預應力箱型連續剛構橋的施工技術探討

劉志峰

摘要 預應力箱型連續剛構橋的施工技術是影響橋梁質量及安全的重要因素。基于此，文章主要論述了預應力箱梁的施工方法、注意事項，包括混凝土澆筑、預應力筋下料、預應力管道安裝、預應力筋穿束、預應力筋張拉和壓漿等六個環節，分析了各個施工環節的技術要求和施工步驟，指出了可能出現的問題及解決辦法，提出施工建議，旨在為預應力箱梁施工提供參考，幫助施工人員提高預應力箱梁的質量及安全性，保證預應力箱梁的使用性能。

關鍵詞 公路橋梁工程；箱型連續剛構橋；掛籃懸澆技術

中圖分類號 U448.23文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）11-0140-03

0 引言

預應力箱型連續剛構橋是一種常用的大跨度橋梁結構形式，具有結構簡單、整體性好、抗震能力強等優點，適用于跨越江河、峽谷等地形。實踐中應根據橋梁的跨徑、斷面、墩身等方面的實際情況，選擇合理的掛籃形式、拼裝方法、預壓措施、移動方式及懸臂澆筑工藝，控制好各環節的施工誤差和內力分布，保證橋梁的受力性能[1]。該文結合某大跨度預應力箱型連續剛構橋工程實踐，全面分析掛籃形式選擇、拼裝、預壓、移動及懸臂澆筑等施工技術，總結各環節施工控制要點，以期能有效地提升橋梁工程的建設質量。

1 工程概況

某預應力箱型連續剛構橋為跨河公路橋，總長146 m，橋面寬30 m，6個車道。橋梁跨徑為（38+70+38）m，主梁為單箱單室箱型斷面，墩身為雙薄壁柔性墩。最大梁高4 m，位于中墩根部，最小梁高1.9 m。該橋采用平衡懸臂澆筑施工法，于2022年10月竣工通車，各項指標合格。

2 掛籃結構類型的選擇

掛籃是懸臂灌注法施工的主要設備，根據構造形式、受力體系的區別，掛籃形式可分為桁架式掛籃、斜拉式掛籃、牽索式掛籃及復合式掛籃。選擇掛籃形式主要考慮結構簡單、自重輕、受力明確、變形小、安全、裝拆方便等因素[2]。該工程采用的是復合式掛籃，其主受力桁架為菱形結構，具有較大的承載能力，重量較輕，工作系數一般小于0.5。同時，復合式掛籃適用橋型廣、操作簡便、可反復使用，能有效降低成本，具有良好的應用前景。

