現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)研究

李旭鵬

（中鐵十二局集團(tuán)第四工程有限公司，西安 710000）

1 引言

現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁作為現(xiàn)代道路和橋梁工程的關(guān)鍵組成部分，具有出色的承載能力和耐久性，被廣泛應(yīng)用于高速公路、鐵路、城市交通等領(lǐng)域，成為現(xiàn)代交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要一環(huán)。 然而，與其出色的性能和潛在優(yōu)勢(shì)相比，現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的施工技術(shù)和工程實(shí)踐仍然充滿挑戰(zhàn)，為了確保工程質(zhì)量、提高施工效率、降低成本，深入研究現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的施工技術(shù)尤為重要。

2 工程概況

某市京廣路—沙口路快速通道（南三環(huán)—北三環(huán)）工程是一項(xiàng)重要的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施工程，全長(zhǎng)約13.6 km，以高架橋、隧道等立體形式構(gòu)成，是某市中心城區(qū)快速路“一環(huán)兩縱三橫”系統(tǒng)的重要組成部分。 工程自中原路以北路段全部采用高架橋形式，共建設(shè)立交8 座，跨線橋1 座，跨河橋3 座。其中，本橋梁工程屬于京廣路—沙口路快速通道解放路立交橋工程，由主線橋、A 匝道、B 匝道3 部分組成， 主線橋長(zhǎng)652.35 m，A匝道橋長(zhǎng)477.58 m，B 匝道橋長(zhǎng)283.00 m。 主線橋的上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，總體布局為線性；孔跨組合采用多種跨度，最大跨度達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)挼亩啾叮粯?biāo)準(zhǔn)箱梁的橫斷面為19.05 m，采用單箱三室封閉箱形斷面設(shè)計(jì)；懸臂長(zhǎng)2.78 m，腹板斜率為45%，懸臂與腹板通過圓弧形倒角連接，標(biāo)準(zhǔn)梁高為2 m，箱梁底寬為10.35 m。 這項(xiàng)工程的建設(shè)旨在完善該市的交通網(wǎng)絡(luò)，為市民提供更便捷、高效的出行服務(wù)。

3 現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)分析

3.1 模板搭設(shè)

模板搭設(shè)是現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一， 直接影響著后續(xù)施工的順利進(jìn)行， 以及最終工程的質(zhì)量。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，由于工程的特殊性，模板搭設(shè)尤為重要。

1）模板搭設(shè)的前期準(zhǔn)備工作至關(guān)重要。 在確定搭設(shè)區(qū)域和模板尺寸之前，必須進(jìn)行詳細(xì)的工程測(cè)量和地形勘測(cè)，包括確定地面高程、孔跨位置、橋墩尺寸等參數(shù)，以便精確制訂模板設(shè)計(jì)方案。 在設(shè)計(jì)方案確定后，需要進(jìn)行模板材料的準(zhǔn)備，通常模板采用高強(qiáng)度鋼材或者工程復(fù)合板材， 以確保足夠的承載能力和穩(wěn)定性。 材料的質(zhì)量必須經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，以確保模板安全可靠[1]。

2）模板的組裝和搭設(shè)。 （1）根據(jù)設(shè)計(jì)方案，將模板材料切割和焊接成合適的形狀和尺寸，然后進(jìn)行組裝。 模板的組裝需要精確，以確保模板的平整度和垂直度滿足要求。 在組裝過程中，需要考慮模板的支撐結(jié)構(gòu)，確保模板在搭設(shè)過程中具有穩(wěn)定支撐。（2）在模板組裝完成后，可以開始搭設(shè)工作。在某市京廣路—沙口路快速通道工程中， 由于主線橋采用了現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，模板搭設(shè)的過程相對(duì)復(fù)雜。 工作人員需要將模板吊裝到橋墩或支撐結(jié)構(gòu)上，確保其穩(wěn)定。 然后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)整模板的水平度和垂直度， 以確保模板布置的準(zhǔn)確性，這一過程需要高度的技術(shù)熟練度和精確的操作。 （3）在模板搭設(shè)完成后，需要進(jìn)行質(zhì)量檢查和驗(yàn)收。 檢查包括模板的平整度、尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求，以及模板連接是否牢固。只有在模板搭設(shè)合格后， 才能進(jìn)行后續(xù)的混凝土澆筑和預(yù)應(yīng)力筋布設(shè)工作。

3.2 預(yù)應(yīng)力筋布設(shè)

預(yù)應(yīng)力筋布設(shè)是現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工過程中的關(guān)鍵步驟， 關(guān)系到結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中， 采用預(yù)應(yīng)力筋以增強(qiáng)混凝土的抗拉性能，可以提高結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度。

