探析裝配式預應力混凝土箱梁體系轉換的施工

邵亮

摘 要：本文闡述了裝配式預應力混凝土箱梁先簡支后連續的結構體系轉換的施工工藝流程及施工關鍵技術，以期為同類工程施工提供參考。裝配式預應力混凝土箱梁先簡支后連續橋梁，兼顧了簡支梁橋和連續梁橋的優點，在市政公路橋梁設計中逐漸以先簡支后連續梁橋代替了原來單一的簡支梁橋或連續梁橋。

關鍵詞：橋梁；先簡支后連續；施工工藝

1 引言

我國的公路發展迅猛，同時對連接公路的橋梁的質量要求也相應提升，橋梁施工技術也極為關鍵。全國各省份特別是在公路橋梁設計中逐漸以先簡支后結構連續梁橋代替了原來單一的簡支梁橋或連續梁橋。裝配式預應力混凝土連續箱梁是一種先簡支后連續預應力混凝土結構，其因具有自重小、節約材料、抗扭剛度大、橫向分布好、承載能力高及運輸和吊裝穩定性好等優勢，已在公路工程建設中得到廣泛應用。

2 主要施工工藝原理及流程

2.1 工藝原理

體系由簡支轉換為連續體系，是通過在箱梁端部頂部負彎矩區內增設負彎矩預應力束來實現的，而為配合梁體結構體系轉換，在轉換過程中需在箱梁端部布設相應臨時支座，并適時拆除臨時支座來實現其體系的轉換。負彎矩區預應力束的張拉及臨時支座的安裝拆除，是能否實現體系順利轉換的重要環節，也是先簡支后連續箱梁橋施工的難點工序之一。

2.2 施工流程

（1）設置臨時支座（采用砂筒作為臨時支座）并安裝好永久支座，逐孔安裝箱梁，置于臨時支座上成為簡支狀態，及時連接橋面板鋼筋及橫梁鋼筋。（2）連接接頭段鋼筋，綁扎橫梁鋼筋，設置接頭段頂板波紋管并穿束。宜在日溫相對較低時，澆筑連續接頭、橫梁及其兩側與頂板負彎矩束同長度范圍內的橋面板濕接縫混凝土。（3）待混凝土強度達到設計強度的90%后，且齡期不小于7d時，張拉頂板負彎矩預應力鋼束，并注壓水泥漿。（4）接頭施工完成后，澆筑剩余部分橋面板濕接縫混凝土，剩余部分橋面板混凝土應由跨中向支點澆筑。（5）連接頂板鋼束張拉預留槽口處的鋼筋后，現澆該處混凝土，澆筑完成后，拆除一聯內臨時支座，完成體系轉換。

2.3 主要施工方法

根據全橋體系轉換的要求，橫梁、濕接縫施工流程如下：

準備工作→綁扎鋼筋→連接波紋管并穿鋼束→搭設模板→澆筑橫梁及其兩側與負彎矩張拉范圍內的濕接縫→養護→張拉負彎距鋼束并壓漿→澆筑剩余部分濕接縫及預留槽處頂板砼→拆除一聯內臨時支座，完成體系轉換。

（1）準備工作。① 鑿毛。橫梁、濕接縫施工之前，對接頭部分鑿毛情況進行檢查，保證接頭處表面混凝土鑿毛符合要求。② 測量高程。為保證箱梁頂面高程符合設計要求，橫梁、濕接縫施工之前，測量人員必須復核梁頂面高程，符合設計要求后方可進行下道工序施工。

（2）綁扎鋼筋。鋼筋制作及安裝嚴格按施工圖紙及技術規范進行，確保焊接質量。鋼筋預先在鋼筋加工場地配料，彎制后運到現場一次綁扎成型。鋼筋在現場綁扎結合成型時，鋼筋嚴格按圖紙要求進行布置。為保證保護層厚度，在鋼筋與模板間設置水泥砂漿墊塊，墊塊與鋼筋扎緊，且互相錯開。

（3）連接波紋管并穿鋼束。采用金屬波紋接頭連接墩頂負彎距預留波紋管，并按照圖紙要求將切好的鋼絞線穿入管內。波紋管采用膠帶綁扎連接，以防止澆筑濕接頭時漏漿，影響鋼絞線的張拉。

（4）搭設模板。橫梁采用在支座墊石部分鋪以砂墊層、在其余部分使用竹膠板作為底模的方式。鋪設底模時，在底板與方木之間加墊5cm厚的三角木契，一方面為了調整底板的標高，另一方面為了在落架時將木楔敲掉，上面的底板靠自重作用下落，方便拆卸底模。鋪設砂墊層時，應圍繞支座鋪滿整個支座墊石，填放密實，其高度應約高于支座頂面，以抵消砂層受壓后的下沉。濕接縫底板采用竹膠板制成，用6×10cm木方做框，以加強竹膠板的承載能力，并用12#的螺栓將底板懸吊在頂面槽鋼上。拆模時松開螺栓，底板就自然下落。

（5）澆筑橫梁及其兩側與頂板負彎距束同長度范圍內的濕接縫。采用C50現澆混凝土，宜在日溫度最低時澆筑連續接頭、橫梁及其兩側與頂板負彎距束同長度范圍內的濕接縫。由砼泵車輸送混凝土進入模板內。澆筑采用分層斜坡式澆筑，插入式振搗器振搗。振動棒應快插慢拔，嚴禁碰撞模板、鋼筋及其它預埋件。振搗至混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面呈現平坦、泛漿。