3 掛籃拼裝、預壓及移動的工序要點

3.1 拼裝技術要點

掛籃拼裝是指將掛籃的各部分組裝成整體，吊裝到梁體上。掛籃拼裝的步驟如下：

（1）安裝主構架體系。按梁體中心線放樣走道位置，安置底座和走道梁，固定勾輪組和走道，拼裝菱形架和平聯，吊裝到梁體上，錨定后錨桿。

（2）組裝底籃。安裝前后下橫梁，錨固吊帶，吊裝底模縱梁。

（3）拼裝模板。連接外導梁和外模，安裝滑架，吊裝到梁體上，安裝操作平臺，放置預埋件和預留孔。安裝內導梁和內側模并固定在頂板上，調整標高。

3.2 預壓技術要點

掛籃預壓是指澆筑混凝土前對掛籃及模板系統施加一定荷載，以消除非彈性變形，保證梁體的幾何尺寸。掛籃預壓的步驟如下：

（1）預壓荷載采用1.3倍梁重，按照設計圖紙布置好預壓鋼筋和千斤頂，將鋼筋穿過千斤頂孔，用螺母固定。

（2）每加載一次，檢查掛籃各部位的變形，記錄數據，調整千斤頂的力度，直到達到預壓荷載[3]。

（3）待系統穩定后，卸載預壓荷載，檢查掛籃各部位的殘余變形，記錄數據，調整模板的位置和高度，確保符合設計要求。

3.3 移動技術要點

（1）掛籃移動時，按照內側模－外側模－底模的順序拆模。

（2）移動前檢查走道梁和軌道的連接是否牢固，軌道是否平直，滑輪是否靈活，千斤頂和鋼絲繩是否完好。

（3）主梁前移時先松開后錨桿的螺母，使后錨桿脫離后錨扁擔梁，通過千斤頂牽引主桁架向前移動，用鋼絲繩將后錨桿拉緊，防止主桁架傾覆。

（4）掛籃移至設計位置后重新錨定后錨桿，檢查主桁架的水平度和垂直度，調整至合適位置后重新安裝底籃、底模、外側模、外導梁和內側模，并進行預壓試驗[4]。

4 懸臂澆筑施工技術

4.1 鋼筋加工制作

掛籃移動至設計位置，完成錨固后開始進行鋼筋施工。鋼筋施工的步驟如下：

（1）該橋梁工程懸臂段施工需要鋼筋種類多，包括普通鋼筋、預應力鋼筋、預應力管道等，按照設計圖紙和規范要求進行分類、編號、檢驗、存放，防止混淆。

（2）模板安裝：①安裝底模、外側模，并調整模板位置，需完全達到符合設計要求。②綁扎底板和腹板鋼筋時需重點注意在綁扎頂板鋼筋前，先將內模安裝在頂板上，并調整內模的標高和水平度，使其與前一節段的內模對接緊密。③組織鋼筋工程的工序驗收[5]。鋼筋型號、幾何尺寸、定位等質量指標都應達到技術規范的要求。④組織模板工程驗收，應檢查模板的穩固性、清潔度和密實度，防止漏漿。

（3）安裝鋼筋時需按照設計要求進行綁扎、焊接、穿管等操作，合理控制鋼筋間距、保護層厚度、彎曲角度等。安裝預應力管道時，需保持管道的直線度、平滑度、清潔度等，用螺栓或焊接方式將管道固定在支架上。安裝預埋件時確保位置、方向、尺寸精準，用木楔或膠泥固定。

（4）鋼筋施工時需防止鋼筋出現機械損傷、銹蝕和污染，及時清理施工現場雜物。澆筑混凝土前，需驗收鋼筋，做好記錄。

4.2 混凝土澆筑施工

（1）懸臂澆筑梁段混凝土分次澆筑，先底板后腹板和頂板，每層厚度不超過60 cm，每層終凝前澆筑，保證新老混凝土結合。

（2）澆筑前檢查混凝土原材料、拌和、運輸、搗固和供電設備，復核模板、鋼筋、預應力管道、預埋件、預留孔洞等，清除雜物，涂脫模劑。

（3）泵送混凝土輸送到現場，掛籃內軟管卸入模板，按設計順序入模，避免空隙。插入式振搗器和片式振搗器結合振搗，垂直等距插入前一層5～11 cm，插入距離不超60 cm。振搗時間視混凝土坍落度而定，表面出現灰漿時停止。緩慢拔出振搗器，不留孔隙，避免碰到鋼筋和管道。

（4）控制輸送泵壓力、流量，防止堵塞或爆裂。輸送泵壓力偏差過大會導致混凝土在管道內發生堵塞爆裂。因此，需根據混凝土的配合比、黏度、溫度、輸送距離等因素，合理調節輸送泵的壓力和流量，保持混凝土的均勻輸送。及時清洗輸送泵和管道，防止結塊。澆筑混凝土時，如因為天氣、設備、材料等原因導致中斷時間超過2 h，需在中斷處設置施工縫，以防止混凝土產生收縮裂縫[6]。

（5）懸臂各節段一次性澆筑成型。澆筑后張拉預應力鋼絞線并壓漿。合龍段施工時進行體系轉換，施加反向推力。

4.3 預應力工程施工

4.3.1 預應力筋下料

（1）預應力切割時需按設計要求確定切割長度，留有足夠余量，避免因誤差而造成浪費或缺陷。

（2）豎向預應力筋按照梁體的高度和張拉順序進行分段切割，每段長度不得超過6 m，切割后應用防銹油涂抹切口，防止銹蝕。

（3）保持各預應力鋼束的均勻分布，且相互平行，不得相互交叉或纏繞，切割后應及時編號標記，便于安裝。

4.3.2 預應力管道安裝

（1）按照設計位置準確定位安裝，保證管道的直線度、曲率半徑、張拉長度符合要求，不得有扭曲、變形或損傷。

（2）波紋管安裝前清除內外表面的油污、銹跡和雜物，檢查波紋管的質量，不得使用有裂紋、破損或變形的波紋管。

（3）將波紋管準確穿入預留孔中，與鋼筋、模板等保持一定間距，防止混凝土滲漏或振搗不實。波紋管的兩端需留有足夠的長度，便于張拉和壓漿。

（4）針對直徑較大豎向預應力筋采用分段穿管法，即將波紋管分為若干段，在每段波紋管的一端設有套筒，將預應力筋從套筒中穿過，再將相鄰兩段波紋管的套筒連接起來，形成連續管道[7]。

