先简支后连续预制小箱梁施工技术研究与应用

□文 /陈长青

高速公路运营中发现，桥梁的稳定性与耐久性还有待于继续加强，对传统的预制T梁以简支形式安装后，通过局部连接与桥面铺装的形式使其形成整体，还需要进一步的技术改进。如果都采用现浇箱梁后张预应力形式，从工程工期控制、劳动力数量、工程造价上均有很大差距，而预制小箱梁安装后的先简支后连续形式达到了后张预应力现浇箱梁的效果，既节省了资金、劳动力、工期，又解决了传统预制T的稳定性差、耐久性差的问题。

1 工程概况

京沪高速公路（天津段）一期一标跨京津塘高速公路主线桥全长1 132 m。上部结构有21联均为先简支后连续预制小箱梁结构，见图1。

图1 桥梁整体横断面

2 预制小箱梁结构施工的特点和难点

2.1 结构形式

标准断面梁高160 cm，顶宽240 cm或301 cm，底宽100 cm，底板厚度分别为18、25 cm，肋板厚度分别为18、25 cm；梁长 30 m。

2.2 施工特点

因远离市郊，周边没有合适的构件厂，受现场周边道路制约，故只能在现场临时征地制作加工，施工组织难度大，质量控制不易。

2.3 施工难点

应力体系转化是本工程的一个难点。立交桥上部结构采用先简支后连续的结构形式，施工时采用钢桶式临时支座作为结构应力转化过程中的临时支点，利用负弯矩预应力钢绞线张拉来实现应力转化过程。施工过程中控制好预应力钢绞线的应力和应变为控制要点。

3 预制小箱梁施工

3.1 预制小箱梁的现场加工

3.1.1 模板的加工与架立

1）侧模共配置10套，侧模模板采用大块定型钢模，焊接牢固，接缝严密，无变形，具有足够的强度、刚度、平整度及稳定性。模板拼缝用密封胶灌缝抹平。

2）芯模同样采用钢模，为便于芯模拉出，设计为1.2 m一节，接头采用螺丝连结。

3）底模采用混凝土基础，上满铺6mm钢板，底模制作时考虑预制梁的预留反拱值15mm。

4）模板固定。底部采用间距0.5 m对拉螺栓固定，上部也采用对拉螺栓固定，确保浇筑时不涨模、不漏浆、不变形。

5）防止浇筑过程中芯模上浮，采用在芯模上每隔1.2 m加一道20#槽钢做成的压顶，压顶中间顶住芯模，两头用螺栓固定在外模上。

3.1.2 钢筋加工及绑扎

钢筋绑扎按底板—腹板—翼板—顶板的顺序进行绑扎。钢筋在现场绑扎，负弯距齿板钢筋骨架在加工场绑扎，运至现场吊装就位，再与梁钢筋焊接形成整体；交叉点用铁丝绑扎结实。

3.1.3 波纹管敷设、锚垫板安装

1）预应力筋孔道采用塑料波纹管。敷设波纹管时，应严格按设计管道坐标位置固定并设固定管道的钢筋支架，其直线段间距为100 cm，曲线段间距加密为50 cm。

2）为确保管道内无杂物、张拉时钢铰线能穿入波纹管内，混凝土浇筑时管道内穿入略小于波纹管内径的塑料水管，严防杂物、水泥浆进入孔道。

3）锚垫板要牢固地安装在模板上，定位孔的螺栓要拧紧，垫板与孔道严格对中并与孔道端部垂直，不得错位。

4）锚垫板的压浆孔要采取海绵封堵，在压浆前清理干净。在锚垫板与模板之间加一层橡胶或泡沫塑料板，喇叭口与波纹管相接处，要用塑料胶布缠裹紧密，防止漏浆堵孔。

3.1.4 混凝土混凝土

1）混凝土采用混凝土运输罐车运送，龙门吊配合混凝土。箱梁混凝土的浇筑采用底板、腹板、顶板全断面由梁一端向另一端循序渐进的方法一次性浇筑完成。芯模底板每隔2 m留20 cm×2 cm洞用于底板混凝土的振捣，底板混凝土下料由梁肋处下料，振捣用φ50mm直径插入式振器振捣，底板振捣密实后，立即封洞，进行梁肋的浇筑。

2）顶板顶面的混凝土初凝应及时拉毛处理，做到表面平整，以利于与铺装层结合。

3.1.5 拆模与养护

1）承重模板应在混凝土强度达到80%后方可拆模，拆模时应防止损伤混凝土表面。

2）混凝土在浇筑完成收浆后尽快覆盖和洒水养生。

3.1.6 （后张法）预应力张拉

1）预应力筋制作

预应力钢铰线采用强度为1 860 MPa的高强度低松弛钢铰线，钢铰线进场后放置于砖砌平台上，采用帆布进行严密覆盖，严禁雨淋，防止锈蚀，决不允许沾染油污。

预应力筋的钢铰线下料，按设计长度并预留张拉等长度，采用砂轮锯锯断后平放在地面上。编束时，保证每根钢铰线之间平行，不缠绕，每隔1.0～1.5 m用20#软铁丝绑扎1道。

