预应力混凝土箱梁施工中的关键技术研究

2014-07-16张小丽

山西建筑 2014年13期

张小丽

(山西路桥建设集团有限公司阳泉分公司，山西阳泉 045000)

0 引言

随着基础建设规模的不断扩大，我国公路的建设也在如火如荼的进行中，其中桥梁在公路通车总里程所占的比重相对较大。而预应力混凝土箱梁由于具有整体性好、刚度比较大、施工容易、行车稳定性好这些优点，是桥梁建设经常采用的结构形式，特别是在高等级公路的跨线桥中应用十分广泛。但是，预应力混凝土箱梁的施工技术相对比较复杂，施工质量也受到众多因素的影响，所以如何控制其施工质量就成为工程人员比较关心的问题，这不仅影响桥梁的整体质量，而且对整个公路的质量有着重要影响。因此，研究预应力混凝土箱梁施工中的关键技术就很必要。

1 预应力混凝土箱梁施工概述

1.1 主要施工工序

预应力混凝土箱梁的基本施工过程如下:施工前的准备工作;处理基底，包括核算各种荷载对地基的影响，并得到要处理的地基深度和应采取的处治方法;参照设计过程中提供的标高和预留拱度来进行支架的搭设;参照施工规范安装模板;预压支架，主要是为了对支架的稳定性进行检验，避免支架使用过程中出现安全问题，另外也对地基承载能力检验，降低支架对地基的影响;绑扎腹板以及底板的钢筋，并在指定位置进行预应力波纹管的安放;进行腹板和底板的混凝土浇筑工作，浇筑结束后采取合适的养护措施;进行翼板以及顶板的混凝土浇筑;对箱梁的预应力进行张拉;最后拆除施工中用到的模板和支架，清理施工现场。

1.2 施工中常见的问题

预应力混凝土箱梁在施工过程中经常出现的问题主要体现在以下几个方面:首先，箱梁有较差的表观质量。表现为箱梁的混凝土不同位置出现色差，底板的平整性较差，在模板的连接位置因为对接不紧密留下的痕迹，并且有蜂窝或者麻面情况出现。其次，对梁体的标高控制不精确，存在较大误差。造成这种现象的原因是支架的沉降不均匀或者沉降超出了预期;因为承载能力下降导致支架的变形、稳定性受到影响。再者，预应力的张拉不够、定位应力束误差大或者压浆不满足要求等，都会造成预应力施工质量下降，对最终桥梁使用过程中的受力带来影响。最后，梁体结构产生裂缝，这会造成桥梁承载能力下降而影响其正常使用。由此看出，预应力混凝土箱梁施工中加强对关键施工技术的控制尤为重要。

2 关键施工技术

2.1 处理地基以及安设支架

处理地基以及安设支架是预应力混凝土箱梁施工过程中基础的一个环节。经过处理的地基，不仅能够承受支架荷载，也要能够承受施工荷载的作用，防止施工过程中沉陷的发生。施工中根据箱梁的长宽要求对其下部施工场地进行整平压实，且要进行排水设计，保证施工现场的排水顺畅，对于桥梁的墩柱位置要特别处理，从而保证底模位置地基良好的整体性。地基整平压实结束后，在其上铺设水泥稳定碎石基层进一步提升承载能力。

碗口式支架是排架常用的形式，地基处理结束后，根据要求的支架排距，一般铺设30 cm×25 cm×15 cm大小的混凝土块来当作基础，然后在基础上架设碗口式支架，其由尺寸为15 cm×15 cm的方木制成，一般选择30 cm的间距。在铺设箱梁底模时一定要参照设计要求控制其标高，误差要符合要求。

2.2 混凝土施工

1)混凝土原材料的选取，这是混凝土工程的质量控制中的关键，对于水泥的安定性、集料的含泥量以及集料自身的物理力学性质都要严格控制。对于水泥来说，一般选择具有稳定质量、良好保水性以及较小收缩量的硅酸盐水泥，一般水泥用量控制在5 000 kg/m3以下;混凝土的水灰比要小于0.5;为了提升混凝土的施工性能，可以在混凝土中添加一些减水剂;控制混凝土的初凝、终凝时间在4 h～5 h，6 h～7 h范围内。

