浅析后张法预应力变截面现浇砼箱梁施工控制要点

刘湘

【摘 要】在公路、市政桥梁建设中，后张法预应力变截面箱梁被广泛采用，在箱梁施工中从地基处理到箱梁浇筑完成每一道工序都可能会影响到整个工程的成败，从箱梁施工全过程进行控制，防止质量事故的发生。

【关键词】箱梁；施工；控制；要点

0.工程概况

曹州路跨广利河大桥是跨广利河而建设的一座大桥，为东营市第二座后张法变截面预应力连续箱梁结构桥，全桥共三跨，桥跨为35m+50m+35m，全长120m。预应力砼连续箱梁是该桥工程中的关键结构，它的质量对工程结构安全性、耐久性至关重要，施工内容主要包括地基处理、支架搭设、支架预压、模板施工、钢筋加工与安装、预应力管道布设、预应力砼施工、预应力施工等。

1.地基处理及支架搭设

1.1地基处理

支架地基的承载力应符合设计要求。本工程地处广利河河道内，支架搭设起点为河底高程处，地基较为松软，地质条件差，地基达不到承载力要求，施工又正值雨季，故需进行换填硬料，表面作硬化处理，使支架地基沉降值符合设计要求。通过受力分析，在排水条件良好情况下，对原地面进行整平，铺设30cm厚12%水泥土，然后浇筑20cm厚C20砼，以确保支架基础的坚实性和稳定性。

1.2支架搭设

支架搭设是现浇箱梁施工的关键环节，它不仅影响工程质量，还对工程成本有较大影响。选用支架应符合以下要求：支架分布受力的性能好，自重轻，尽量减少对地基的压力；根据要求，可调节高度，满足调节桥梁纵、横坡的要求；支架自身压缩变形小，稳定性能好。拼装、拆卸灵活方便；可周转使用，降低工程的施工成本。通过分析比较，工程施工采用碗扣式支架，它有规格多，拆卸灵活、自重轻等特点，支架高度可任意调节，受力分布性能好。

支架搭设前，根据《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87）和《砼结构施工及验收规范》（GB50204-92）有关规定，对支架的承载力、刚度、稳定性和抗剪强度进行验算。因本桥梁为变截面预应力箱梁，每个断面自重不一，为减少施工成本，验算支架分断面进行，根据箱梁底板处及翼板处荷载大小的不同，确定支架布置密度。为增加支架整体稳定性、牢固性，设剪刀支撑处理，以承受箱梁的恒载和施工荷载，满足设计及施工要求。顶、底部的高程采用螺旋调节高度，以满足设计标高要求。通过对方木的挠度及剪切力分析计算，确定碗扣件顶托上顺桥向、垂直桥向方木截面面积及间距，方木之间用钉子连接成整体。

1.3支架预压

考虑梁体自重、地面下沉及支架的弹性和非弹性变形等因素影响，按设计要求对支架进行预压。支架搭设完成，在砼箱梁模板施工前，对支架进行相当于1.2倍箱梁自重的荷载预压，以检查支架的承载能力，减少和消除支架体系的非弹性变形及地基的沉降。支架压重材料采用相应重量的砂袋，并按箱梁结构形式合理布置砂袋数量。预压时间根据地质情况、梁体重量、支架类型等进行现场预压试验后确定。预压前一定要仔细检查支架各节点是否连接牢固可靠，同时做好观测记录。待消除支架非弹性变形量及压缩稳定后测出弹性变形量，即完成支架压重施工。撤除压重砂袋后，设置支架施工预留拱度，调整支架底模高程，并开始箱梁施工。

2.现浇预应力砼连续箱梁施工

2.1模板施工

为保证砼外观质量，底模、内模采用竹胶模板，侧模根据设计箱梁的截面形式加工定型钢模板。模板应有足够的强度、刚度及稳定性。

外侧模板采用大块定型钢模拼装。梁体范围以外上下位置均用拉杆固定，底部拉杆每1.0m一根，确保支撑的牢固、不变形，从而保证模板就位后支撑稳固满足受力要求。外模要求光洁、平整、色泽一致、拼缝整齐，面板缝用双面胶带密封。砼浇筑前，模板采用高压气枪进行清理。内模采用工厂加工，现场拼装，整体吊装，模板之间用螺丝连接。内模在箱梁底开口，便于对浇注的砼底板进行抹光。在箱梁顶预留部分下人孔，设活动盖板便于人员进出浇筑底板砼。模板安装时，严格控制箱梁内模的断面几何尺寸。采取支、顶等有效措施控制内模两侧错位、变形，施工误差控制在规范容许的范围之内。注意预埋件和预留洞位置准确。

2.2钢筋加工与安装

箱梁中普通钢筋既有受力筋又有架立钢筋，形状复杂，数量多，为保证安装位置准确在梁上一次性安装成形。钢筋的连接直径小于22mm的采用双面焊，直径大于等于22mm的采用钢套连接。加工制作好后的钢筋骨架应分类放好，作好标识，以便使用时查找。

