市政橋梁工程中預(yù)應(yīng)力箱梁施工工藝

摘要：預(yù)應(yīng)力箱梁常見于橋梁工程中，應(yīng)用該結(jié)構(gòu)十分有利于提高橋梁的承載能力，維持橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。以某市政橋梁工程為背景，立足于現(xiàn)場施工條件，著重探討預(yù)應(yīng)力箱梁施工工藝，提出在實際施工中應(yīng)注重的要點，以期給類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：市政橋梁;預(yù)應(yīng)力箱梁;箱梁施工

1" "工程概況

某城市主干道工程橋梁設(shè)置有預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，跨度（25m+45m+25m），中跨上跨A匝道及城步支線。箱梁采用二向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，單箱雙室斷面，底寬10.5m，頂寬15.5m，兩側(cè)翼緣寬2.5m，縱向、橫向均設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束。

2" "現(xiàn)場處理

在確定施工范圍后，平地機和推土機聯(lián)合作用，整平施工現(xiàn)場。用鏵犁翻松表層土（厚度控制在30cm左右），再用壓路機壓實，直至實測壓實度超90%為止。局部存在淤泥地段以及泥漿池，土層的穩(wěn)定性不足，采用清淤換填的處理方法。此后填筑30cm厚毛砟石，設(shè)2%橫坡，以利于排水。

3" "預(yù)應(yīng)力箱梁施工工藝關(guān)鍵點

3.1" "支架搭設(shè)

根據(jù)現(xiàn)場施工條件以及建設(shè)要求，確定支架類型。滿堂支架由Φ48mm碗扣式腳手管搭設(shè)成型。箱梁底板下腳手管橫向布距，根據(jù)各板類型而定，其中底板及翼緣板處為0.9～1.2m，腹板處為0.6m，層高0.9m。分別在各立桿頂端設(shè)頂托，再于上方設(shè)I10分配梁（橫向）。

箱梁模板材料方面，底模面板采用12mm厚的竹膠合板，縱向次肋采用10cm×10cm硬雜枋木，按照30cm的間距有序設(shè)置到位。

外側(cè)模及翼緣底模所用材料均為12mm厚的竹膠合板，橫、縱梁材料一致，即10cm×10cm木枋。內(nèi)模采用12mm厚的竹膠合板，并配套同尺寸的木枋。

3.2" "支架預(yù)壓

砂袋滿鋪壓載，載重取箱梁自重的1.2倍，達到滿載狀態(tài)且維持48h后開始卸載。經(jīng)過支架堆載預(yù)壓，可有效消除支架的非彈性變形。檢驗支架的受力特性（承載能力、剛度以及穩(wěn)定狀態(tài)）。

3.3" "模板施工

3.3.1" "腹板側(cè)模和翼緣板底模的安裝

翼緣板底模和腹板外側(cè)模均選用厚度為12mm的膠合板，配套規(guī)格為10cm×10cm的枋木，橫橋向、順橋向布設(shè)間距分別為300mm、200mm。翼緣底模豎向支撐、腹板側(cè)模支撐，均采用腳手管和可調(diào)頂支托相結(jié)合的方案。為提高作業(yè)效率，采取以25t汽車起重機為主、人工為輔的安裝方法，高效將模板安裝到位，再檢查模板的位置、穩(wěn)定狀態(tài)以及剛度，確保無誤。

3.3.2" "內(nèi)模安裝

內(nèi)模采用竹膠合板，并配套雙拼[12框架。內(nèi)模支撐結(jié)構(gòu)選用腳手管與可調(diào)頂托相結(jié)合的方案，并設(shè)尺寸為10cm×10cm的枋木橫向支撐。通過各構(gòu)件的共同組合，構(gòu)成結(jié)構(gòu)完整、受力穩(wěn)定可靠的井字框架支撐系統(tǒng)。為提升內(nèi)模拆除及底板鋼束張拉的便捷性，每跨施工過程中，分別在距梁端位置設(shè)置1.2m×1.2m工作窗，提供作業(yè)通道。內(nèi)模結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.4" "鋼筋施工

鋼筋安裝時，若與周邊的預(yù)應(yīng)力管道存在位置沖突，則遵循優(yōu)先調(diào)整鋼筋的原則，波紋管維持原位置不變。對于鋼筋之間相互干擾的情況，按照“細(xì)讓粗、構(gòu)造筋讓主筋”的思路予以調(diào)整。

焊接是鋼筋安裝時的重點工作內(nèi)容，其焊接具有一定的擾動作用。為避免焊渣燒壞底模，焊接前先在鋼筋與模板間設(shè)置合適尺寸的鐵皮，用于隔絕焊渣，減小焊接的不良影響。

鋼筋保護墊塊型號一致，以保證鋼筋保護層厚度的均勻性。防崩鋼筋縱距0.5m，閉口端在腹板內(nèi)弧方向，開口端在腹板外弧方向。配套定位鋼筋，布設(shè)間距根據(jù)作業(yè)條件而定，直線段80cm，曲線段加密至40cm。鋼筋綁扎接頭如圖2所示。