1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定預(yù)應(yīng)力筋的材料和規(guī)格。 預(yù)應(yīng)力筋通常采用高強(qiáng)度鋼材，其規(guī)格和截面尺寸需符合設(shè)計(jì)要求。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，預(yù)應(yīng)力筋的規(guī)格為φ15 mm，強(qiáng)度等級(jí)為HPB235。預(yù)應(yīng)力筋的布設(shè)位置需要根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求來確定， 通常分為上筋和下筋。 在箱梁橫截面中，上筋位于箱梁的上部，而下筋位于箱梁的底部。 預(yù)應(yīng)力筋的布設(shè)方式通常包括直線布設(shè)和彎曲布設(shè)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選擇。 在該工程中，采用了直線布設(shè)的方式。

2）進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉。張拉是預(yù)應(yīng)力筋布設(shè)的重要環(huán)節(jié)，通過給預(yù)應(yīng)力筋施加一定的拉力，使其產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。張拉時(shí)，需使用專用的張拉設(shè)備，如液壓張拉機(jī)。 工作人員需要先將預(yù)應(yīng)力筋固定在梁段兩端的預(yù)埋套筒內(nèi)，然后通過張拉機(jī)進(jìn)行逐步張拉，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求的預(yù)應(yīng)力力值。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力為1 200 kN。 完成預(yù)應(yīng)力筋的張拉后， 需要將預(yù)應(yīng)力筋固定在梁段兩端的預(yù)埋套筒內(nèi)。 固定時(shí)通常采用預(yù)應(yīng)力筋錨固件，通過固定螺栓將預(yù)應(yīng)力筋與預(yù)埋套筒牢固連接。

3）進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的錨固。 錨固是將張拉好并固定的預(yù)應(yīng)力筋的另一端進(jìn)行錨固， 確保預(yù)應(yīng)力筋能夠充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力作用。 在錨固過程中，需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和錨固系統(tǒng)的規(guī)范進(jìn)行操作。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，采用了專用的預(yù)應(yīng)力筋錨固設(shè)施，確保了預(yù)應(yīng)力筋的可靠錨固[2]。

3.3 混凝土澆筑

混凝土澆筑是現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工的核心環(huán)節(jié)，直接影響到結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)，確保了結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

1）準(zhǔn)備混凝土材料。 混凝土的原材料包括水泥、骨料、粉煤灰、礦渣粉等，這些材料需按照一定比例混合，確保混凝土的強(qiáng)度和流動(dòng)性。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，混凝土采用標(biāo)號(hào)為C50 的混凝土。

2）攪拌和配制混凝土。 攪拌混凝土需要使用攪拌車或混凝土攪拌站， 將預(yù)先準(zhǔn)備好的混凝土材料放入攪拌設(shè)備中，進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁_保混凝土的均勻性和流動(dòng)性。 混凝土的配制要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，確保混凝土的強(qiáng)度等參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求。

3）混凝土的運(yùn)輸。 混凝土攪拌完成后，需及時(shí)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。 通常采用攪拌車進(jìn)行運(yùn)輸，確保混凝土在運(yùn)輸過程中不發(fā)生分層、凝結(jié)等現(xiàn)象。 運(yùn)輸過程中，需注意避免混凝土的振動(dòng)和振蕩，以保持其均勻性。

4）混凝土的澆筑。 澆筑混凝土?xí)r，需按照設(shè)計(jì)要求將混凝土均勻、連續(xù)地傾倒到模板內(nèi)。 對(duì)于連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，澆筑分為多段，每段的長(zhǎng)度和時(shí)間需要嚴(yán)格控制，以確保澆筑接縫的質(zhì)量。 在某市京廣路一沙口路快速通道工程中，采用分段澆筑的方式，每段長(zhǎng)度為30 m，每段澆筑時(shí)間為6 h。 在澆筑過程中，還需對(duì)混凝土進(jìn)行振搗，振搗可采用振動(dòng)棒或振動(dòng)臺(tái)等設(shè)備，確保混凝土的密實(shí)性和均勻性。

3.4 預(yù)應(yīng)力桿的處理與調(diào)整

預(yù)應(yīng)力桿的處理與調(diào)整是現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工過程中的重要內(nèi)容， 其會(huì)影響梁體的預(yù)應(yīng)力性能以及整個(gè)工程的安全穩(wěn)定。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，采用預(yù)應(yīng)力桿以增強(qiáng)梁體的抗拉性能， 提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及穩(wěn)定性。