钢筋安装时，首先依据设计图纸尺寸在底板划出位置线，布设横向与纵向钢筋，然后进行绑扎、垫设砼垫块，并加以固定。钢筋绑扎自下而上依次进行，并采取可靠的临时加固措施，保证钢筋骨架的刚度和稳定性。其次，搭设临时支架布设腹板梁上层主筋，接着布设腹板梁箍筋，腹板梁箍筋要求每2m与主筋焊接在一起，形成骨架体系。拆除临时支架，降落腹板梁、端梁到设计位置。最后支内模，绑扎顶板钢筋。

2.3预应力管道布设

箱梁预应力孔道用波纹管成孔。波纹管按设计间距设“井”字形定位钢筋固定孔道位置。预应力管道的位置必须严格按照坐标定位并用定位钢筋固定，定位钢筋与箱梁腹板箍筋点焊连接，严防错位和下垂，如果管道与钢筋发生碰撞，应保证管道位置不变而只是适当挪动钢筋位置。

采用“定位网法”使波纹管位置按设计图纸的横、纵坐标控制在规范偏差以内；必须有足够的定位筋确保浇筑砼过程中，波纹管位置的准确性。

2.4预应力砼施工

箱梁砼设计强度为C50，为满足砼强度要求，满足砼在运输、浇筑、振捣、张拉各环节施工的需要，根据《普通砼配合比设计规程》，经建设单位、监理单位和施工单位的共同努力，在搅拌站的配合下，经过多次试配，采用多种外加剂进行试验，配制出了箱梁砼，满足了设计要求和施工需求。

在钢筋、模板、预埋件、预应力孔道、砼保护层厚度等检查、验收合格后浇筑砼，在浇筑前必须吹除模板中杂物。提前2-3天以书面形式通知拌和站，内容包括：浇筑时间、所用砼质量技术规范要求、车辆等。

箱梁砼的浇筑采用一次成型工艺，砼的浇筑纵向由跨中向两端分段分层对称浇筑。先浇底板砼，浇筑从腹板或顶板预留工作孔下料，底板的振捣采用ф50 振动棒插入式振捣。浇筑底板砼的同时，工人进入内模内压光抹面，抹面完成后，砼初凝前再开始浇筑腹板和顶板砼，阶梯式连续施工。在振捣砼时，应注意避免触及底模及波纹管。梁顶面砼以木摸收平搓毛，在砼接近初凝时进行二次收浆并拉毛，防止出现裂缝。砼浇筑过程中应按规定留取足够的试件，并应有试件进行同条件养护，作为预应力张拉的依据。

3.预应力施工

预应力钢绞线应符合《预应力砼用钢绞线》（GB/T 5224-2003）的规定。钢绞线和锚具出厂前应由厂方按规定进行检验并提供质量证明书，进场后须经过有资质的质检单位作技术鉴定。张拉机具（千斤顶、油泵）与锚具配套使用，应在进场时进行检查和校核。千斤顶与压力表配套校验，以确定张拉力与压力表读数之间的对应关系。

4.施工总结及体会

现浇箱梁支架的基础施工前一定要进行承载力验算并处理。各项技术指标合格后方可进入下步工序施工。现浇箱梁采用支架必须进行严密验算，即保证经济合理，又保证支架强度、刚度、稳定性满足施工要求。控制好立杆的垂直偏差和水平偏差，确保节点间连接符合设计要求，并严格进行预压，消除支架系统的非弹性变形，测量支架下沉量，为合理确定立模标高提供参数。底模安装的预拱度设置满足设计要求。

模板设计要求经济合理，材质、结构尺寸、线形满足设计要求并具有足够刚度。稳定、牢固拼缝严密不漏浆。波纹管安装要做到不锈、不偏、不沉、不浮、不破、不扁、不堵。

箱梁砼浇筑采用泵送应纵向分段、水平分层对称进行浇筑。浇筑时，应及时检查支架有无收缩和下沉，采取措施以保证最小的压缩和沉降。砼浇筑采用定人、定岗、定位，专人负责，确保振捣质量，注意不得出现振破波纹管现象。砼浇筑前应对预埋件的数量、位置等进行核查，确保无误后方能浇筑。卸落砼不得直接冲击到预埋件，振捣棒不得直接接触到预埋件、模板及钢筋，应保持一定距离。

预应力施工不仅关系着成桥质量，还影响着今后的使用寿命。必须按设计要求的张拉程序进行张拉，做到张拉吨位准确，钢束实际伸长值与计算值之差符合误差要求，以确保桥梁施工质量。

5.结论

总之，后张法预应力变截面现浇砼箱梁施工程序复杂，工序繁多。只有科学组织，规范施工，以数据和事实为标准，才能确保工程施工目标的实现。该桥通过对上述技术要点的控制，工程质量得到了保证，已通过相关部门验收，投入使用两年来，运行良好。