先简后支连续预应力混凝土小箱梁施工技术及质量控制分析

郑肖男

摘要：文章对先简后支连续预应力混凝土小箱梁施工技术特点进行分析，阐明其施工工艺及质量措施，指出该技术先进实用，经济性良好，值得推广应用。

关键词：先简后支；连续；混凝土箱梁；施工；质量控制

中图分类号：U445.72 文献标识码：A 文章编号：1674—3024（2016）05—91—02

前言

为了让车辆能在高等级公路以较快的车速平稳、舒适地行走，桥梁结构必须具有很高的连续性。简支梁结构具有施工快速、构造简单的特点，但其不足之处就是桥面连续性差，经常出现跳车现象，难以满足车辆行使要求。采用先简支后连续技术，能使桥梁结构接缝大量减少，保证行车舒适性及平稳性。采用该技术进行施工，可加快施工速度、造价便宜，目前已在许多地方尤其是广东地区大量应用。

广东某桥，地处珠江三角洲，河流密布，软基较深，路段较长，处理软基需要较高费用，不稳定因素较多，且施1212期较短，经综合比选研究，确定采用等跨先简支后连续小箱梁高架桥设计，它既解决了简支梁较多接缝的问题，又克服了连续梁箱梁投资大、施工速度慢的不足。

1小箱梁施工难点及质量控制措施

某桥梁，采用小箱梁采用预应力混凝土结构形式，桥长148m（两侧桥台外距），上部结构采用4×35m先简支后连续的预制预应力混凝土小箱梁结构，全桥共需要35m预制预应力混凝土小箱梁32片。

2先简后支继续小箱梁施工工艺

3小箱梁施工关键工序质量控制措施分析

3.1预应力混凝土小箱梁预制

在进行此工序施工时，容易出现箱梁底板与腹板交接处的施工不密实、漏浆，引发冷缝、水波纹、孔洞等情况。认真分析其原因，随在设计上存在不足，导致钢筋间距及保护层过小，施工质量不过关也是一个重要因素，没有严格按工序进行施工，没有进行准确的骨料级配采用粒径偏大的粗骨料，在底层波纹管上缘，粗骨料易堆积在一起，在振捣腹板波纹管下的混凝土时，为确保梁体密实性，没有按规定振捣，如振捣过度时，波纹管下缘处就会形成砂浆层，从外观上看，梁体在腹板局部出现不密实或沿底层波纹管方向出现一层水波纹。

为避免上述问题出现，施工时要注意做好以下质量控制措施：

（1）加入橡胶条。把橡胶条嵌进模板和模板接缝处，可以防止出现漏浆；

（2）浇注混凝土前，要做好相关准备工作。施工中做到各工序紧密衔接，

（3）浇注腹板波纹管以下混凝土时，要筛选粗骨料，保证粗料粒径符合施工要求；

（4）保证混凝土坍落度。适度控制混凝土坍落度，有需要时可用小直径较振捣棒进行振捣，振捣时间控制在30s～50 s为合适；混凝土浇注顺序应从梁的一端开始，逐步向另一端推进。

3.2预应力张拉及压浆

预应力孔道宜采用钢制波纹管，按规定布设管道位置，不能有偏差。

按梁长方向每隔1 m左右设置一道定位筋，曲线部分适当加密，以确保管道坐标的准确。

安装完预应力筋后，要检查位置，保证其位置正确，直线线形要呈顺直状，曲线线形要圆滑，预应力筋要紧密牢固，接头完好无损，管壁不得有破损，如出现破损，要及时进行修补，安装锚垫板位置要准确等。

安装锚具时应使锚板对中，夹片均匀打紧并外露一致。

安装千斤顶时，对直线钢束应使张拉力作用线与孔道中心线重合，对曲线钢束，应使张拉力的作用线与孔道中心线的末端切线重合。

当混凝土达到设计强度90%以上时，方可进行张拉。进行张拉作业时，要在钢绞线两端，同时对称张拉，以油压表应力控制为主，要校核张拉伸长值，实际伸长值应达到设计要求，如出现偏差，不能超过理论伸长值6%，如超出偏差值，需要暂时停止作业，查找原因并进行解决。

总结以往实践经验，发生误差的原因主要包括：

（1）油表读数精确度不够

目前，普遍的油表读数最大精确数是1 MPa，小于1 MPa的读数无法读出，只能估读。持荷期间，油表指针不停来回摆动，也容易导致读数不准确。

（2）千斤顶校验存在不足

千斤顶校验时，是通过加压（包括主动和被动加压），整数时对应的千斤顶读数，绘制成校验曲线，进行施工作业时，把张拉力对应的油表读数在曲线上找点或内插，这种情况下所得出的油表读数，会和千斤顶实际拉力存在着系统误差。此外，如果千斤顶油路发生故障，会引发油表读数不准确，和千斤顶实际张拉力不符。

（3）计算理论延伸量时，预应力钢绞线弹模取值不准

弹模取值通常是通过试验确定，取试验值的中间值作为弹模取值，进入到施工现场的钢绞线，虽然有出厂合格证，达到规范要求，但由于钢绞线具有较大弹模离散性，没有很强的稳定性，进行延伸量实测时，会和理论延伸量产生较大误差，与规范要求不符。

