現澆預應力混凝土連續箱梁施工技術研究

李旭鵬

（中鐵十二局集團第四工程有限公司，西安 710000）

1 引言

現澆預應力混凝土連續箱梁作為現代道路和橋梁工程的關鍵組成部分，具有出色的承載能力和耐久性，被廣泛應用于高速公路、鐵路、城市交通等領域，成為現代交通基礎設施建設的重要一環。 然而，與其出色的性能和潛在優勢相比，現澆預應力混凝土連續箱梁的施工技術和工程實踐仍然充滿挑戰，為了確保工程質量、提高施工效率、降低成本，深入研究現澆預應力混凝土連續箱梁的施工技術尤為重要。

2 工程概況

某市京廣路—沙口路快速通道（南三環—北三環）工程是一項重要的城市交通基礎設施工程，全長約13.6 km，以高架橋、隧道等立體形式構成，是某市中心城區快速路“一環兩縱三橫”系統的重要組成部分。 工程自中原路以北路段全部采用高架橋形式，共建設立交8 座，跨線橋1 座，跨河橋3 座。其中，本橋梁工程屬于京廣路—沙口路快速通道解放路立交橋工程，由主線橋、A 匝道、B 匝道3 部分組成， 主線橋長652.35 m，A匝道橋長477.58 m，B 匝道橋長283.00 m。 主線橋的上部結構采用現澆預應力混凝土連續箱梁，總體布局為線性；孔跨組合采用多種跨度，最大跨度達到了標準橋寬的多倍；標準箱梁的橫斷面為19.05 m，采用單箱三室封閉箱形斷面設計；懸臂長2.78 m，腹板斜率為45%，懸臂與腹板通過圓弧形倒角連接，標準梁高為2 m，箱梁底寬為10.35 m。 這項工程的建設旨在完善該市的交通網絡，為市民提供更便捷、高效的出行服務。

3 現澆預應力混凝土連續箱梁施工技術分析

3.1 模板搭設

模板搭設是現澆預應力混凝土連續箱梁施工的關鍵環節之一， 直接影響著后續施工的順利進行， 以及最終工程的質量。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，由于工程的特殊性，模板搭設尤為重要。

1）模板搭設的前期準備工作至關重要。 在確定搭設區域和模板尺寸之前，必須進行詳細的工程測量和地形勘測，包括確定地面高程、孔跨位置、橋墩尺寸等參數，以便精確制訂模板設計方案。 在設計方案確定后，需要進行模板材料的準備，通常模板采用高強度鋼材或者工程復合板材， 以確保足夠的承載能力和穩定性。 材料的質量必須經過嚴格的質量檢查，以確保模板安全可靠[1]。

2）模板的組裝和搭設。 （1）根據設計方案，將模板材料切割和焊接成合適的形狀和尺寸，然后進行組裝。 模板的組裝需要精確，以確保模板的平整度和垂直度滿足要求。 在組裝過程中，需要考慮模板的支撐結構，確保模板在搭設過程中具有穩定支撐。（2）在模板組裝完成后，可以開始搭設工作。在某市京廣路—沙口路快速通道工程中， 由于主線橋采用了現澆預應力混凝土連續箱梁結構，模板搭設的過程相對復雜。 工作人員需要將模板吊裝到橋墩或支撐結構上，確保其穩定。 然后，根據設計要求調整模板的水平度和垂直度， 以確保模板布置的準確性，這一過程需要高度的技術熟練度和精確的操作。 （3）在模板搭設完成后，需要進行質量檢查和驗收。 檢查包括模板的平整度、尺寸是否符合設計要求，以及模板連接是否牢固。只有在模板搭設合格后， 才能進行后續的混凝土澆筑和預應力筋布設工作。

3.2 預應力筋布設

預應力筋布設是現澆預應力混凝土連續箱梁施工過程中的關鍵步驟， 關系到結構的承載能力和穩定性。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中， 采用預應力筋以增強混凝土的抗拉性能，可以提高結構的整體強度。

1）根據設計要求和結構特點，確定預應力筋的材料和規格。 預應力筋通常采用高強度鋼材，其規格和截面尺寸需符合設計要求。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，預應力筋的規格為φ15 mm，強度等級為HPB235。預應力筋的布設位置需要根據結構的受力特點和設計要求來確定， 通常分為上筋和下筋。 在箱梁橫截面中，上筋位于箱梁的上部，而下筋位于箱梁的底部。 預應力筋的布設方式通常包括直線布設和彎曲布設，根據設計要求進行選擇。 在該工程中，采用了直線布設的方式。

2）進行預應力筋的張拉。張拉是預應力筋布設的重要環節，通過給預應力筋施加一定的拉力，使其產生預應力。張拉時，需使用專用的張拉設備，如液壓張拉機。 工作人員需要先將預應力筋固定在梁段兩端的預埋套筒內，然后通過張拉機進行逐步張拉，直至達到設計要求的預應力力值。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，預應力筋的設計預應力為1 200 kN。 完成預應力筋的張拉后， 需要將預應力筋固定在梁段兩端的預埋套筒內。 固定時通常采用預應力筋錨固件，通過固定螺栓將預應力筋與預埋套筒牢固連接。

3）進行預應力筋的錨固。 錨固是將張拉好并固定的預應力筋的另一端進行錨固， 確保預應力筋能夠充分發揮預應力作用。 在錨固過程中，需嚴格按照設計要求和錨固系統的規范進行操作。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，采用了專用的預應力筋錨固設施，確保了預應力筋的可靠錨固[2]。

