浅谈后张法箱梁公路桥的施工工艺

2010-04-26崔团伟

陕西水利 2010年3期

崔团伟

（陕西省宝鸡峡引渭灌溉管理局陕西咸阳 712000）

宝鸡峡泔河二库跨溢洪道公路桥上部结构采用25m+25m预应力混凝土箱梁，设计荷载为公路Ⅱ级。桥宽8.8m，主梁底板宽度5m，每侧翼板宽1.9m，梁高1.4m，中横梁宽1.6m，端横梁宽1.2m。预应力钢束采用符合《预应力钢绞线力学性能》GB/T5 224—2003标准的Φs 15.20低松弛钢绞线，标准强度fPK=1860MPa,公称面积139mm2,弹性模量Ep=1.95×106MPa。预应力钢束采用 9Φs15.20、5Φs15.20，钢束锚下张拉控制应力采用σk=0.75fPK=1395MPa。桥下部结构采用C25砼灌注桩基础，直径为1.5m，桩深18m～24m。

图1为公路桥上部结构梁箱结构形式。

1 连续箱梁的施工工艺流程

满堂架搭设→制安主梁底模→满堂架预压→制安主梁侧模和翼板模板→钢筋与钢绞线制安→第一次砼浇筑→主梁腹模制安→第二次砼浇筑→养生28d→钢绞线张拉→灌浆→满堂架拆除。

2 满堂架搭设及模板安装

泔河二库溢洪道公路桥横跨溢洪道，桥下基础为混凝土，承载较好。首先对桥宽范围表面土和废弃垃圾等进行清除，然后对局部的裸露粘土地基进行加固处理后填筑石灰土，最后浇筑30cm厚C20素混凝土作为面层。工程实际施工过程中采用0.6m×0.6m×0.6m钢管搭设满堂支架，结合现场实际在支架顶托上沿桥中心线横向摆放横截面为15cm×15cm方木作为横梁，间距30cm，纵向摆放横截面为10cm×10cm方木，间距20cm，方木均使用东北松木。最后在纵梁上铺设模板（厚1.0cm的防水竹胶板），模板接头之间放置海绵双面帖，以防止因模板摆放时间过长热胀冷缩造成模板鼓起或缝隙过大。

3 满堂架预压

采用土袋按各段设计荷载的120%进行预压。箱梁砼共计245m3，钢筋制安95t，钢绞线8.3t，其他模板等重量按5t计算，荷载总重约697t，预压土方836t。预压前在底模板左右两侧上以横间隔1m设置观测点并作好原始记录；预压过程中每日对其进行沉降观测与原始数据进行比较，沉降稳定卸载后算出地面沉降、支架的弹性和非弹性变形数值。根据各点对应的弹性变形数值及设计预拱度调整模板的高程，预拱度计算公式为：

式中，f1——地基弹性变形；

f2——支架弹性变形；

f3——梁体挠度（设计提供）。

地基为刚性结构，变形忽略不计，支架经过预压后沉降变形不到1cm，根据计算公式以及考虑预拱度设置及模板调整。预拱度最大值设置在梁跨中，预拱高度2.5cm,并按抛物线向两端进行分配，算得各点的预拱度值后，通过支架顶部微调装置进行调整、加固。由于地基地质条件较好，满堂架搭设过程控制较好，支架的非弹性变形不超过1cm。

4 钢筋与钢绞线制安

4.1 普通钢筋

在安装并调好底模及侧模后，开始底、腹板普通钢筋绑扎及预应力波纹管的安装。钢筋绑扎先底板再腹板，后安装预应力波纹管。底、腹板钢筋及预应力管道完成后，立腹板模板，浇筑第一次砼。砼达到规定强度后，再立内顶模板及翼模模板，绑扎顶板钢筋及预应力波纹管，进行砼的第二次浇筑。

4.2 预应力钢绞线

预应力管道采用镀锌钢带制作，预应力波纹管的位置按设计要求准确布设，并采用每隔50cm一道的定位筋进行固定，接头要平顺，外用胶布缠牢。为便于灌浆在波纹管道的高点设置排气孔。

锚垫板必须牢固的安装在模板上，使垫板与孔道严格对中，并与孔道端部垂直，不能错位。锚下螺旋筋及加强钢筋要严格按图纸设置，喇叭口与波纹管道要连接平顺，密封。对锚垫板上的压浆孔用木塞封堵防止浇筑砼时漏浆堵孔。