为有效解决上述问题，应采取相关应对措施解决。

（1）张拉工作要由专人负责，不应随意更换，张拉时要控制应力和伸长量。

（2）定期校验油表、千斤顶。张拉进程中，如出现不正常情况时，应立即停止作业，检查原因，同时要对油表、千斤顶再次进行校验。

（3）校验千斤顶、油表时，宜采用率定值，也就是根据实际初应力、控制应力校验对应的油表读数得出的数值为依据。

（4）增加对钢绞线检测次数，进入施工现场的每捆钢绞线，均需抽取样本，进行弹模试验，以保证钢绞线理论延伸量的准确。完成张拉作业后24 h内，必须进行压浆，否则，会容易预应力筋出现锈蚀，导致预应力损失。

压浆过程中，技术人员要跟进检查施工情况，确保灰浆压力，对较长孔道压浆时，要适度加大压力，此外，如需要进行一次性压浆时，压力也要加大。要持续压浆，直到孔道另外一端饱满出浆、排气孔排出的水泥浆达到规定稠度时，方可停止压浆。

如压浆未满需要中途停止压浆时，要马上用压力水进行冲洗，直至冲洗干净，做好相应措施后再进行压浆，完成压浆作业后要立即清洗压浆机和压浆管，避免堵塞，以便能顺利进行下次压浆。

4现浇连续段施工及体系转换

连续段的转换是否达到设计要求，是先简支后连续混凝土箱梁最关键。浇注混凝土时，要对预制箱梁梁端与接缝混凝土连接面应凿毛处理，要把原来混凝土表面全部凿至露出石子，并进行冲洗，保证石子干净，浇注前先对石子洒水湿润，确保混凝土接缝强度达到设计要求。

浇注混凝土的时间宜选择在一天气温最低时进行，这样可保证混凝土产生拉应力较小受外界温度变化影响，当接头混凝土强度达到设计要求，并有足够的养生时间后，可进行合龙段预应力束张拉。张拉应遵循对称张拉、先边墩后中墩、先腹板合龙束后底板顶板合龙束的原则进行，并严格执行张拉工艺。张拉后及时压浆封锚。

当每一联的预应力施加完成，且管道水泥浆达到设计强度时，就可以进行体系转换。体系转换的目的是将预制板由简支变为连续，直接关系到连续梁的承载能力。由于这种结构支座间距大，易造成梁体三条腿受力现象，使箱梁扭曲而影响使用寿命。一般采用在湿接缝施工前先将永久支座置于垫石上，放好后在支座外周围安装底模，并采取有效措施密封，严防漏浆，然后将支座钢板放置在支座上，并进行预压，以消除三者之间的空隙和一部分非弹性变形，再进行混凝土浇筑施工。在临时支座拆除过程中应保证箱梁同时下落，可优先选用钢砂顶临时支座。

5箱梁顶面调平层裂缝防治

由于结构本身的特点和由于施工不规范等因素，箱梁顶面调平层极易产生裂缝。一般情况下，根据设计要求，箱梁顶面调平层的厚度都在10 cm以内，由于安装过程中产生的误差以及箱梁张拉起拱产生的差异等原因，都会造成箱梁顶面调平层厚度不一，部分桥面有的地方偏厚，有的地方偏薄，使到桥面铺装层的承载能力和刚度受到影响，铺装层容易受到破坏。

在中墩支座处是负弯矩区，上缘受拉，有的设计要求调平层与箱梁顶板必须按施工缝处理，这样即使桥面铺装与箱梁形成整体后，铺装层参与受力，按三角形应力分布图式，越是距中性轴越远的地方，应力越大，越容易开裂，而且箱梁是预应力混凝土，调平层是普通钢筋混凝土，热膨胀系数不一样，会导致混凝土调平层会因时间推移出现开裂。

为避免这种情况出现，要把存梁期限定在合适范围内，不能太长。完成吊装梁的作业后，要尽早施工铺装层，施工铺装层时要尽量保证厚度均匀一致。施工材料要严格把关，以保证混凝土的整体强度，如条件许可，可在调平层混凝土中，加入一定量的掺聚丙烯纤维，可有效防止铺装层裂缝出现。

铺装层施工前，要在梁表面凿毛，并清理干净，增强铺装混凝土与桥面的粘聚力，避免产生空鼓情况；设置钢筋时，要保证定位准确，避免施工过程中操作失误令到钢筋移位，影响钢筋网承受荷载的能力；完成调平层施工作业后，要有足够的时间进行养护，避免产生干缩裂缝；在桥面强度未达到设计要求，变形未完全稳定的情况下，不能提早通车，否则桥面因早承受重载作用，出现桥面损坏。

6结束语

先简支后连续具有施工方便、施工进度快，结构体系连续完整，行车舒适、经济性较高等特点，特别适合在中小跨径预应力混凝土桥应用。该技术应用前景广阔，进行先简支后连续梁桥施工时，虽然技术不是太复杂，但要做好关键施工工序的质量控制，保证桥梁质量达到验收标准。