现浇预应力混凝土连续箱梁施工技术

2014-03-20赵殿涛

交通运输研究 2014年10期

赵殿涛

（河北路桥集团有限公司，河北石家庄 050011）

1 工程概况

某高速公路主线设中桥1座、涵洞16道；大桥位于连接线LK9+540桩号处，该桥上部结构采用30~50m装配式预应力混凝土先简支后结构连续小箱梁，桥长1 507.0m。现浇预应力混凝土连续箱梁采用支架法施工，混凝土在拌和站集中拌制，搅拌运输车运至现场，混凝土输送泵车泵送入模，插入式振动器捣固密实。

2 支架搭设

清除支架搭设区及影响范围内的表层腐植土，将沟、穴内积水杂物清理干净，分层填筑填平压实。换填50cm风积砂，并碾压密实。风积砂上设30cm天然砂砾垫层，采用重型压路机压实后，浇筑15cm厚的C20现浇混凝土。本工程支架采用Φ48mm×3.5mm扣件式钢管支架。主箱梁下立杆纵横间距一般为0.6m×0.6m，翼缘板下纵横间距一般为0.9m×0.9m。纵横向均设置水平杆，高度方向间距不大于1.8m，在水平方向及竖向加设剪刀撑。竖向则沿支模架外排立杆的四周满设剪刀撑；中间部每隔7.5～9.0m设置竖向剪刀撑；纵、横向剪刀撑按三步六跨通高设置。考虑到支架高度不大于20m，在顶部和底部设水平剪刀撑。支架构件采用扣件式脚手架拼装，根据受力计算确定支架的横、纵向布置间距。每个立杆下面设有底托、上面为可调螺旋顶托。顶、底托伸出长度不大于35cm。梁端支设上下马道，坡度不大于45°。

为确保支架地基处理质量，其处理过程应注意以下事项：桩基、承台施工完成后要及时回填基坑，回填应保证坑内干燥，不能带水回填，压实度不小于90%；支架要预留施工拱度和沉落量，支架上设“U”型托座，沿托座方向设置横方木，方木上铺底模。

3 模板安装

本工程箱梁两侧及翼缘部分用定型钢制框架，板面采用5mm钢板，底模全部采用15mm厚的防水胶合板，支承体为横桥向的方木，内模采用钢木结合模。模板要有足够的强度、刚度及光洁度。脱模剂的使用必须经业主和监理认可同意。侧模每2～3m一节，采取人工配合汽车的方法吊拼安侧模，同时应当严格控制模板安装尺寸（见表1）。

表1 模型安装验收标准

4 支架预压处理

本工程安装完成的支架适宜采用等载预压消除支架的非弹性变形，并观测支架顶面的沉落量，预压荷载可采用砂袋。预压重量与箱梁自重相等，并考虑施工荷载和风力影响等因素，一般按箱梁自重的120%加载。分三级加载，第一、二次分别加载总重的30%，第三次加载总重的40%。观测位置设在每跨的L/2，L/4处及墩部处，每组分左、中、右三个点。在点位处固定观测钉，以便于沉降观测。将箱梁各部位的荷载集度换算成砂袋高度，预压开始后逐日进行沉降观测。加载7d后测量支架下沉量，通过计算预压前后同一点标高差值及支架的弹性变形量、梁的挠度等得出底模的预挠度之和，通过“U”型托座调整底模标高，预拱度最高值设在梁的跨中，其他各点的预拱度，由中间最高值向两端零值按二次抛物线过渡。