3.5" "塑料波紋管綁扎

在對塑料波紋管做連接處理時，需在封口處及接口處用三層封口紙。以圖紙為準(zhǔn)，確定塑料波紋管預(yù)應(yīng)力坐標(biāo)，做好標(biāo)記，保證其具有醒目、清晰的特點。通常，在鋼筋綁扎后即可安排塑料波紋管的綁扎作業(yè)，具體以定位網(wǎng)為主要參照基準(zhǔn)。

將塑料波紋管綁扎到位并保持穩(wěn)定，由專員精確綁扎，盡可能減小偏差，否則會影響箱梁的制作，導(dǎo)致箱梁出現(xiàn)問題。針對綁扎偏差采取有效控制措施，要求實測偏差在4mm以內(nèi)。然后對波紋管鋼束孔穿孔情況進行全面檢查，判斷其是否有足夠的準(zhǔn)確性，確認(rèn)無誤后將塑料波紋管定位筋設(shè)置到位。

3.6" "混凝土澆筑

3.6.1" "施工前準(zhǔn)備

澆筑前，根據(jù)施工要求準(zhǔn)備汽車泵、振搗棒等施工設(shè)備，組織調(diào)試，保證設(shè)備的運行穩(wěn)定性。配套備用發(fā)電機，有效應(yīng)對施工過程中的突發(fā)狀況。根據(jù)規(guī)劃對員工進行分工，使各崗位工作人員均能夠明確自身的工作職責(zé)，準(zhǔn)確掌握工作方法。用空壓機清理模板內(nèi)附著的雜物，全面檢查已經(jīng)設(shè)置到位的支架、模板、鋼筋及預(yù)埋件，其位置、穩(wěn)定性均要滿足要求。

3.6.2" "混凝土澆筑

混凝土澆筑工作量較大，采取的是水平分層、斜向分段的方法，并從低端開始逐步向高端推進。首先完成底板的混凝土澆筑作業(yè)，待該部分混凝土即將達到初凝狀態(tài)時，開始澆筑腹板混凝土。密切關(guān)注橋梁施工現(xiàn)場的實際環(huán)境，動態(tài)化施工。加強對各類原材料以及混凝土的檢測，檢驗配合比是否具有合理性以及拌和后的混凝土質(zhì)量是否滿足要求，通過此類措施保證材料的可靠性，充分發(fā)揮出混凝土的性能優(yōu)勢，提升橋梁工程質(zhì)量。

3.6.3" "混凝土振搗

混凝土澆筑過程中采取振搗措施，提高混凝土的密實度和平整度。設(shè)備采用的是插入式振動棒，振搗時與側(cè)模保持5～10cm的距離，否則在距離過近時易由于設(shè)備的振動作用而影響模板的穩(wěn)定性，類似的，振動棒不可碰觸預(yù)應(yīng)力管道等已經(jīng)設(shè)置到位的構(gòu)件。

單次移動距離取振動棒作用半徑的1.5倍，待振搗部位無氣泡、無明顯下沉、有泛漿時，可結(jié)束該處的振搗，將振動棒轉(zhuǎn)至下一點位，按照此方式有序施工。為保證整體結(jié)構(gòu)的完整性，本層振搗時，設(shè)備適當(dāng)向下層深入10cm左右，共同振搗。

3.6.4" "收漿抹面

混凝土澆搗后安排收漿抹面。抹面分階段完成，第一次的主要目的在于找平混凝土面，后續(xù)隨著混凝土狀態(tài)的逐步變化，當(dāng)其即將終凝時，開始二次抹面。在前述基礎(chǔ)上，由員工用鋼絲刷橫橋向拉毛，深度2～3cm，拉毛應(yīng)順直，不可產(chǎn)生波浪形結(jié)構(gòu)，否則會影響箱梁的表觀質(zhì)量。

3.6.5" "養(yǎng)護與拆模

待混凝土澆筑、振搗兩項工作均落實到位后及時安排養(yǎng)護。以混凝土結(jié)構(gòu)的實際狀態(tài)為準(zhǔn)，若其表面達到初凝狀態(tài)可以向該處的覆蓋膜噴灑水，并覆蓋草簾或麻布袋。采取此方法的目的在于使混凝土表面呈濕潤的狀態(tài)，以便混凝土有效成型。

通常灑水養(yǎng)護周期以7d為宜，具體可根據(jù)實際情況延長時間。預(yù)制箱梁得到有效的養(yǎng)護處理后，其強度有所提高，達到15MPa時方可依據(jù)規(guī)范拆除模板。拆模時加強防護，謹(jǐn)慎作業(yè)，不可由于拆模而導(dǎo)致預(yù)制箱梁受損（尤其是邊角等偏薄弱的部位）。對于拆除后的模板，將其轉(zhuǎn)至指定區(qū)域，分類堆放到位。

3.7" "預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力施工中，材料采用ΦS15.2mm的低松弛高強度鋼絞線，抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值為1860MPa。以設(shè)計要求為準(zhǔn)，利用切割機精細(xì)化下料，不宜采用氧焊或電焊的下料方法，否則會影響下料尺寸精度或損傷鋼絞線材料。