（5）波紋管接頭位置盡量避開混凝土應力集中區域，如梁端、支座等。接頭處用金屬箍緊固，涂抹密封膠或瀝青油漆，防止水分進入。

（6）以0.5 m間距用鐵絲或塑料綁扎將波紋管與鋼筋牢固綁扎在一起，保持波紋管的位置穩定。對于彎曲部分或懸臂部分需適當增加綁扎密度或采用支撐架固定波紋管。

（7）混凝土澆筑完成且達到一定強度后，要及時吹掃波紋管，清除管道內的水分、灰塵和雜物，保證管道的通暢密實。如發現波紋管有破損或滲漏現象，需及時修補或更換。

4.3.3 預應力筋穿注意事項

（1）拆模后及時清理模板內的混凝土殘渣，防止影響預應力筋的穿入。

（2）穿束前檢查預應力筋的質量和規格，不得使用有銹蝕、劃傷或彎曲的預應力筋，同時涂抹潤滑劑或防銹油，減少摩擦阻力。

（3）利用卷揚機+人工的方式，將預應力筋從波紋管的一端緩慢送入，不得用力拉拽或扭轉。穿束過程中，隨時觀察波紋管的變化，如發現波紋管有擠壓、移位或破損現象，需及時停止穿束，并采取相應的處理措施[8]。

（4）嚴控預應力束外露長度，不得超過規定長度。外露部分用塑料布或其他材料包裹保護，防止銹蝕或受潮。

4.3.4 預應力筋張拉注意事項

（1）當預應力箱梁混凝土強度達到設計要求的75%以上時可進行預應力筋張拉。張拉前檢查張拉設備、儀器、工具等是否完好，張拉油壓是否穩定，張拉端頭是否牢固。

（2）張拉的具體步驟：按照設計順序分組，將張拉機、測力計、位移計等安裝在預應力筋的兩端，調整好張拉長度和初始油壓。根據設計規定的張拉力或伸長量進行分級張拉，每級張拉后需保持一定的時間，直到預應力筋的松弛量穩定。最后進行終張拉，確保預應力筋達到設計的張拉力或伸長量，記錄相關數據。

（3）縱向預應力筋張拉時按照從中間向兩端或從兩端向中間的順序進行，避免產生不均勻的內力。縱向預應力筋的張拉力應根據箱梁的受力特點和結構形式而定，一般為箱梁自重的1.2～1.5倍。

（4）豎向預應力筋張拉時按照從下向上或從上向下的順序進行，保證箱梁的整體穩定性。豎向預應力筋的張拉力應根據箱梁的高度和截面尺寸而定，一般為箱梁自重的0.8～1.2倍。

（5）預應力筋張拉完成后及時對預應力筋進行壓漿處理，防止銹蝕或松動。壓漿前清洗管道內的空氣和雜物，檢查管道是否密實。壓漿時采用低壓高流量的方法，從低處向高處進行，保證漿液充滿管道并排出空氣。壓漿后封閉管道口，做好標記。

4.3.5 壓漿工序注意事項

（1）壓漿目的是保護預應力筋不受銹蝕，提高預應力筋和混凝土的黏結性能，補償預應力筋的松弛損失，增加箱梁的抗裂能力。壓漿前檢查漿液的質量及配比，漿液需具有良好的流動性、穩定性和抗滲性，同時檢查壓漿設備、管道和閥門是否完好，防止漏漿或堵漿[9]。

（2）壓漿時按照從低到高、從近到遠的順序進行，保證漿液充滿管道并排出空氣。壓漿過程中要隨時觀察壓力表和流量表的變化，控制好壓漿速度及壓力。如發現壓力異常或流量減少，及時停止壓漿，查找原因。

（3）壓漿后封閉管道口，做好標記，及時清洗壓漿設備、管道、閥門等，防止漿液結塊或硬化。對于未及時清洗的設備或管道，及時更換或修理。

5 結論

綜上所述，預應力箱梁施工是一項技術要求較高的工程，需嚴格按照設計要求進行，控制好各個環節的施工質量和施工安全。預應力箱梁施工的目的是提高箱梁的承載能力和耐久性，減少箱梁的自重和變形，降低箱梁的施工成本與后期維護費用，因此，重視預應力箱梁施工技術的要求，對于提高橋梁的使用壽命具有重要意義。

參考文獻

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