現(xiàn)澆箱梁施工方法及預(yù)應(yīng)力養(yǎng)護分析

路 磊

(中鐵十八局集團第五工程有限公司 天津 300000 )

在橋梁施工過程中，預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁技術(shù)是最常見的結(jié)構(gòu)形式，隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的建筑工程規(guī)模也在逐漸的擴大，現(xiàn)澆箱梁技術(shù)也在各橋梁施工中使用。那么，提高施工的設(shè)計質(zhì)量，能夠促進工程的順利開展。現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)要能夠以龍骨及頂托相互結(jié)合的方式提高梁體穩(wěn)定性，其承載力較大。上述要求具有較高的安全度，以此能夠?qū)|(zhì)量需求進行有效滿足，這也是保證預(yù)應(yīng)力箱梁在建設(shè)過程良好質(zhì)量的基礎(chǔ)。

1 工程概況

本文研究工程的段橋梁為永定河大橋西引橋，k2+846.66為起點樁號，k3+079.66屬于終點樁號，橋梁長度一共為233 m，為2聯(lián)6跨（0#軸~6#軸）現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)，0#~3#軸現(xiàn)澆箱梁段上跨六環(huán)路，3#~6#軸現(xiàn)澆箱梁段上跨白莊子綠地。橋梁下部結(jié)構(gòu)一共有1座橋臺，2座墩臺，14顆墩柱，19座現(xiàn)澆箱梁。此工程一共有兩聯(lián)鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力連續(xù)現(xiàn)澆箱梁，第一聯(lián)0#～3#軸上跨六環(huán)路，屬于三跨魚腹式變截面連續(xù)現(xiàn)澆箱梁，跨徑為134 m，梁高3.5～1.8 m，橋面寬為47 m，一箱十一室；第二聯(lián)為三跨等截面連續(xù)現(xiàn)澆箱梁，跨徑為99 m，梁高1.8 m，橋面寬為47 m，一箱十一室[1]。

2 現(xiàn)澆箱梁施工準備

2.1 施工場地

現(xiàn)澆箱梁在施工過程中的條件基礎(chǔ)就是場地的選擇，使場地能夠?qū)κ┕藴蔬M行滿足，并且要求場地的土質(zhì)不會受到破壞，從而能夠有效實現(xiàn)針對性的施工。施工地基場地主要包括：其一，地基基礎(chǔ)良好的場地。比如沙土，在支撐組架之前要在外邊兩側(cè)開挖排水渠，然后使原本地表通過泥土填整，最后利用機械對地面進行壓實，操作五次左右，使壓實度能夠超過90 %，之后在表面碾壓，提高壓實度[2]。其二，地基基礎(chǔ)不良場地。軟弱土層在進行處理的過程中就是要清楚土質(zhì)，然后利用石方填補，以此能夠使地基壓實度及承載力滿足施工需求。其三，中級土層，其在處理過程中就是要擴大樁基[3]。

2.2 支架系統(tǒng)的布置

雖然已經(jīng)處理好連續(xù)箱梁的地基，但是其整體的穩(wěn)定時間比較短，不能夠承受大跨徑支架集中力，但是滿堂式碗扣支架能夠分散負載。傳統(tǒng)滿堂式支架大部分都是使用萬能桿件、木支架或者鋼管搭建的。碗扣支架和其相比的桿件比較輕，通過人工操作，并且吊裝機械使用較早，周轉(zhuǎn)較為靈活，拆卸較為輕便等優(yōu)勢。所以，可以使用碗扣式支架實現(xiàn)連續(xù)箱梁施工支撐。此支架桿件通過Φ48 mm鋼管構(gòu)成，在桿件兩端或者連接處焊接特制連接扣件。支架底部和頂部配置可調(diào)節(jié)的底托和頂托，從而使其能夠以地形需求創(chuàng)建不同形式的支架。另外，還要配置Φ48 mm*6 m的扣件及鋼管作為剪刀斜撐，從而提高整體支架的穩(wěn)定性[4]。