预应力筋的下料长度通过计算确定，计算中考虑孔道曲线长，锚夹具长度，千斤顶长度及外露工作长度等因素。预应力筋的切割拟采用砂轮锯切割，预应力筋编束时，梳理顺直，绑扎牢固，防止相互缠绞，对预应力钢束进行统一编号、挂牌，按类堆放整齐，以备使用。

预应力筋穿束前对孔道进行清理,钢束采用人工从一端送入或先用孔道内预留铅丝将牵引网套的钢丝绳牵入孔道，再用人工或卷扬机牵引钢束缓慢引进。

波纹管的安装，事先按设计图中预应力的曲线坐标在梁侧模或箍筋上定出曲线位置。波纹管的固定采用钢筋马凳支托，马凳间距为600mm～800mm，钢筋支托应焊接在箍筋上，箍筋底部垫实。波纹管与支托钢筋用细铁丝绑牢或用φ6倒U形筋点焊在托筋上卡住孔道，以防浇筑砼时波纹管位置偏移或上浮。波纹管在安装就位过程中，尽量避免反复弯曲，以防管道开裂，同时还应防止电焊火花烧伤管壁。波纹管安装后，检查其位置曲线形状是否符合设计要求，波纹管的牢固是否牢靠，接头是否完好，管壁有无破损等。

从梁整体看，波纹管在梁内应平坦顺直，波纹管曲线应平滑连续，保证钢绞线顺利穿过。

5 砼浇筑

根据箱梁施工特点，砼浇筑分两次完成，第一次完成主梁底板和3/4主梁的侧墙施工任务，然后进行箱梁的腹模支撑，腹模制安完成后进行第二次砼浇筑。箱梁砼浇筑示意图见图2。

砼浇筑顺序为：分层浇筑。

砼浇筑时安排好浇筑顺序，其浇筑速度要确保下层砼初凝前覆盖上层砼。腹板砼浇筑采用对称、分层下料的方式进行，分层厚度不大于30cm。

砼的振捣采用插入式振捣器进行，振捣器移动间距不超过其作用半径的1.5倍，并插入下层砼5cm～10cm。对每一个振动部位，必须振动到该部位砼密实为止，不能超振。振捣时避免振捣棒碰撞模板、钢筋，尤其是波纹管，不得用振捣器运送砼。对于锚下砼及预应力管道下的砼振捣要特别仔细，保证砼密实，由于该处钢筋密、空隙小，振捣棒应选用小直径的。在混凝土接近初凝时进行二次收浆并拉毛，防止出现裂缝。

6 张拉

钢绞线张拉顺序示意图见图3。

砼浇筑完成养生28d，砼强度达到100%后进行张拉，为了使梁体均匀受力，张拉时采用如3图所示编号的先后顺序进行张拉,并在大梁的两个跨中，两端以及中墩中点设置水准观测点，作好原始测量记录，以便观测大梁张拉后大梁起拱情况。张拉使用的主要机器具：YCW 250穿心式千斤顶两台，YCW100穿心式千斤顶两台，电动油泵ZB4-500 50MPa两台，张拉锚具四套。在进行张拉作业前，对千斤顶等张拉设备进行编组，先张拉腹板束，再张拉底板束，最后张拉顶底板束。箱梁预应力的张拉采用双控，即以张拉力控制为主，以钢束的实际伸长量进行校核，实测伸长值与理论伸长值，误差不得超过设计伸长值±6%，否则就停止张拉。

张拉工艺为：0→10%(初应力)→100%бk→бk

穿心式千斤顶和就位箱梁两端的千斤顶同时开始张拉。两个千斤顶达到设计应力的10%时，暂停张拉，量取顶筒长度，记录数据，继续张拉；应力达到100%时，持荷2min，量取顶筒长度，作好记录，同时算出钢绞线的伸长量。

7 压浆

压浆是后张法预应力施工中的最后关键步骤。压浆前对压浆机进行认真检查、标定，用压浆机向管道内注压清水，充分冲洗，润湿管道至全部管道冲洗完后，正式拌浆，开始压浆。压浆开始后需等另一端排水，排水孔亦喷出纯浆并稳定后，才可封闭排气孔，其后对管加压到0.6MPa以上并持荷5min后封闭。张拉封锚压浆应在48h内完成，如有特殊情况不能及时压浆时，应采取保护措施，灌浆后30d不能碰撞锚具。