預應力混凝土箱梁施工關鍵技術

李文麗

摘要：為了提高預應力混凝土箱梁的施工質量，結合工程實例，對某公路橋梁預應力混凝土連續箱梁的結構特點進行了總結，從測控網設置、掛籃安裝、懸臂段鋼筋安裝、預埋件及預留孔安裝、混凝土澆筑、預應力施工、孔道壓漿、主橋合攏等關鍵施工技術進行研究。研究結果表明：此施工技術有效確保了項目的順利實施，施工過程中未出現安全和質量事故，竣工驗收合格，為類似項目積累的施工經驗。

關鍵詞：預應力；混凝土箱梁；施工；張拉；合攏

0? ?引言

箱梁是由連續箱梁和空心箱梁組成的，其主要作用是承受各種荷載和承受溫度變化應力等[1]。混凝土箱梁的斷面一般為矩形、工字形或U形橋面板，在腹板和底板上開孔，可設單向或雙向預應力。

橋梁上部結構的主要構件是箱梁，它具有整體性好、耐久性好、行車舒適等優點，因而在橋梁建設中得到了廣泛應用[2]。預應力混凝箱梁施工工序較多，且施工中容易出現質量問題。為保證工程質量，必須采用相應的施工技術措施和質量控制方法，以達到提高工程質量的目的。基于此，本文結合某公路橋梁工程實例介紹預應力箱梁施工關鍵技術。

1? ?工程概況

某公路橋梁采用預應力混凝土連續箱梁結構，全橋共16聯，跨徑布置為（2×25m）+（5×30m），橋寬34m。主橋橋型為變截面預應力混凝土連續箱梁，由16個工字形斷面組成，梁高0.9～3.0m不等，腹板寬5m，底板寬4.5～5.5m。每聯共設10個橋墩。

箱梁頂板寬度為3.0m，底板寬度為2.5m。箱梁翼板厚度為30cm，腹板厚度為20cm。箱梁底寬3.5m，頂、底板厚為3～4.5cm。箱梁腹板采用橫向分布鋼筋和縱向預應力束。箱梁斷面由梁體、翼板、底板組成。箱梁頂板布置橫向預應力束，翼板布置縱向預應力束，底板布置橫向預應力束，腹板布置縱向預應力束。30m預應力箱梁結構如圖1所示。

2? ?施工關鍵技術

2.1? ?測控網設置

橋址區山體陡峭，峽谷深邃，為有效監控成橋線形，測控網設計應用較為關鍵。控制點既要滿足常規橋梁施工測量需求，又要為連續梁施工打下基礎，滿足精確測量要求，且在整個施工過程中要保持控制點穩定。

2.1.1? ?平面測量測控網

受地形限制，首級測控網岸側邊長較長，不宜頻繁采用交會法進行橋梁橋墩放線。且橋墩離岸邊越近，交會角越大，對橋墩的測量精度影響越大。控制點距離放線對象較遠，大氣折射影響放線精度，所以首級測控網必須加密。

在岸側適宜位置增加若干測量加密點。加密點取點，除了要考慮首級網點和放線墩的通視性外，同時要考慮加密點的可靠性、穩定性和準確性。若由于施工機械、臨時建筑或施工干擾，導致加密測量點失效，需在作業期間數次補點加密，以滿足測量需要。

結合現場環境條件，可分別采用以下3種加密方法：一是以兩個方向的兩個首級網點轉角相交，或三個方向的三個首級網點正面相交的形式進行加密。二是全站儀測量精度時，首級網的兩端為已知點，采用導線法形成網格。三是技術力量允許時，加密點可并入首級網，形成新的測量測控網，以利于增強測量精度。

2.1.2? ?高程測量測控網

為增強測量精度，高程測控網應布置成閉合路線。高程測控網可分為首級網和加密網，水準點分為基本水準點和施工水準點。基本水準點設在不受施工影響的位置，該區域土質需堅實、抗振動，以利于保證測量精度。基本水準點位置設永久性標志，通常采用四等水準測量法測量高程。施工水準點用于直接測量目標物的標高。為了便于測量和盡可能降低誤差，施工測量水準點應適當靠近測量目標物。