然后選擇支架立桿的間距。立桿的縱向和橫向間距將箱梁荷載分布為基礎(chǔ)選擇，表1為立桿設(shè)計的承載能力。

表1 立桿設(shè)計的承載能力

通過以上資料計算，圖1為0#-1#軸模板支架斷面的布局，圖2為2#-3#軸模板支架斷面的布局。

圖1 0#-1#軸模板支架斷面的布局

圖2 2#-3#軸模板支架斷面的布局

之后實現(xiàn)支架的搭設(shè)和加固。在支架搭設(shè)過程中先開一幅之后逐孔開展，根據(jù)立桿精準的位置實現(xiàn)支架底托的擺放，并且對底托螺帽調(diào)整為同個計算高度平面中。首先搭設(shè)縱向中間一排底層立桿，連接水平桿之后將此作為基礎(chǔ)對兩側(cè)搭設(shè)。在地層支架搭設(shè)之后對立桿縱向和橫向成排搭設(shè)，豎向數(shù)值。之后根據(jù)立桿搭配的高度使支架搭設(shè)到頂層，裝置頂托，之后調(diào)整頂托螺帽頂面位置。上工作場地和下工作場地人行道從施工支架中擴展，縱向鋪模板使其成為人行道，橫向釘木條從而防滑[5]。支架頂部使用Φ48mm鋼管和扣件進行鏈接和加固，因為箱體在墩頂前和墩頂后3~3.2 m的范圍中具有較大的壁厚，荷載提高，所以支架要適當?shù)倪M行加固，可以使用減低此范圍中的立桿橫向間距實現(xiàn)。創(chuàng)建碗口支架之后，使用Φ48mm鋼管斜45°角作為剪刀斜撐，之后從兩側(cè)底部朝著內(nèi)斜拼至支架頂部，縱向和橫向每排要均勻的設(shè)置，從而提高支架的穩(wěn)定性[6]。

2.3 支架預(yù)壓

在支架搭設(shè)完成之后就要對支架進行預(yù)壓，預(yù)壓的重量為節(jié)段箱梁自身重量的1.2倍，通過預(yù)壓能夠防止結(jié)構(gòu)非彈性的變形，還能夠使支架彈性變形滿足施工需求。預(yù)壓的沙袋要以混凝土澆筑過程中的順序防治，如果支架沉降穩(wěn)定，而且縱橫不存在變形，那么就能夠卸除荷載。觀測點在支架、跨中及四分之一跨徑地方設(shè)置，沙包加載及卸除的順序相反，以此能夠有效避免因為卸載不均勻從而程序愛你的支架位移問題。在卸載完成之后要調(diào)整支架的頂部標高，而且要通過預(yù)壓之后的沉降結(jié)果實現(xiàn)預(yù)拱度的設(shè)置[7]。

3 現(xiàn)澆箱梁施工的工藝

3.1 混凝土澆筑

在對混凝土澆筑之前，要先清理箱內(nèi)模板，使用氣泵吹和吸塵器吸，從而清理表面。本文所講述的工程箱梁混凝土使用二次澆筑成型，第一次實現(xiàn)底板和腹板道腋角部位的澆筑，第二次實現(xiàn)翼緣板和頂板的澆筑。箱梁澆筑順著縱向從低到高開始，預(yù)應(yīng)力箱梁混凝土在澆筑過程中要根據(jù)相應(yīng)的順序?qū)崿F(xiàn)，還要降低澆筑前后時間差[8]。在混凝土分層澆筑的過程中，要對機械設(shè)備及澆筑順序進行 合理的規(guī)劃，以本橋混泥土的坍落度、供應(yīng)能力、澆筑部位的分布及初凝的時間，對底板混泥土澆筑進行合理計劃，在底板振搗密實靜止之后開始對腹板混凝土進行澆筑，在初凝之前實現(xiàn)腹板混泥土的澆筑。第二層混凝土完成翼板及頂板鋼筋綁扎以后就可以進行澆筑[9]。

3.2 混凝土的輸送

利用輸送泵泵送實現(xiàn)箱體混泥土的施工，混凝土輸送泵的管道根據(jù)兩側(cè)的翼緣板進行布置，還要避免管道和翼緣板摩擦，對模板表面光潔度造成損傷。如果管道要在箱梁中間通過，那么就要創(chuàng)建獨立創(chuàng)建的支撐架，管道無法與綁扎模板和鋼筋連接。輸送泵管道的出口利用軟管攔截，以此調(diào)整施工過程中的澆筑方向。腹板混凝土及底板澆筑過程中要利用輔助材料實現(xiàn)灌注，在進行出料的過程中不能夠在端橫梁中直接卸載鋼筋，要通過模板、薄鋼板及竹膠板作為支墊，之后人工送料到槽中，從而能夠避免污染，還會避免混泥土對模板及鋼筋造成直接沖擊[10]。

3.3 混凝土的振搗

混泥土振搗利用插入式振搗器實現(xiàn)振搗，本工程箱梁屬于1箱11室，在進行澆筑的過程中每個箱室作為一組，每組為4臺。梁端鋼筋密集的地方要使用振搗棒振搗，避免混凝土過振，還要避免混泥土漏振。混凝土振搗工作人員要通過培訓(xùn)之后才能夠上崗，并且分工責(zé)任明確， 波紋管或者鋼筋密集的地方要指派專人振搗，固定操作人員，做好交底工作[11]。