3.4.1 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力桿的加工和處理

預(yù)應(yīng)力桿一般采用高強(qiáng)度鋼材， 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際情況確定其截面尺寸和長(zhǎng)度。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，預(yù)應(yīng)力桿的規(guī)格為φ32 mm，強(qiáng)度等級(jí)為1 860 MPa。對(duì)預(yù)應(yīng)力桿進(jìn)行表面處理，即對(duì)預(yù)應(yīng)力桿的表面進(jìn)行除銹、清潔等處理，以確保其與混凝土之間能夠充分黏結(jié)。 預(yù)應(yīng)力桿的表面處理可以采用噴丸除銹和清理劑清洗等方法， 以確保其表面干凈光滑。

3.4.2 對(duì)預(yù)應(yīng)力桿進(jìn)行穿越模板

穿越模板是現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工中的重要工具，用于使預(yù)應(yīng)力桿穿過箱梁截面。 穿越模板的設(shè)計(jì)和制作需根據(jù)預(yù)應(yīng)力桿的直徑和形狀確定，以保證預(yù)應(yīng)力桿準(zhǔn)確穿越。

3.4.3 進(jìn)行預(yù)應(yīng)力桿的張拉

張拉是預(yù)應(yīng)力桿處理中的關(guān)鍵步驟，通過給預(yù)應(yīng)力桿施加一定的拉力，使其產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。 張拉時(shí)，需使用專用的張拉設(shè)備， 先將預(yù)應(yīng)力桿穿越模板后拉伸至設(shè)計(jì)要求的預(yù)應(yīng)力力值，然后進(jìn)行錨固。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，預(yù)應(yīng)力桿設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力值為1 500 kN。

3.4.4 預(yù)應(yīng)力桿的錨固

錨固是將張拉好并固定的預(yù)應(yīng)力桿的一端進(jìn)行錨固，確保預(yù)應(yīng)力桿能夠充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力作用。 錨固過程中，需根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的錨固設(shè)施。

3.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)是現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工過程中至關(guān)重要的一環(huán)，它影響著混凝土的強(qiáng)度發(fā)展、耐久性和整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 在某市京廣路—沙口路快速通道工程中，混凝土養(yǎng)護(hù)是確保結(jié)構(gòu)質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。 實(shí)施步驟如下。

3.5.1 混凝土初凝后進(jìn)行覆蓋保濕

初凝是指混凝土剛剛完成澆筑，開始固化的階段。 在初凝后的適當(dāng)時(shí)機(jī)，需在混凝土表面覆蓋防水膜或濕棉被，以防止水分過快蒸發(fā)，保持混凝土的濕潤(rùn)狀態(tài)。 保濕時(shí)間根據(jù)混凝土強(qiáng)度發(fā)展情況和氣象條件靈活調(diào)整， 以確保混凝土充分水化反應(yīng)。

3.5.2 實(shí)施周期性養(yǎng)護(hù)措施

周期性養(yǎng)護(hù)是指在混凝土初凝后的一定時(shí)間內(nèi)， 定期對(duì)混凝土進(jìn)行濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)， 以促進(jìn)其強(qiáng)度的發(fā)展和晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。 通常采用噴水、濕布覆蓋等方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以確保混凝土的濕潤(rùn)狀態(tài)。 養(yǎng)護(hù)周期和方法需根據(jù)氣象條件、 混凝土配合比、設(shè)計(jì)要求等綜合考慮。

3.5.3 加強(qiáng)裂縫防治和保護(hù)

在混凝土養(yǎng)護(hù)過程中，需注意防止混凝土表面出現(xiàn)裂縫，可以采取多種措施，如覆蓋防裂膜、適時(shí)噴水、遮陽(yáng)等方式，避免溫度變化和干濕循環(huán)造成的表面龜裂。 對(duì)于已產(chǎn)生的微裂縫，可采用修補(bǔ)材料進(jìn)行處理。

3.5.4 控制養(yǎng)護(hù)時(shí)間和結(jié)束養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)時(shí)間通常根據(jù)設(shè)計(jì)要求和混凝土強(qiáng)度發(fā)展曲線來確定，確保混凝土獲得足夠的強(qiáng)度。 養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，需逐步減小濕潤(rùn)頻率和強(qiáng)度， 以防止突然中斷養(yǎng)護(hù)造成混凝土表面出現(xiàn)龜裂。

4 結(jié)語

綜上所述， 現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)是橋梁工程領(lǐng)域的前沿研究方向， 本文的深入探討為今后類似工程的施工提供了指導(dǎo)和借鑒， 推動(dòng)了現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)的發(fā)展， 為城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)貢獻(xiàn)更多智慧和力量。