现浇预应力混凝土连续箱梁施工技术研究

李旭鹏

（中铁十二局集团第四工程有限公司，西安 710000）

1 引言

现浇预应力混凝土连续箱梁作为现代道路和桥梁工程的关键组成部分，具有出色的承载能力和耐久性，被广泛应用于高速公路、铁路、城市交通等领域，成为现代交通基础设施建设的重要一环。 然而，与其出色的性能和潜在优势相比，现浇预应力混凝土连续箱梁的施工技术和工程实践仍然充满挑战，为了确保工程质量、提高施工效率、降低成本，深入研究现浇预应力混凝土连续箱梁的施工技术尤为重要。

2 工程概况

某市京广路—沙口路快速通道（南三环—北三环）工程是一项重要的城市交通基础设施工程，全长约13.6 km，以高架桥、隧道等立体形式构成，是某市中心城区快速路“一环两纵三横”系统的重要组成部分。 工程自中原路以北路段全部采用高架桥形式，共建设立交8 座，跨线桥1 座，跨河桥3 座。其中，本桥梁工程属于京广路—沙口路快速通道解放路立交桥工程，由主线桥、A 匝道、B 匝道3 部分组成， 主线桥长652.35 m，A匝道桥长477.58 m，B 匝道桥长283.00 m。 主线桥的上部结构采用现浇预应力混凝土连续箱梁，总体布局为线性；孔跨组合采用多种跨度，最大跨度达到了标准桥宽的多倍；标准箱梁的横断面为19.05 m，采用单箱三室封闭箱形断面设计；悬臂长2.78 m，腹板斜率为45%，悬臂与腹板通过圆弧形倒角连接，标准梁高为2 m，箱梁底宽为10.35 m。 这项工程的建设旨在完善该市的交通网络，为市民提供更便捷、高效的出行服务。

3 现浇预应力混凝土连续箱梁施工技术分析

3.1 模板搭设

模板搭设是现浇预应力混凝土连续箱梁施工的关键环节之一， 直接影响着后续施工的顺利进行， 以及最终工程的质量。 在某市京广路—沙口路快速通道工程中，由于工程的特殊性，模板搭设尤为重要。

1）模板搭设的前期准备工作至关重要。 在确定搭设区域和模板尺寸之前，必须进行详细的工程测量和地形勘测，包括确定地面高程、孔跨位置、桥墩尺寸等参数，以便精确制订模板设计方案。 在设计方案确定后，需要进行模板材料的准备，通常模板采用高强度钢材或者工程复合板材， 以确保足够的承载能力和稳定性。 材料的质量必须经过严格的质量检查，以确保模板安全可靠[1]。

2）模板的组装和搭设。 （1）根据设计方案，将模板材料切割和焊接成合适的形状和尺寸，然后进行组装。 模板的组装需要精确，以确保模板的平整度和垂直度满足要求。 在组装过程中，需要考虑模板的支撑结构，确保模板在搭设过程中具有稳定支撑。（2）在模板组装完成后，可以开始搭设工作。在某市京广路—沙口路快速通道工程中， 由于主线桥采用了现浇预应力混凝土连续箱梁结构，模板搭设的过程相对复杂。 工作人员需要将模板吊装到桥墩或支撑结构上，确保其稳定。 然后，根据设计要求调整模板的水平度和垂直度， 以确保模板布置的准确性，这一过程需要高度的技术熟练度和精确的操作。 （3）在模板搭设完成后，需要进行质量检查和验收。 检查包括模板的平整度、尺寸是否符合设计要求，以及模板连接是否牢固。只有在模板搭设合格后， 才能进行后续的混凝土浇筑和预应力筋布设工作。

3.2 预应力筋布设

预应力筋布设是现浇预应力混凝土连续箱梁施工过程中的关键步骤， 关系到结构的承载能力和稳定性。 在某市京广路—沙口路快速通道工程中， 采用预应力筋以增强混凝土的抗拉性能，可以提高结构的整体强度。

1）根据设计要求和结构特点，确定预应力筋的材料和规格。 预应力筋通常采用高强度钢材，其规格和截面尺寸需符合设计要求。 在某市京广路—沙口路快速通道工程中，预应力筋的规格为φ15 mm，强度等级为HPB235。预应力筋的布设位置需要根据结构的受力特点和设计要求来确定， 通常分为上筋和下筋。 在箱梁横截面中，上筋位于箱梁的上部，而下筋位于箱梁的底部。 预应力筋的布设方式通常包括直线布设和弯曲布设，根据设计要求进行选择。 在该工程中，采用了直线布设的方式。

2）进行预应力筋的张拉。张拉是预应力筋布设的重要环节，通过给预应力筋施加一定的拉力，使其产生预应力。张拉时，需使用专用的张拉设备，如液压张拉机。 工作人员需要先将预应力筋固定在梁段两端的预埋套筒内，然后通过张拉机进行逐步张拉，直至达到设计要求的预应力力值。 在某市京广路—沙口路快速通道工程中，预应力筋的设计预应力为1 200 kN。 完成预应力筋的张拉后， 需要将预应力筋固定在梁段两端的预埋套筒内。 固定时通常采用预应力筋锚固件，通过固定螺栓将预应力筋与预埋套筒牢固连接。

3）进行预应力筋的锚固。 锚固是将张拉好并固定的预应力筋的另一端进行锚固， 确保预应力筋能够充分发挥预应力作用。 在锚固过程中，需严格按照设计要求和锚固系统的规范进行操作。 在某市京广路—沙口路快速通道工程中，采用了专用的预应力筋锚固设施，确保了预应力筋的可靠锚固[2]。