2.2? ?掛籃安裝

掛籃安裝前，應仔細檢查掛籃的各部件是否有質量缺陷，特別是錨固系統和行走系統是否有松動的地方。掛籃安裝前，在拼裝平臺上畫出各主要構件的中心位置線，并在此基礎上用全站儀放出各主要構件的中心線。

按設計要求進行拼裝，拼裝順序為：底模、內模、外模、內頂板、外頂板和腹板[3]。拼裝時，注意各構件之間的連接是否牢固，有無松動現象。如有松動必須進行緊固后再進行下一步安裝。拼裝完成后進行全面檢查，并記錄各構件的尺寸和位置是否正確，然后開始安裝上一節段的底模和外模。底模采用定型鋼模板，以保證混凝土澆筑時不變形。

2.3? ?懸臂段鋼筋安裝

鋼筋綁扎前，將已完成澆筑的梁段周圍用鋼板圍擋，避免在澆筑混凝土過程中鋼筋發生位移，同時也便于操作。鋼筋加工根據設計圖紙，對各部位的尺寸進行嚴格控制，并做好標識。加工完畢后，必須有專人負責檢查[4]。

2.4? ?預埋件及預留孔安設

預埋件及預留孔的安裝質量直接影響到箱梁的質量。在箱梁預埋件安裝之前，應對預制箱梁進行檢查，并確保預埋件的位置、標高、尺寸等滿足設計要求。對于預埋件，應檢查其是否存在裂縫、變形等問題，且應滿足預埋件位置、尺寸及標高要求。

在箱梁上預埋鋼筋時，要在模板上畫出定位線，并對鋼筋的位置、標高、直徑進行檢查，同時用卷尺進行測量。如果發現存在問題，應及時進行處理[5]。預應力管道安裝前，應將預留孔道位置處的混凝土表面清理干凈，并在相應位置做好標記。在澆筑混凝土前，用水泥漿將預留孔道封住，并將預留孔道內的雜物清理干凈。對于特殊部位的預留孔道，要在混凝土澆筑過程中進行檢查和處理。

2.5? ?混凝土澆筑

混凝土的澆筑是箱梁施工的關鍵環節，也是保證箱梁施工質量的重要環節。在箱梁混凝土澆筑過程中，要嚴格按照施工規范進行，確保其符合設計要求。混凝土澆筑之前，應對模板進行檢查，確保模板無松動、變形等問題。需對箱梁頂板、底板、腹板上的鋼筋進行檢查，并確保其位置及尺寸均滿足設計要求。

混凝土澆筑過程中要對其平整度進行控制，若出現變形、裂縫等問題，應及時采取措施處理。在箱梁混凝土澆筑過程中，應保證混凝土的密實度和強度符合要求。混凝土施工完以后，應該做好相應的養生工作，箱梁內外采用長度為兩個節段的水管進行噴淋養生，同時做好養生過程中的混凝土溫度變化記錄。箱梁混凝土脫模時間必須嚴格控制，不得過早，遇到晝夜溫差大時，應做好相應措施[6]。

2.6? ?預應力施工

2.6.1? ?預應力筋制作

預應力筋要嚴格按照設計要求進行制作，同時還要對其質量進行控制。在箱梁預制之前，應對預應力筋的外形尺寸、規格、材質進行檢查，確保其符合設計要求。同時，還要對預應力筋進行除銹處理，以保證其表面無銹蝕、無油污等問題。在對預應力筋進行制作時，要選擇適合的設備和工具，并確保其質量符合要求。同時，還要對其操作人員進行培訓，提高其操作技能[7]。

2.6.2? ?預應力筋穿束

預應力筋穿束時，應對其位置進行調整，確保其符合設計要求。同時，還應注意預應力筋的受力情況及長度是否符合要求。預應力筋穿束時，應先穿鋼束頭，后穿其余部分。先將鋼束頭固定在箱梁模板上，后將鋼束頭的一端固定在鋼筋上，然后另一端由人工或機械將預應力筋穿入梁體中。

2.6.3? ?預應力筋張拉

張拉時，首先在兩端對稱各拉一束，用千斤頂同時進行張拉。張拉完成后，取下千斤頂及鋼絞線，用砂輪機將錨具與夾片間的油垢清除干凈。然后將錨具與夾片上涂潤滑油，重新涂油后進行封錨。該工程項目部分跨中各施工階段應力值如表1所示。由表1的結果可知，該項目實測的底板應力和頂板應力與理論應力值相差很小。