2）预应力筋穿束

预应力筋在浇筑混凝土强度达到设计要求后采用人工穿束，为保证穿束时不捣破波纹管，在每根钢铰线头用透明胶布包裹。钢铰线伸出锚垫板长度，在张拉端为65 cm。

3）预应力筋张拉

（1）为防止梁体发生早期裂缝，在混凝土强度达到100%以上时方能进行张拉。

（2）在进行第一片梁张拉前需要对千斤顶校验，以确定千斤顶压力值和油压表读数之间的曲线关系。

（3）预应力张拉程序为 0→0.1σk→0.2σk→张拉控制应力σk(含锚口摩阻损失)持荷2 min锚固。

（4）张拉操作。先按每束根数与相应的锚具配套，带好夹片，将钢铰线从千斤顶中心穿过。张拉时当钢铰线的初始应力达到时停止供油，检查夹片情况完好后，划线做标记。

上述工作完成后，即向千斤顶油缸充油并对钢铰线进行对称张拉。张拉采用应力控制为主，以预应力钢铰线的伸长值作为检验手段，实际张拉伸长值与理论伸长值应控制在±6%的范围内。

4）管道压浆与端头封堵

（1）压浆。预应力筋张拉完毕后应尽早压浆；孔道压浆采用水泥浆，水泥浆28 d抗压强度≮50 MPa；水泥浆的拌制，先下水再下水泥，拌和时间不得少于1 min，灰浆过筛后存放在储浆桶内，水泥浆自调制到压入管道的时间间隔不得超过40 min，水泥浆在灰浆桶应不停地低速搅拌；压浆前用高压水对孔道进行冲洗以排除孔内杂物，如有积水应用高压风排除,但要保持孔内润湿；压浆前应做好封锚工作，用环氧树脂胶浆或水泥砂浆堵塞，以免冒浆而损失灌浆压力，封锚时应留有排气孔；压浆时，对曲线孔道和竖向孔道应从最低点的压浆孔压入从最高点的排气和泌水，压浆顺序先压底层孔道；压浆使用活塞式压浆泵，压浆的压力控制在0.5～0.7 MPa，压浆应达到孔道一端饱和出浆并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口后，应保持≮0.5 MPa的一个稳压期，该稳压期不少于5 min；压浆过程中及压浆后48 h内，结构混凝土的温度不得低于5℃，否则应采取保护措施，当气温高于35℃时，压浆在夜间进行。

（2）封端。孔道压浆后将梁端水泥浆冲刷干净，同时清除支承垫板、锚具及端面混凝土的污垢并将端面混凝土面凿毛；放置端部钢筋网，可将部分箍筋点焊在支承垫板上；固定封端模板以免在浇筑时模板走动影响梁长。

3.2 预制箱梁安装

准备好临时支座，临时支座采用砂筒，施工过程中，严格控制临时支座标高。

砂筒实际标高比理论顶高程放高1 cm，以抵消梁板落好后砂筒的沉降且派专门测量员跟踪观测砂筒沉降量，以利于更好的控制临时支座顶标高。

3.3 预制小箱梁安装后施工工艺流程流程及体系转换

3.3.1 预制小箱梁安装后施工工艺流程

以一联4跨结构为例，见表1。

表1 连续箱梁施工工艺及流程

3.3.2 体系转换

1）体系转换张拉采用单根预应力钢绞线两端同时张拉的办法，应力应变双控制，达到张拉应力后持荷2 min，再根据伸长值复核，通过张拉后，使两跨预制箱梁简支形式统一在一起，待注浆强度达到100%后，将吊装时的临时支座（砂筒）撤掉，形成连续体系。

2）张拉结束并压浆后，待水泥强度达到设计及规范要求时，方可拆除临时支座。

3）临时支座拆除时，应做到逐孔对称、均匀、同步、平稳；体系转换后，永久支座与墩顶（用环氧树脂）密贴，符合设计要求。

4 结语

先简支后连续结构形式的优点是将预制箱梁与后张预应力现浇箱梁的各自优点有效的结合起来，使其整体性好、稳定性高、行车效果明显，既保证了预制箱梁的工厂化集中生产、加快了施工进度，节约了投资，又避免了后张预应力现浇箱梁造价高、工期长、劳动力需求量大的缺点。

先简支后连续预制小箱梁结构形式施工，解决了传统预制T梁的稳定性差、耐久性差的问题，可以大大提高桥梁的施工质量，增强了桥梁的稳定性、耐久性，节约了成本。

[1]JTGB01—2003，公路工程技术标准[S].

[2]JTJ 041—2000，公路桥涵施工技术规范[S].

[3]GB/T5224—2003，预应力混凝土用钢绞线[S].

[4]JTGD26—2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].

[5]刘吉士,阎洪河,李文琪.公路桥涵施工技术规范实施手册[M].北京：人民交通出版社,2002.

[6]林文虎，姚 刚.混凝土结构工程施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.