目前，僅靠學(xué)生學(xué)費推動應(yīng)用型民辦本科高校“雙師型”教師隊伍的建設(shè)是遠遠不夠的，還需從多渠道來籌集“雙師型”教師隊伍建設(shè)的資金。首先，國家應(yīng)對應(yīng)用型民辦本科高校給予相關(guān)的政策補助，例如，為教師提供社會保險和購房補貼等，這會在一定程度上提高教師的工作熱情，從而為應(yīng)用型民辦本科高校的深入發(fā)展奠定基礎(chǔ)。其次，國家還應(yīng)幫助應(yīng)用型民辦本科高校設(shè)立“雙師型”教師隊伍建設(shè)的基金，可通過政府、社會、高校三方共同努力來增加發(fā)展資金，從而提高他們的整體素質(zhì)。

3.4 鋼筋工程

在鋼筋工程施工過程中要對產(chǎn)品合格率進行保證，鋼筋類型的不同，其要明確標記，在施工之前還要處理鋼筋生銹的部分。主筋接口要對兩面實施焊接作業(yè)，并且焊縫要≥5天。在焊接之前要實現(xiàn)焊接實驗，在滿足需求之后實現(xiàn)焊接。為了能夠保證焊接鋼筋同軸，要將街頭搭接的那端彎折5°。在鋼筋焊接施工過程中，要將鋼筋制作成為骨架，并且在上面測量和標記，從而對預(yù)應(yīng)力鋼束位置進行精準的定位[12]。

3.5 預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力張拉使用雙拉雙控實現(xiàn)，張拉千斤頂使用穿心式的千斤頂，張拉要通過應(yīng)力控制，使用伸長量對其進行檢驗，其實際的伸長量和理論伸長量的比值作為對比，誤差要在6%以內(nèi)。預(yù)應(yīng)力管道使用波紋管定位安裝混凝土澆筑形成的，鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力管道的過程中要根據(jù)設(shè)計尺寸實現(xiàn)，并且使用定位鋼筋每隔50 cm定位預(yù)應(yīng)力管道，使用定位鋼筋和底板及箍筋鋼筋進行焊接，在最高點的地方鋪設(shè)排氣孔，在最低點的地方鋪設(shè)排水孔。排水管及排氣管使用20 mm內(nèi)徑的塑性管，密封連接處，保證其不漏水。箱梁張拉順序為箱梁縱向預(yù)應(yīng)力鋼束、衡量預(yù)應(yīng)力鋼束。箱梁縱向預(yù)應(yīng)力鋼束的順序為，首先實現(xiàn)腹板束的張拉，之后實現(xiàn)頂板束的張拉。箱梁預(yù)應(yīng)力鋼束使用兩端的均勻?qū)ΨQ張拉，中橫梁預(yù)應(yīng)力鋼束要使用單端張拉。其中的孔道壓漿要在張拉之后兩天內(nèi)實現(xiàn)，水灰比在0.26~0.28之間。使用真空輔助壓漿工藝，其具體的操作為：首先抽空孔道，真空的度要在-0.06~ -0.10 MPa之間，在穩(wěn)定之后開啟孔道壓漿端閥門，并且啟動壓降泵實現(xiàn)連續(xù)壓漿，之后在孔道另外一端使用壓漿劑將水泥漿到孔道中壓入，壓漿的壓力為0.5~0.7 MPa之間。圖3為真空輔助灌漿的工藝原理[13]。

圖3 真空輔助灌漿的工藝原理

4 現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力的養(yǎng)護方法

4.1 載荷裂縫控制

在混凝土澆筑工程投入使用之后，就會因為載荷導(dǎo)致橋面出現(xiàn)裂縫，比如剪切裂縫、彎曲裂縫、局部受壓等裂縫，所以就要利用合理的合計及分析對其進行養(yǎng)護，從而避免出現(xiàn)裂縫。根據(jù)施工進程結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化規(guī)律，配以合理縱向橫向鋼筋，必要的時候要增加臨時束，從而保證結(jié)構(gòu)具有足夠的抗扭及抗剪力，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)受剪、彎曲及受扭的裂縫。預(yù)應(yīng)力束錨固局部受壓或者受拉導(dǎo)致的裂縫能夠利用局部鋼筋網(wǎng)的配置進行加強，對于由于橋梁橫向彎矩，可以利用橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋的配置提高或者對結(jié)構(gòu)橫向受力進行改善。并且，還可以優(yōu)先使用錨固可靠的預(yù)應(yīng)力筋使預(yù)應(yīng)力損失得到進一步的降低，保證結(jié)構(gòu)具有足夠的預(yù)壓應(yīng)力。現(xiàn)代橋梁計算理論及手段在不斷的完善，已經(jīng)從傳統(tǒng)平面理論發(fā)展成為空間理論，并且在朝著全壽命及全過程預(yù)測的分析，還要全面考慮不同復(fù)雜過程、因素、負載工況、結(jié)構(gòu)特點等。所以，就要基于平面設(shè)計，以空間受力角度掌握結(jié)構(gòu)不同部位的受力情況，以此為橋梁的科學(xué)合理設(shè)計提供基礎(chǔ)，避免因為平面設(shè)計導(dǎo)致的缺陷及不足。