2.7? ?孔道壓漿

孔道壓漿是箱梁施工過程中的一個重要環節，也是保證箱梁施工質量的重要環節。在對孔道進行壓漿前，應對水泥漿的強度、流動性、和易性進行檢查，以保證其滿足壓漿的要求。

在進行孔道壓漿時，應先將水泥漿攪拌均勻，然后再進行壓漿操作。水泥漿應從下口流入，從上口流出。在對水泥漿進行壓漿時，應采用低壓多循環的方法，且將壓力控制在0.3MPa左右。在進行壓漿操作時，要對水泥漿的坍落度、泌水率、含砂率等進行檢查，確保其符合要求。

2.8? ?主橋合攏

2.8.1? ?邊跨合攏

完成箱梁1～20梁段裝配后，檢測整橋技術參數和施工質量。裝配合攏吊架，對T構邊跨進行端部水箱壓重。檢查橋面堆載，全面檢測和調節箱梁的應力狀態，為合攏做準備。以2h測試間隔、至少24h，循環測試溫度場影響下橋墩與箱梁的形變狀態。檢查兩側箱梁與橋臺之間有無縱向約束，保證縱向自由滑移。混凝土強度大于設計強度的85%并且齡期5d后，縱向預應力鋼束分兩批按先長后短的順序張拉，并按設計進行澆筑。

2.8.2? ?合攏體系轉換

邊跨合攏段在混凝土滿足設計強度后，張拉邊跨合攏梁，拆卸臨時支撐與固結部件，將合攏體系轉換為單懸臂體系。再用同樣的方法澆筑中跨合攏段混凝土，進行預應力梁張拉，拆卸模板，轉換體系[8]。

中跨合攏兩端懸臂部分的長度和斷面基本對稱。合攏期間，兩端懸臂部分的合攏標高基本一致，合攏剛性支座只承受角位移引起的彎矩。邊跨合攏施工時，往往一端采取現澆施工，另一端采取懸灌施工。此時箱梁的垂向溫度差會引起合攏梁段的撓度值差和角位移，使合攏段混凝土產生彎曲。

2.8.3? ?加槽鋼骨架

為使合攏段混凝不受混凝土收縮、環境溫度等影響，張拉前需采取有效措施控制合攏口間距。該橋采用在箱內加槽鋼骨架，剛性骨架的作用是在合攏段混凝土的養護期內，降低混凝土承受此處結構可能發生的跨中彎矩、拉力、扭矩和剪切力，以保證合攏段混凝土凝固過程中，盡量消除外界因素的干擾。橋梁合攏后，剛性骨架增加了合攏段的強度和剛度，有利于保證合攏段的施工質量，增加橋梁的整體性。

2.8.4? ?合攏頂推

頂推在橋梁預應力箱梁合攏施工中是關鍵的技術環節。頂推形變控制指標主要是指，合攏梁段縱向水平移位與墩頂縱向水平移位的狀態控制。合攏頂推過程中，結構發生形變，內部應力重新分布，由于受到材料變異性、施工精度、工程計算模型等因素影響，具體應力應變與理論計算存在差異。所以頂推控制參數不能機械執行設計和理論計算結果，應該結合工程具體情況，綜合各方面的因素，合理進行頂推控制。案例橋梁合攏施工中，其頂推力控制采用“應變指標控制為主，應力指標控制復核”的頂推參數控制原則。

3? ?結束語

為了提高預應力混凝土箱梁的施工質量，本文結合工程實例，對某公路橋梁預應力混凝土連續箱梁的結構特點進行了總結，從測控網設置、掛籃安裝、懸臂段鋼筋安裝、預埋件及預留孔安裝、混凝土澆筑、預應力施工、孔道壓漿、主橋合攏等關鍵施工技術進行研究。

每個公路橋梁項目的現場施工環境不同，為此在以后的類似項目施工中，還是需要結合項目的實際情況，對施工工藝和施工方法進行適當的調整和改進，以確保預應力混凝土箱梁的施工質量。

參考文獻

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