2)混凝土拌和控制。拌和开始前应该对设计提供的基准配合比进行调整，混凝土的拌和要严格参照施工配合比来操作，并注意对其质量的检验，并做好检验的记录工作，不满足施工要求的混凝土不能用于箱梁的浇筑施工中。

3)浇筑过程的控制。

a.做好浇筑前的准备，确定科学、合理的施工方案，并对施工材料、机械设备、施工场地以及施工参与人员确认。

b.控制浇筑工作。浇筑过程中根据实际情况控制浇筑速度，并且进行振捣，尽可能不要留施工缝，振捣后要及时收面，不可以后期利用砂浆来抹平。要按照从中间到两侧的顺序对梁进行浇筑，并且在桥墩处合龙，避免梁体因为支架变形出现移动。浇筑过程是依照底板、腹板以及顶板的次序来顺次浇筑，浇筑完底板后，支撑内模，这个过程中要注意控制内模位置，保证底板钢筋和内模的良好连接，这一操作要在短时间内完成。而一般采用分层浇筑的方法对腹板浇筑，振捣时要防止触碰到钢筋。控制顶板标高是浇筑顶板时特别注意的问题，且应适当预留桥面横坡。下一道工序的施工要在混凝土强度大于2.5 MPa后才可以开展，同时混凝土的表面层严禁堆放施工材料或者机械设备。预应力混凝土箱梁混凝土施工现场如图1所示。

图1 混凝土施工现场图

c.要加强对混凝土的后期养护工作，防止因为养护不到位出现的混凝土收缩过大情况。养护一般进行薄膜或者草袋的覆盖，并辅以洒水养护，从而控制混凝土的湿度、温度，整个养护要持续7 d左右。

2.3 预应力施工

预应力管道的成孔一般选择的是预制波纹管，在波纹管使用前要对其质量进行检验，看是否满足施工规范的要求。并且安装过程中，应该对其准确定位，在箱梁浇筑的混凝土强度超过70%且养生超过7 d的情况下，才能开展预应力施工，整个预应力施工要严格参照施工图纸来进行。首先开展预应力钢筋的下料工作。要参照规范的要求来确定钢绞线的长度，长度不能过长或者过短，避免浪费或者长度不够影响预应力施工效果。下料开始前，应该合理的布置施工现场，保证现场的硬度以及平整度符合要求，必要时用型钢作为支垫来避免污染钢绞线。下料过程中，拉伸钢绞线至所需的长度，并在超出长度5 cm位置的两侧用铁丝标记，从标记的位置开始切割。对钢绞线编束时，要将钢绞线做编号处理，为了防止出现操作错误，应该参照设定的顺序挨个摆放。编束完成后用铁丝对钢绞线绑扎，绑扎的间距为1.5 m左右。

接下来张拉预应力。张拉施工时，参照设定的变化挨个进行张拉操作，并要有专人对张拉进行指挥，张拉从两侧逐级开展，尽可能同步对两侧张拉。一般通过应力以及伸长量两个指标对张拉控制，其中应力应该根据设计来确定，而伸长量也要满足规范的规定。张拉过程中尽可能保证千斤顶施加的张拉力的作用线与钢绞线的轴线保持一致，待到应力稳定以后开展锚固。

最后是孔道的压浆施工。压浆开始前，应该采用清水清理孔道，接着用压缩空气对其清理，注意压缩空气中不要有油分等杂质，再用碱性的压力水清洗孔道，将孔道壁上的松散颗粒进行清除，最后再用压缩空气吹干。压浆过程中，通过活塞式灰浆泵将水泥浆从一端压入孔道，孔道冒浆停止压浆。要匀速进行压浆，压浆结束后封闭孔道口，从而实现孔道内水泥浆在压力下凝固的目的。压浆中采用的水泥浆的各项参数应该满足表1的要求。