（6）養護。初凝后可采用灑水養護，保持混凝土表面濕潤，養護期不少于14天。在陽光強烈時可采用土工布覆蓋，以防止日光暴曬后產生干縮裂縫。

（7）張拉負彎距鋼束并壓漿。在接頭混凝土達到設計強度的90%后，且不少于7天，張拉頂板負彎距預應力鋼束，并壓注水泥漿，封錨。

張拉。鋼絞線的準備。預應力鋼束下料長度應通過計算確定，綜合考慮錨夾具厚度、千斤頂長度、張拉伸長值和張拉工作長度等因素，鋼束采用切斷機或砂輪鋸切斷。

錨具、夾具的準備。錨具、夾具應按設計規定采用，并應具有可靠的錨固性能、足夠的承載力和良好的適用性，錨具產品應配套使用，同一結構或構件中應采用同一生產廠的產品。對進場錨具按規范要求委托有相應資質的檢測單位進行檢測。

張拉機具的準備。張拉采用千斤頂及其配套的油泵、油表，滿足計算的控制噸位的要求。在張拉前對張拉機具（油頂、油泵、油表等）進行配套檢驗。根據油頂、油表的校驗資料，繪制出油表進、回油曲線，作為張拉力控制依據。在檢驗期限內，千斤頂使用過程中出現不正常現象時，需重新校定。使用次數超過300次或停用時間超過6個月時，須對千斤頂及油表再次校核。

張拉方式及順序。預制梁的負彎矩鋼束采用逐根對稱單根張拉，張拉采用雙控，錨下控制應力為0.75fpk=1395MPa。負彎矩張拉順序為T3→T2→T1。如圖2所示。

張拉以控制應力為主，伸長量校核，分級張拉量取伸長值，控制如下：0→0.10[σk]（初應力，量伸長值[λ0.1σ]）→0.20[σk]（量伸長值[λ0.2σ]）→[σk]（持荷5min）→補足張拉力至[σk]（最先錨固端伸長量[λσ]）→先錨固端錨固→后錨固端補足張拉力至[σk]（量取伸長值[λσ]）。計算伸長值時0→0.10[σk]的初應力伸長值以0.10[σk]→0.2[σk]的伸長值計入，再加上0.10[σk]→1.0[σk]的伸長值作為最終伸長值，即實際伸長值。

[λ]=[λσ]+[λ0.2σ]-2[λ0.1σ]

張拉應力的校核。張拉采用雙控法，即應力應變雙控制，鋼絞線張拉時的控制應力，應以張拉時的伸長值進行校核。實測伸長值與理論伸長值的差值應控制在±6%以內，否則暫停張拉，直至查明原因并提出解決方案方可繼續張拉。

②壓漿。配置漿液。宜采用專用壓漿液或專用壓漿劑配制的漿液進行壓漿，施工前，由試驗室配制配合比，施工中嚴格按照配合比進行配料拌和。水泥應采用性能穩定、強度等級不低于42.5的低堿硅酸鹽或低堿普通硅酸鹽水泥。外加劑應與水泥具有良好的相容性且不得含有氯鹽、亞硝酸鹽或其他對預應力筋有腐蝕作用的成分。膨脹劑宜采用鈣礬石系或復合型膨脹劑，不得采用以鋁粉為膨脹源的膨脹劑或總堿量0.75%以上的高堿膨脹劑。

壓漿方法。壓漿采用活塞式灰漿泵。壓漿前先將灰漿泵試開一次，運轉正常并能達到所需壓力時，才能正式開始壓漿，壓漿時灰漿泵的壓力取0.5～0.7MPa。壓漿前用壓力水沖洗孔道，防止管道內碎小顆粒堵塞出漿孔，壓力水從一端壓入，從另一端排出。壓漿應緩慢、均勻地進行。比較集中和鄰近的孔道，最好連續壓漿完成，以免串到鄰孔后水泥漿凝固、堵塞孔道。壓漿由一端壓入，至另一端冒出均勻濃漿時，用木塞塞住，并稍加大壓力，保持不小于0.5MPa的穩壓期持壓2分鐘以上，再從壓漿孔拔出噴嘴，立即用木塞塞住。壓漿后立即檢查壓漿的密實情況，如有不實，及時處理。壓漿中途發生故障、不能連續一次壓滿，需立即用壓力水沖洗干凈，故障處理后再壓漿。

（8）拆除一聯內臨時支座，完成體系轉換。在一聯內濕接頭、濕接縫各工序完成以后，拆除砂筒臨時支座，使各永久支座充分受力，完成由橋梁簡支向連續的體系轉換。

臨時支座拆除時需注意，橫向均按照從中往邊對稱、平穩進行卸載，同一片梁的臨時支座應同時拆除。體系轉換完成后注意將永久制作周圍模板等雜物清除干凈，使其不影響支座正常使用。

4 結語

先簡支后連續橋梁結構實際是兩跨及兩跨以上的預應力混凝土梁通過現澆混凝土形成連續結構，在一定程度上達到了結構連續的目的，提高了結構的承載能力，減少了梁部的伸縮縫，并有效控制橋面裂縫的產生。先簡支后連續橋梁的施工工程量雖小，但工序繁瑣且專業性較強，每道工序都會影響整座橋梁的質量及橋梁的使用壽命。因此，在施工中應該加強質量的控制，明確注意事項，認真總結經驗，逐步提高和控制好結構連續施工質量。

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