預應力蓋梁施工技術

張 敖

廣州市市政集團有限公司 廣東 廣州 510630

1 工程概況及蓋梁工程數量

1.1 工程概況

本項目為廣東省某公路橋梁工程TJ1標，合同段內主要以橋梁施工為主，兼有部分路基、改路、改渠等工程。主要工程規模： 3座主線橋，長3905.9m；互通式立體交叉2處，蓋梁均為預應力鋼筋混凝土結構，混凝土采用C50混凝土，墩柱頂面在拆除墩柱模板時均已鑿毛處理。

1.2 蓋梁工程數量

本標段環洲南路高架橋蓋梁共計80片，其中，雙柱式方形墩蓋梁42片，三柱式方形墩蓋梁4片，雙柱式圓形墩蓋梁31片，三柱式圓形墩蓋梁3片。蓋梁高度約7～10m。

圖1 蓋梁典型蓋梁圖

結合現場實際情況，蓋梁鋼筋骨架采用在第一鋼筋場內加工成型，骨架鋼筋用運輸車運到現場，然后用35T汽車吊吊裝到蓋梁底模上面進行焊接，模板采用定型鋼模板，進場后首先進行打磨、試拼，經監理工程師驗收合格才能使用。

2 總體施工方法及工藝流程

本項目蓋梁工程采用外加工整體式鋼模板。蓋梁鋼筋骨架及零構件要在鋼筋場加工，用運輸車運到蓋梁施工現場，配置35t汽車吊吊裝，鋼筋在底模上綁扎安裝，然后進行模板安裝，最后再進行混凝土澆筑。待混凝土達到2.5MPa時方才能進行側端模板拆除，然后進行養護，待砼強度達到不小于設計值的85%時進行第一次預應力鋼束的張拉，壓漿、封錨。完成第一次張力、壓漿、封錨后拆除底模及支架，鋼棒抽出后，在預留孔內灌注水泥漿，預留孔表面水泥漿摻入一定的白水泥，使預留孔顏色與墩柱一致，待壓漿混凝土強度達到100%后開始架設小箱梁，然后進行第二次預應力鋼束的張拉、壓漿、封錨。混凝土采用混凝土泵車或料斗吊送方式澆筑。

蓋梁施工流程如下：

鋼管柱安裝—砂箱安裝—貝雷片吊裝—工字鋼及作業平臺安裝—底模鋪裝—堆載預壓及卸載—鋼筋骨架、零構件及預應力管道錨具綁扎、安裝—側模、端模、擋塊模板安裝及驗收—墊石鋼筋預埋及接地預埋件預埋—砼澆筑—拆模養生—第一次預應力張拉、壓漿、封錨—梁板架設—第二次預應力張拉、壓漿、封錨[1]。

3 支架搭設

3.1 鋼棒安裝

圖2 鋼管柱布置側面圖

(1)在每個墩柱四周搭設鋼管腳手架。前后每邊腳手架為雙排腳手架，立桿采用單立管。搭設尺寸為：立桿的縱距1.2m，立桿的橫距0.6m，立桿的步距1m，立桿的高度為鋼棒位置，四周每4.8m高度布置一道剪刀撐，采用的鋼管腳手架類型 48×3.5。腳手架只承受施工人員及跳板荷載，要求同時施工人數不得大于兩人。腳手架底座必須要堅實，土基必須要夯實，在土基上澆筑10cm厚C15砼，或鋪設墊板，墊板厚度不小于10cm，且跨度不小于兩跨。

(2)在每個鋼管柱上各放置砂箱裝置一個，砂箱緊貼墩柱放置，砂筒壁厚1.2cm，砂箱上蓋及下墊2cm厚鋼板。然后進行貝雷片吊裝，貝雷片放在砂箱上面，兩排貝雷片之間采用特制的加長鋼銷連接，兩側之間采用對拉螺栓及槽鋼連接固定。

(3)砂筒加工完成后需采用萬能壓力機進行超載20%試壓，使用前桶箱內的砂需按10kN荷載加壓，避免不均勻沉降。所用砂子應用干凈中粗砂，以防砂體板結給放砂帶來困難。

3.2 鋼管柱安裝

鋼管柱支墩做成采用雙鋼管立柱，順橋向間距為2.6m，鋼管（Φ500×8mm）間用“槽鋼平撐”或槽鋼平撐加槽鋼剪刀撐進行焊接，頂底焊接10～12mm厚帶螺栓孔的法蘭（400×400mm），形成可栓接的兩腳“板凳”或支墩桿件。在支墩位豎向逐節接長，上下節間對齊，立即用螺栓聯接后吊車方可松鉤。

支墩節段在施吊前應檢查各處的焊接情況，如有焊縫開裂等異常情況時應通知技術部門查明原因，進行補強或更換材料。

首節吊安前應計算和復核好支墩高度和選配管節，使之和地面標高、蓋梁設計高程相匹配，避免返工。首節管節安施時應控制其豎直度，在兩個互相垂直的方向用吊線墜的方法觀察，也可用測量儀器精準控制。鋼管底部插入混凝土基礎，混凝土基礎橫橋向寬度為0.6m，順橋向長度為3.2m，厚度為0.4m。