3.3 混凝土澆筑

混凝土澆筑是現澆預應力混凝土連續箱梁施工的核心環節，直接影響到結構的強度和耐久性。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，采用現澆預應力混凝土技術，確保了結構的整體強度和穩定性。

1）準備混凝土材料。 混凝土的原材料包括水泥、骨料、粉煤灰、礦渣粉等，這些材料需按照一定比例混合，確保混凝土的強度和流動性。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，混凝土采用標號為C50 的混凝土。

2）攪拌和配制混凝土。 攪拌混凝土需要使用攪拌車或混凝土攪拌站， 將預先準備好的混凝土材料放入攪拌設備中，進行充分攪拌，確保混凝土的均勻性和流動性。 混凝土的配制要根據設計要求進行，確保混凝土的強度等參數符合設計要求。

3）混凝土的運輸。 混凝土攪拌完成后，需及時運輸到施工現場。 通常采用攪拌車進行運輸，確保混凝土在運輸過程中不發生分層、凝結等現象。 運輸過程中，需注意避免混凝土的振動和振蕩，以保持其均勻性。

4）混凝土的澆筑。 澆筑混凝土時，需按照設計要求將混凝土均勻、連續地傾倒到模板內。 對于連續箱梁結構，澆筑分為多段，每段的長度和時間需要嚴格控制，以確保澆筑接縫的質量。 在某市京廣路一沙口路快速通道工程中，采用分段澆筑的方式，每段長度為30 m，每段澆筑時間為6 h。 在澆筑過程中，還需對混凝土進行振搗，振搗可采用振動棒或振動臺等設備，確保混凝土的密實性和均勻性。

3.4 預應力桿的處理與調整

預應力桿的處理與調整是現澆預應力混凝土連續箱梁施工過程中的重要內容， 其會影響梁體的預應力性能以及整個工程的安全穩定。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，采用預應力桿以增強梁體的抗拉性能， 提高結構的強度以及穩定性。

3.4.1 進行預應力桿的加工和處理

預應力桿一般采用高強度鋼材， 根據設計要求和實際情況確定其截面尺寸和長度。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，預應力桿的規格為φ32 mm，強度等級為1 860 MPa。對預應力桿進行表面處理，即對預應力桿的表面進行除銹、清潔等處理，以確保其與混凝土之間能夠充分黏結。 預應力桿的表面處理可以采用噴丸除銹和清理劑清洗等方法， 以確保其表面干凈光滑。

3.4.2 對預應力桿進行穿越模板

穿越模板是現澆預應力混凝土連續箱梁施工中的重要工具，用于使預應力桿穿過箱梁截面。 穿越模板的設計和制作需根據預應力桿的直徑和形狀確定，以保證預應力桿準確穿越。

3.4.3 進行預應力桿的張拉

張拉是預應力桿處理中的關鍵步驟，通過給預應力桿施加一定的拉力，使其產生預應力。 張拉時，需使用專用的張拉設備， 先將預應力桿穿越模板后拉伸至設計要求的預應力力值，然后進行錨固。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，預應力桿設計的預應力值為1 500 kN。

3.4.4 預應力桿的錨固

錨固是將張拉好并固定的預應力桿的一端進行錨固，確保預應力桿能夠充分發揮預應力作用。 錨固過程中，需根據設計要求選擇合適的錨固設施。

3.5 混凝土養護

混凝土養護是現澆預應力混凝土連續箱梁施工過程中至關重要的一環，它影響著混凝土的強度發展、耐久性和整體結構的穩定性。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，混凝土養護是確保結構質量的關鍵步驟。 實施步驟如下。

3.5.1 混凝土初凝后進行覆蓋保濕

初凝是指混凝土剛剛完成澆筑，開始固化的階段。 在初凝后的適當時機，需在混凝土表面覆蓋防水膜或濕棉被，以防止水分過快蒸發，保持混凝土的濕潤狀態。 保濕時間根據混凝土強度發展情況和氣象條件靈活調整， 以確保混凝土充分水化反應。

3.5.2 實施周期性養護措施

周期性養護是指在混凝土初凝后的一定時間內， 定期對混凝土進行濕潤養護， 以促進其強度的發展和晶體結構的穩定。 通常采用噴水、濕布覆蓋等方式進行養護，以確保混凝土的濕潤狀態。 養護周期和方法需根據氣象條件、 混凝土配合比、設計要求等綜合考慮。

3.5.3 加強裂縫防治和保護

在混凝土養護過程中，需注意防止混凝土表面出現裂縫，可以采取多種措施，如覆蓋防裂膜、適時噴水、遮陽等方式，避免溫度變化和干濕循環造成的表面龜裂。 對于已產生的微裂縫，可采用修補材料進行處理。

3.5.4 控制養護時間和結束養護

養護時間通常根據設計要求和混凝土強度發展曲線來確定，確保混凝土獲得足夠的強度。 養護結束后，需逐步減小濕潤頻率和強度， 以防止突然中斷養護造成混凝土表面出現龜裂。

4 結語

綜上所述， 現澆預應力混凝土連續箱梁施工技術是橋梁工程領域的前沿研究方向， 本文的深入探討為今后類似工程的施工提供了指導和借鑒， 推動了現澆預應力混凝土連續箱梁施工技術的發展， 為城市交通基礎設施的建設貢獻更多智慧和力量。