大橋（壩）改造工程中現澆箱梁預應力混凝土施工的應用，從箱梁鋼筋制作與安裝、箱梁混凝土的拌制、箱梁混凝土澆筑方法三個角度展開分析，深入探究現澆箱梁混凝土質量控制技術的開發與合理應用，研究結果具備一定現實意義，可以進行工程施工過程的中的推廣使用。

參考文獻

[1]于輝，崔巖.結構設計原理：第2版[M].北京：北京理工大學出版社，2014.

[2]黃棠，周其剛.結構設計原理[M].北京：中國鐵道出版社，1986.

[3]侯俊.裝配式預應力混凝土箱梁施工方法探析[J].道路工程與橋梁，2021（6）：71-72.

[4]王學檸.預應力混凝土現澆箱梁施工質量控制[J].遼寧省交通高等專科學校學報，2020（6）：1-3.

[5]孟召祥.現澆箱梁施工技術在公路橋梁建設中的應用[J].中國高新科技，2020（18）：72-73.

[6]焦亮. 現澆箱梁支架設計及施工控制研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2016.

[7]樊建昆.公路橋梁現澆箱梁施工技術[J].交通世界，2021（8）：102-103.

[8]霍立山.預應力混凝土空心板施工技術研究[J].交通世界，2021（20）：138-140.

[9]隋玉鋒.預應力混凝土橋梁施工要點[J].黑龍江科學，2021（12）：126-127.

[10]高江麗.橋梁工程后張法預應力箱梁施工技術研究[J].交通世界，2021（18）：56-57.

[11]龔麗萍.預應力技術在路橋施工中的優化應用策略[J].交通世界，2021（18）：30-31.

[12]謝敏.預應力小箱梁質量控制分析[J].黑龍江交通科技，2021（6）：104-105.

[13]薛東起.橋梁現澆箱梁后張法預應力混凝土施工中的工程監理問題研究[J].交通世界，2021（19）：165-166.

[14]朱江.預應力混凝土連續梁橋懸臂施工與監控的關鍵技術研究[D].鎮江：江蘇大學，2018.

[15]馬國輝.預應力混凝土現澆箱梁施工質量控制分析[J].交通世界，2020（26）：139-140.