4.2 變形裂縫控制

變形裂縫指的是橋梁費載荷作用導(dǎo)致的裂縫，比如溫度變形、收縮變形和地基不均勻沉降變形等，其都是因為受到約束或者應(yīng)力超過了混凝土抗拉強度導(dǎo)致出現(xiàn)的裂縫。對于此種裂縫，可以使用表面涂層封閉方法進行控制。首先使用表面涂層封閉法對混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的裂縫進行修補，要先將混凝土表面清理干凈，之后使用機械方法打磨平整，如果表面具有輕度油污的殘留，可以使用丙酮進行擦拭。對于具有嚴重油污的表面，可以使用高效除垢劑或者具有清潔劑的壓力水進行清洗。對于頑固性的物體，可以使用金剛砂或者噴砂打磨清除。但是在施工過程中不能夠使用對混凝土內(nèi)部質(zhì)量導(dǎo)致不良影響的溶劑。在構(gòu)件表面水分充分干燥之后封閉混凝土裂縫。表面涂層封閉的養(yǎng)護方法步驟為：

涂刷低粘度改性環(huán)氧底膠，在涂刷的過程中要使膠液能夠在混凝土表面充分的滲透，微裂紋要飽滿的含膠，必要的時候要順著裂縫多道進行涂刷[14]。

在底膠指干之后，利用JN-CE找平膠對混凝土表面缺損進行修補。

使用粘貼膠粘貼纖維復(fù)合材料，在粘貼的時候要將氣泡排除，使布面平整并且膠要飽滿。織物的寬度要在80~150 mm之間，順著裂縫粘貼。在使用單向纖維織物的時候，纖維的方向要和裂縫的走向相互垂直。

4.3 混凝土的養(yǎng)護

混凝土養(yǎng)護主要包括兩種方式，分別為自然養(yǎng)護及蒸汽養(yǎng)護。在混泥土養(yǎng)護過程中，要重點加強混泥土溫度及濕度的控制，并且降低表面混泥土暴漏的時間，對混泥土暴漏的表現(xiàn)覆蓋，避免表面水分蒸發(fā)。在暴漏面保護層混凝土初凝之前要將覆蓋物卷起，然后使用工抹子搓壓表面，使其平整之后再次覆蓋，這個時候要注意覆蓋物不能夠直接和混凝土表面接觸，直到混凝土終凝。

蒸汽法養(yǎng)護：混凝土蒸汽養(yǎng)護的階段主要包括靜止、溫度提高、恒溫、降低溫度，在靜停過程中，要保證環(huán)境的溫度在5℃以上，灌注結(jié)束之后的4~6小時混泥土終凝之后才能夠升溫。在恒溫過程中，混凝土內(nèi)部溫度要在60℃以上，但是不能夠超過65℃。恒溫養(yǎng)護的時間要以構(gòu)件脫模的強度需求及混凝土的配合比情況及環(huán)境條件確定，降溫的速度要小于每小時10℃。

自然養(yǎng)護：在混泥土代模養(yǎng)護過程中，要使用帶模包裹，噴淋灑水及澆水等措施進行潮濕及保溫養(yǎng)護，保證模板接縫處不會干燥。為了能夠?qū)崿F(xiàn)順利拆模，要在混泥土澆筑兩天左右繼續(xù)保濕到定齡期。將混凝土表面的覆蓋物去除之后，對混凝土進行澆水、蓄水及覆蓋灑水的潮濕養(yǎng)護，可以在混泥土表面潮濕狀態(tài)的時候迅速使用草簾、麻布等材料包裹暴漏混凝土，之后使用塑料布或者帆布將保濕的材料進行包裹，在包裹過程中要求包裹物體完好，內(nèi)表面具有凝結(jié)水珠[15]。

5 結(jié)語

在我國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的過程中，預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義，假如使用此項技術(shù)的經(jīng)驗較低，那么就要全面完善施工方法及技術(shù)，總結(jié)經(jīng)驗，推廣此技術(shù)。并且在施工過程中要加強各個環(huán)節(jié)的控制，強化組織管理，從而提高箱梁的質(zhì)量及美觀。