3.3 貝雷片安裝

(1)貝雷片由專業人員安裝，長度長出蓋梁兩端各1m以上，做預應力張拉施工平臺。

(2)貝雷片（標準貝雷片規格：300cm×150cm）與調坡鋼桁架之間用卡扣聯接固定，綁扎間距為高度20cm以上為0.5m，高度20cm以下為1m。貝雷片之間采用銷連接，兩側貝雷架分別在懸臂端與跨中位置用自制10號槽鋼十字框架鎖定。兩側貝雷架上設自制?20螺桿在墩柱兩側對拉鎖緊。

(3)蓋梁寬2m，工作平臺一側1m，工作平臺上面滿鋪鋼板，四周設置安全防護網要求符合《建筑施工高處作業安全技術規范》，工字鋼及鋼板鋪設完成逐次檢查固定。在平臺明顯位置設置允許負載值及限定允許的作業人數，物料應及時轉運，不得超重、超高堆放，操作平臺使用中應每月不少于1次定期檢查，應由專人進行日常維護工作，及時消除安全隱患。

(4)在支點處設加強腹桿，在每片貝雷梁支點位置焊接10號槽鋼作為豎桿，即在鋼棒的正上方位置，對兩片貝雷梁各設兩條豎向腹桿（[10#槽鋼，高度約140cm，上下端頂住貝雷梁的上下弦桿），增強貝雷梁在支點處的抗剪能力。

(5)貝雷片的吊裝采用2臺35t吊機雙機抬吊，最重的兩片貝雷梁總重為8.4t，吊機工作半徑取8m，起重臂長度取22m，查《吊車噸位參數表》，得允許起重量為8.44t，貝雷梁重量8.4＜8.44×2×0.8=13.5t，滿足要求。

3.4 調坡鋼桁架安裝

對于高度在20cm以下的調坡范圍，采用φ28螺紋鋼筋加工楔形鋼桁架來調坡，對于高度在20cm以上的調坡范圍，采用10號槽鋼加工楔形鋼桁架來調坡，鋼桁架按照10#蓋梁設計橫坡2%的坡度加工，加工長度為6m一節。

調坡鋼桁架與貝雷梁之間用卡扣聯接固定，綁扎間距為高度30cm以上為0.5m，高度30cm以下為1m。

3.5 橫梁安裝

調坡鋼桁架安裝后上面再鋪14工字鋼作橫梁，工字鋼長4m，蓋梁底部位置間距50cm，走道板位置間距100cm，具體規定詳見附圖。

3.6 施工平臺安裝

工字鋼伸出蓋梁側模兩側的工字鋼頂面鋪設鋼板，同時在其外緣安裝防護欄桿，用作蓋梁的施工平臺，施工平臺與安全爬梯連接，施工平臺采用裝配式欄桿行護，裝配式圍欄高度為1.2m，上下橫桿間距為0.6m，立竿間距不得大于2m，圍欄根部設置高度不低于0.18m的擋腳板，圍欄立柱安裝完成后安裝綠色安全防護網，安全防護網滿布整個圍欄范圍，并用細鐵絲綁扎。

4 底模鋪裝和支架預壓

蓋梁底模采用定型鋼模板，鋼板厚6mm，外側橫肋采用10#槽鋼、間距30cm，縱肋采用10#槽鋼焊接間距40cm。底模安裝好后，進行柱頂鑿毛，清理模板，刷脫模劑，經監理驗收后，安裝鋼筋。安裝底模板前要考慮預拱度，以消除支架沉降及支架拆除后梁體在自重荷載下產生的饒度。

預拱度計算公式：f=△1+△2

式中：△1—支架變形量； △2—梁體砼及其他荷載重量產生的饒度。

跨中與懸臂端的預拱度根據預壓結果數據和計算得出的撓度綜合考慮，而墩柱位置的預拱度按0mm考慮，其他點按二次拋物線公式計算、設置。

支架搭設完成后，對支架進行預壓取得支架變形數據，為后續支架提供預拱數值，預壓重量為1.10倍蓋梁砼量加施工荷載的重量，通過連續測量，支架穩定后卸載。

堆載重量=1.1*（砼自重+施工荷載）=1.1*（427.96t+35.3t）=509.59t

試驗采用全荷載，模擬實際荷載分布情況，加載使用袋裝中砂,每袋堆積密度取1.5t/m3，故共使用袋裝中砂340袋。預壓加載分三級：根據規范，加載分級進行且不應少于3級。擬定按荷載量的60%、80%、100%，共加載3次。加載寬度為蓋梁底板寬，每次加載以堆碼高度進行控制。具體加載過程：第一次加載重量為總荷載60%，觀測貝雷梁及鋼棒撓度；第二次加載重量為總荷載80%，觀測貝雷梁及鋼棒撓度；第三次加載重量為總荷載100%，觀測貝雷梁及鋼棒撓度[2]。