3.3 混凝土浇筑

混凝土浇筑是现浇预应力混凝土连续箱梁施工的核心环节，直接影响到结构的强度和耐久性。 在某市京广路—沙口路快速通道工程中，采用现浇预应力混凝土技术，确保了结构的整体强度和稳定性。

1）准备混凝土材料。 混凝土的原材料包括水泥、骨料、粉煤灰、矿渣粉等，这些材料需按照一定比例混合，确保混凝土的强度和流动性。 在某市京广路—沙口路快速通道工程中，混凝土采用标号为C50 的混凝土。

2）搅拌和配制混凝土。 搅拌混凝土需要使用搅拌车或混凝土搅拌站， 将预先准备好的混凝土材料放入搅拌设备中，进行充分搅拌，确保混凝土的均匀性和流动性。 混凝土的配制要根据设计要求进行，确保混凝土的强度等参数符合设计要求。

3）混凝土的运输。 混凝土搅拌完成后，需及时运输到施工现场。 通常采用搅拌车进行运输，确保混凝土在运输过程中不发生分层、凝结等现象。 运输过程中，需注意避免混凝土的振动和振荡，以保持其均匀性。

4）混凝土的浇筑。 浇筑混凝土时，需按照设计要求将混凝土均匀、连续地倾倒到模板内。 对于连续箱梁结构，浇筑分为多段，每段的长度和时间需要严格控制，以确保浇筑接缝的质量。 在某市京广路一沙口路快速通道工程中，采用分段浇筑的方式，每段长度为30 m，每段浇筑时间为6 h。 在浇筑过程中，还需对混凝土进行振捣，振捣可采用振动棒或振动台等设备，确保混凝土的密实性和均匀性。

3.4 预应力杆的处理与调整

预应力杆的处理与调整是现浇预应力混凝土连续箱梁施工过程中的重要内容， 其会影响梁体的预应力性能以及整个工程的安全稳定。 在某市京广路—沙口路快速通道工程中，采用预应力杆以增强梁体的抗拉性能， 提高结构的强度以及稳定性。

3.4.1 进行预应力杆的加工和处理

预应力杆一般采用高强度钢材， 根据设计要求和实际情况确定其截面尺寸和长度。 在某市京广路—沙口路快速通道工程中，预应力杆的规格为φ32 mm，强度等级为1 860 MPa。对预应力杆进行表面处理，即对预应力杆的表面进行除锈、清洁等处理，以确保其与混凝土之间能够充分黏结。 预应力杆的表面处理可以采用喷丸除锈和清理剂清洗等方法， 以确保其表面干净光滑。

3.4.2 对预应力杆进行穿越模板

穿越模板是现浇预应力混凝土连续箱梁施工中的重要工具，用于使预应力杆穿过箱梁截面。 穿越模板的设计和制作需根据预应力杆的直径和形状确定，以保证预应力杆准确穿越。

3.4.3 进行预应力杆的张拉

张拉是预应力杆处理中的关键步骤，通过给预应力杆施加一定的拉力，使其产生预应力。 张拉时，需使用专用的张拉设备， 先将预应力杆穿越模板后拉伸至设计要求的预应力力值，然后进行锚固。 在某市京广路—沙口路快速通道工程中，预应力杆设计的预应力值为1 500 kN。

3.4.4 预应力杆的锚固

锚固是将张拉好并固定的预应力杆的一端进行锚固，确保预应力杆能够充分发挥预应力作用。 锚固过程中，需根据设计要求选择合适的锚固设施。

3.5 混凝土养护

混凝土养护是现浇预应力混凝土连续箱梁施工过程中至关重要的一环，它影响着混凝土的强度发展、耐久性和整体结构的稳定性。 在某市京广路—沙口路快速通道工程中，混凝土养护是确保结构质量的关键步骤。 实施步骤如下。

3.5.1 混凝土初凝后进行覆盖保湿

初凝是指混凝土刚刚完成浇筑，开始固化的阶段。 在初凝后的适当时机，需在混凝土表面覆盖防水膜或湿棉被，以防止水分过快蒸发，保持混凝土的湿润状态。 保湿时间根据混凝土强度发展情况和气象条件灵活调整， 以确保混凝土充分水化反应。

3.5.2 实施周期性养护措施

周期性养护是指在混凝土初凝后的一定时间内， 定期对混凝土进行湿润养护， 以促进其强度的发展和晶体结构的稳定。 通常采用喷水、湿布覆盖等方式进行养护，以确保混凝土的湿润状态。 养护周期和方法需根据气象条件、 混凝土配合比、设计要求等综合考虑。

3.5.3 加强裂缝防治和保护

在混凝土养护过程中，需注意防止混凝土表面出现裂缝，可以采取多种措施，如覆盖防裂膜、适时喷水、遮阳等方式，避免温度变化和干湿循环造成的表面龟裂。 对于已产生的微裂缝，可采用修补材料进行处理。

3.5.4 控制养护时间和结束养护

养护时间通常根据设计要求和混凝土强度发展曲线来确定，确保混凝土获得足够的强度。 养护结束后，需逐步减小湿润频率和强度， 以防止突然中断养护造成混凝土表面出现龟裂。

4 结语

综上所述， 现浇预应力混凝土连续箱梁施工技术是桥梁工程领域的前沿研究方向， 本文的深入探讨为今后类似工程的施工提供了指导和借鉴， 推动了现浇预应力混凝土连续箱梁施工技术的发展， 为城市交通基础设施的建设贡献更多智慧和力量。