部分現(xiàn)澆箱梁的預(yù)應(yīng)力筋長度較大、數(shù)量較多，為保證穿束效果，用專門的牽引裝置完成。在此過程中人工輔助作業(yè)，將每束的鋼絞線理順，并有序綁扎成束。此外，考慮到預(yù)應(yīng)力筋易相互纏繞的問題，提前將鋼絞線穿入波紋管，在此基礎(chǔ)下組織混凝土澆筑施工。

張拉采用智能張拉設(shè)備，待混凝土強度達到90%且養(yǎng)護時間超7d時，安排張拉。張拉采用“雙控方法”，以張拉應(yīng)力控制為主，利用實測的伸長量校核，要求測定值與設(shè)計值的誤差在±6%以內(nèi)。

3.7.1" "初張拉

千斤頂主缸充油，調(diào)整鋼絲束的狀態(tài)，使其適度拉緊，與此同時對錨圈以及千斤頂位置做合理調(diào)整，直至孔道、錨具和千斤頂各自的軸線可重合為止。每股鋼絞線的受力應(yīng)均勻。待其達到初應(yīng)力時，及時設(shè)置伸長量標(biāo)記。期間對鋼絞線做詳細(xì)的觀察，判斷其是否有滑絲、斷絲等異常狀況[1]。

3.7.2" "正式張拉

分級有序加壓，經(jīng)檢測后，若張拉端張拉力完全達到設(shè)計值，則維持該狀態(tài)5min（持荷穩(wěn)壓），檢測鋼絞線的伸長量，判斷其與設(shè)計伸長量的差值。若其在±6%以內(nèi)，則滿足張拉要求。若實際偏差超出許可范圍，需查明原因，結(jié)合實際情況對初始應(yīng)力做靈活調(diào)整，再次張拉，直至張拉應(yīng)力、鋼絞線伸長量均滿足要求為止。

3.7.3" "錨固

張拉完成后，開啟高壓油泵截止閥，使張拉缸油壓以較為緩慢速度逐步下降，直至降至零為止，此時錨具夾片自動跟進錨固。根據(jù)要求，確定超出錨具外的無用鋼絞線，用砂輪切割機將該部分切除干凈。通常，錨具外留鋼絞線的長度為3～5cm。

3.7.4" "孔道壓漿

此環(huán)節(jié)施工采用智能壓漿設(shè)備，壓漿時間安排在張拉錨固后48h內(nèi)，避免延期壓漿。否則鋼絞線外露部分在與外界潮濕空氣等環(huán)境因子接觸后，易發(fā)生銹蝕。注漿施工材料為C50微膨脹水泥漿，注漿壓力0.5～0.7MPa，全程連續(xù)推進，將漿液從一端壓入，待另一端流出水泥漿的稠度與壓入部分保持一致時，及時關(guān)閉閥門，進行3～5min穩(wěn)壓，全程壓力至少達到0.5MPa。

壓漿48h內(nèi)混凝土的溫度不低于5℃，否則應(yīng)根據(jù)實際溫度條件采取保溫措施。例如在現(xiàn)場搭設(shè)保溫棚架，或是采取加熱的方法，使混凝土的溫度穩(wěn)定在合理的區(qū)間內(nèi)。若氣溫超過35℃，安排在夜間施工，否則溫度過高將影響壓漿施工效果。

壓漿時，按照先下后上、左右側(cè)對稱的方式有序推進。為保證壓漿施工的連續(xù)性，在正式壓漿前準(zhǔn)備充足且質(zhì)量滿足要求的漿液[2]。考慮到現(xiàn)場可能發(fā)生停電故障的情況，配備發(fā)電機。

3.8" "支架拆除

預(yù)應(yīng)力施工結(jié)束且漿液實際強度達到設(shè)計值85%后，可進入支架拆除環(huán)節(jié)。為保證支架拆除安全性，按照先跨中后兩邊、先翼緣板后梁底的次序有序操作。

支架拆除分階段完成：首先從中間開始向兩端對稱松開架體;隨后從跨中開始，向兩側(cè)以同步對稱的方式有效拆卸。拆除時加強防護，不可強制拆除，以免損傷已成型結(jié)構(gòu)[3]。卸載后的支架構(gòu)件按類別堆放到位，以便后續(xù)方便。

4" "結(jié)語

綜上所述，預(yù)應(yīng)力箱梁是一種完整、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形式，其在橋梁工程中應(yīng)用具有突出優(yōu)勢。預(yù)應(yīng)力箱梁施工對質(zhì)量要求較高，諸如支架搭設(shè)、支架預(yù)壓、模板安裝、鋼筋施工、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力施工、支架拆除等均是重要的施工環(huán)節(jié)，有關(guān)工程人員應(yīng)予以高度重視，采用科學(xué)合理的施工工藝，切實提高施工質(zhì)量。

參考文獻

[1] 姜東華.市政道橋箱梁橋施工技術(shù)探究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2021（4）：211-212+215.

[2] 張小軍.市政橋梁工程中預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用研究[J].工程與建設(shè)，2020（2）：298-299.

[3] 沈增華.預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)在市政橋梁工程中的應(yīng)用探討[J].廣東建材，2020（8）：73-75.