支架預壓滿足驗收條件后，即可卸載。人工配合吊車吊運砂袋均勻卸載，卸除順序從兩端向中間，對稱、均衡、同步卸載。

5 鋼筋制作安裝和預應力材料安裝及側模、端模、擋塊模板安裝

5.1 鋼筋制作安裝

5.1.1 原材管理

進場后的鋼筋原材使用前，工地試驗室按規范要求抽檢、送檢，合格后經監理工程同意才開始使用。鋼筋原材進場后，根據鋼筋廠家、規格、長度等指標分別存放在鋼筋加工車間的原材存放區內。鋼筋原材采用定型的U型型鋼支架存放，根據鋼筋長度分別設置4～5道存放支架。鋼筋進場后及時報請監理按規定比例抽檢，合格后投入使用。每種型號鋼筋料堆前，設置物資狀態標識牌，標明鋼筋驗收狀態。

5.1.2 鋼筋半成品加工

鋼筋在加工場內統一制作成半成品，將半成品運至現場蓋梁一側，適量吊裝至操作平臺上，直接在底模板上進行鋼筋骨架片的綁扎。鋼筋間距、保護層用模具定位。鋼筋保護層墊塊采用與主體結構混凝土強度同標號或高標號的水泥砂漿墊塊，間距按圖紙要求布置。鋼筋骨架采用雙面焊，其焊縫長度不小于5d，每批鋼筋焊接前都要進行試焊，試焊質量經檢驗合格后方可進行施焊。

5.2 預應力材料安裝

蓋梁鋼筋骨架準確就位后安裝波紋管、鋼絞線、端頭螺旋筋、錨墊板；波紋管根據設計鋼束坐標定位，直線部分間距0.5m，曲線部分間距0.4m，波紋管接頭外套直徑大5mm的波紋管，長度30cm，縫隙用膠帶布纏緊。過長的鋼絞線安裝困難時，采用鋼絞線穿孔器輔助穿孔。波紋管定位筋焊接時，焊接附近的波紋管要覆蓋，以防損傷波紋管，造成穿孔。

鋼絞線在鋼筋加工場內下料，對整束鋼絞線和束中單根鋼絞線進行編號，每根鋼絞兩端編號相同，并與錨具各孔編號對應。下料完成后，用梳束板編束，逐根理順，并綁扎成束，綁扎間距控制在1.5m內，防止力筋相互纏繞。

采用整束穿束工藝，穿束過程中可前后拖動，但不得扭轉。穿束完成后，應檢查鋼絞線和錨具錨孔編號是否一致，防止鋼絞線穿錯錨孔。最后鋼筋骨架四周安裝保護墊塊，以上工作均完成自檢合格報監理工程師驗收，合格后方能進行側模和端模的安裝。

5.3 側模、端模、擋塊模板安裝

1.側模采用矩形狀鋼模板，標準塊長度3m，高度2.8m，模板結縫貼雙面膠帶，保證結縫密實。

2.鋼筋、預應力材料安裝好后，經監理驗收后安裝蓋梁側模，蓋梁側模、端模、和擋塊模板均采用定型鋼模制作，厚度5mm，標準塊長度3m，上下設對拉桿，拉桿間距1m，側模外側設鋼管斜撐，上口設葫蘆拉緊，間距5m左右，在所有模板接縫處均設置聚乙烯塑料止漿墊。側模安裝后，外面用拉桿固定。拉桿用φ20mm圓鋼，上下設兩道，在蓋梁砼處不穿拉桿。預埋墊石鋼筋，然后調整加固、支撐，檢查垂直度，經監理工程師驗收合格后進行下道工序。

3.墊石鋼筋安裝：蓋梁側模安裝好后，測量復核后蓋梁四角點坐標無誤后，定出墊石鋼筋安裝位置，安裝墊石鋼筋。

4.防雷接地預埋件安裝：蓋梁安裝墊石鋼筋后，通過測量確定蓋梁防雷接地預埋件位置，安裝防雷接地預埋件，具體見附件圖紙。

6 砼澆筑及拆模

澆筑順序為從墩柱頂向跨中方向對稱澆筑，先補平墩頂蓋梁部分，再按照水平方向分層澆筑，當蓋梁有縱坡時，澆注應從低處向高處分層澆注。如懸臂端過大時，應特別注意支架懸壁端過載發生頃覆。

當蓋梁混凝土抗壓強度達到2.5MPa時(一般12～24小時)，可拆除側模板，此時尚不能拆除底模。拆模后養護：砼終凝后開始養護，養護采用表體覆蓋土工布、頂面安放滴水桶方式，養護時間不少于7天，養護期間使砼表面始終處于濕潤狀態。拆模時，注意保護蓋梁表面及棱角。模板拆除要輕撬慢卸，以防損壞構件邊角。模板用吊車分片卸下，吊入平整的場地或有楞木擱置的場地上，清除粘在模板上的混凝土，涂刷脫模劑備用。

蓋梁砼強度不小于設計值85%時可以進行鋼絞線進行穿束，預應力張拉、壓漿、封錨工作，底模拆除，必須等到蓋梁砼達到90%的設計強度后才能進行。拆底模時，將砂箱里面砂子放出，砂箱上座自由下落，輕敲底模，則模板自然落下，用吊車把底模吊放在平整的地面上，進行清理、刷油等保養工作。