5 桥梁支座安装

现浇预应力混凝土连续箱梁采用盆式橡胶支座。支座位置处的混凝土表面应光滑、平整和清洁，确保全部面积上压力均匀。安装前应对支座位置处进行清理。盆式橡胶支座锚固采用地脚螺栓连接时，待砂浆或混凝土达到要求的强度后，及时将地脚螺栓拧紧锚固。当采用焊接锚固时，待支座定位后，用断续跳跃的焊接方法，将支座的顶板、底板分别与预埋钢板焊在一起，然后逐步焊满周边，避免焊接时因温度过高烧伤混凝土。支座的材料、规格和质量必须满足设计和有关规范的要求，经验收合格后方可安装。支座底板调平所采用的砂浆应符合设计要求，灌注密实，不得留有空洞。支座上下各部件纵轴线必须对正。当安装时的温度与设计要求不同时，应通过计算设置支座顺向预偏量。支座不得发生偏歪、不均匀受力和脱空现象。滑动面上的四氟滑板和不锈钢板不得刮伤，安装前必须涂上硅脂油。

6 钢筋及混凝土施工

本箱梁的钢筋两次绑扎成型，先绑扎底板及腹板钢筋，待底板及腹板混凝土浇筑完毕，内模封顶后，再按设计图绑扎、焊接顶板钢筋。为保证混凝土保护层厚度，在钢筋骨架与模板之间错开放置适当数量的垫块，骨架侧面的垫块应绑扎牢固。在绑扎钢筋的同时安装波纹管。混凝土均集中拌和，泵车输送，从边墩开始向另一端泵送，以保证施工的连续性。浇筑混凝土顺序为：底板先行，两侧腹板斜向分层同步跟进，内模封顶且绑扎、焊接顶板钢筋后，浇筑顶板混凝土，最后抹面养生。混凝土强度达到设计强度的90%、且龄期不少于7d后，方可进行张拉，张拉时依据设计图纸进行两端同时张拉。在混凝土浇筑前，在固定的波纹管内放置合适的钢丝，穿束时，将钢绞线加工成柔性拖头，用铅丝或钢丝配合卷扬机牵引使预应力束到位；压浆及封锚混凝土达到设计要求后，方可卸架，卸架应从跨中开始，对称、均匀、缓慢进行。

梁体混凝土浇筑时应分层进行，先底板，然后肋身，最后顶面（见图1）。肋身浇筑时也应斜向分层进行：先波纹管下，再波纹管以上，这样有利于波纹管处混凝土密实。梁体混凝土的振捣采用插入式配合附着式进行。所用振捣器械为30型振动棒和插片式振动棒，先进行底板浇筑，振动时从模板的缝隙处插入振动棒进行振捣，底层混凝土浇筑结束后，对底板上口下料缝隙进行封底，然后再进行肋身的浇筑。当混凝土浇至波纹管位置时，应注意振动棒（片）不要接触波纹管，以免造成波纹管漏浆、移位等。针对梁端混凝土，由于构造筋较密，加上波纹管、锚具、预埋件等，应采用片式振捣器进行振捣。肋身混凝土进行振捣时要顺肋身进行插入式振捣，肋身混凝土浇筑全部结束后，浇筑顶部混凝土。顶部混凝土表面有积水时应及时清除，在初凝前进行复振。顶部混凝土要打毛，且用刮尺刮平。

图1 混凝土灌注顺序示意图①—底板 ②—肋身 ③—顶面

7 预应力施工

由于钢束较长且弯曲，故须在混凝土浇灌前在波纹管内预穿钢丝，以方便混凝土浇灌后的预应力筋穿束。预应力钢筋张拉完成后，则进行管道压浆，压浆应在张拉结束后48h内完成。采用强度在C50以上的水泥浆对应力管道进行压浆，要求压浆饱满。浆体的水胶比应低于本体混凝土，且不宜大于0.4。压浆浆液性能指标应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50—2011）表7.9.3的规定。搅拌好的水泥浆必须通过过滤器，置于贮浆桶内并不断进行搅拌，以防水泥浆泌水沉淀。注浆工作需缓慢均匀地进行，不得中断，并应排气通顺。在孔道排气孔及另一端冒出与规定流动度相同的水泥浆后封闭排气孔，继续稳压0.5MPa，持续5min左右，再对注浆孔进行封闭。