预应力钢筋混凝土箱梁施工与质量控制

【摘要】本文通过作者在在某施工现场施工实例的亲身体会, 提供了预应力连续箱梁桥施工工艺过程, 也为今后预应力连续箱梁桥设计及施工积累了一些实际经验。

【关键词】预应力 钢筋 混凝土 箱梁 施工

中图分类号： TV331 文献标识码： A

前言

预应力钢筋混凝土连续箱梁桥近来广泛应用于高速公路及城市桥梁, 相对于预制梁板的桥, 它的整体性好, 跨度大, 桥形美观; 相对于非预应力钢筋混凝土连续箱梁桥, 它的重量较轻, 钢筋使用少, 同时较好的解决了梁体混凝土底部裂缝问题。

一、工程实例

某立交桥工程全长1486 m , 其中主线桥长712 m , 分别由两段220 m 、410 m 的预应力混凝土空心板梁和一段82 m 长, 一联现浇预应力钢筋混凝土连续箱梁组成, 桥面标准宽度9.5 m。箱梁为单箱两室等截面预应力混凝土连续箱梁, 梁高为1.8m , 跨径分别为2 m ,38 m，22 m.该连续箱梁横跨城市主干道, 是该工程施工的关键。

二、箱梁施工

本工程箱梁设计为预应力钢筋混凝土结构, 均采用后张法两端张拉工艺.箱梁内共有纵向预应力钢绞线18组, 横向预应力钢绞线41 组。每组预应力钢绞线共7 根. 箱梁施工的主要特点: 混凝土需要连续浇筑, 每跨混凝土浇筑的时间要控制在6 一7 个小时以内;预应力钢纹线较长, 最长为85.875m , 且坐标曲率大, 孔道摩擦阻力大, 张拉时“双控”指标控制尤为重要;。

1、箱梁施工工艺流程

主要施工工艺流程为: 预应力材料和设备的准备一搭设箱梁钢管支架~ 支梁底模、起拱和校正底标高~ 侧模板安装~ 绑扎底板、腹板及横梁钢筋~ 安装底板及横梁预应力筋~ 浇筑底板、腹板混凝土及混凝土养护~ 拆除腹板模板、安装顶板模板~ 绑扎顶板钢筋~ 安装顶板预应力筋一浇筑顶板混凝土~ 预应力张拉~ 压浆封锚。

2、箱梁支架搭设

支架设计。支架设计的主要内容包括支架布置、强度验算、预拱度控制及加固措施等。设计原则为:支架布置经济合理; 各部位容许荷载能满足施工荷载要求; 减少基底非弹性变形; 底模板拼装及其标高控制容易; 落架方便。

支架基础处理。施工现场桥址原地面既有公路路面, 也有绿化地面. 根据这些条件, 基底采用了不同的处理方法。本工程82 m 三跨连续箱梁横跨市区主干道路, 平面布置成斜交形, 箱梁38 m 跨处于道路快车路面上, 支架可直接从混凝土路面立脚施工。两边2 m 跨的3 /4 跨处于道路慢车路面上, 1/4 跨处于耕植土上, 在箱梁支架工程施工实施之前, 必须对软弱地基进行处理。

支架构造布置。 箱梁横板采用钢管满堂支架。支架纵向间距布置为0.6 m , 在腹板下为0.3 m , 翼缘板处为0.7 m。为保证钢管支架的整体性、稳定性、刚度、强度等要求, 设置横向、纵向牵钢, 间距按l.8m 高度布置。 根据设计图图示标高确定支架顶端上横楞钢管高程.其上搁置间距为4 0c m 的80 mm×80mm杭木。

3、混凝土底模浇筑

箱梁横断面中间部分为矩形，两侧为三角形，外露面主要为箱梁底面。底模浇筑对箱梁高程控制及外观质量有着重要作用，严格控制高程，挂线浇筑，仔细抹平压光，并喷蜡作为脱模剂。

4、箱梁混凝土浇筑

箱梁浇筑一次成形， 要求不出冷缝， 浇筑强度大，配筋多，箱壁薄，易出现浇筑不实问题。施工方案采用泵送混凝土， 要求和易性、泵送性好，因此要求通过试验认真选定混凝土配合比， 配备足够数量的拌和和输送设备， 严格浇筑顺序， 加强振捣，确保混凝土强度符合设计要求，外表光洁，内部密实。

四、混凝土施工要点

1、混凝土配合比选定

水∶水泥加粉煤灰∶砂∶石子∶NC-F2(高效减水剂)=0.346∶1∶1.26∶1.92∶0.025。细骨料为中砂，粗骨料石子粒径10～30mm，粉煤灰掺量为水泥的25%。每立方米混凝土材料用量为： 水180kg， 水泥416kg， 粉煤灰104kg，砂670kg，石子1000kg,NC-F2 13kg。混凝土塌落度180mm。

2、混凝土拌和设备配置

根据施工方法、工程量、施工进度要求配置机械设备。先确定设备日工作量；再根据设备生产能力确定机械设备台数。根据计算，配备两套电子计量全自动混凝土搅拌输送系统，包括JS-750 型拌合机、PLDL200 配料机和LSY160-4-5 输送器、BHF60 输送泵。

3、箱梁混凝土浇筑

混凝土浇筑前先进行模板、钢筋、预应力筋孔道检查，清理仓面，合格后方准浇筑。浇筑采用一次成型连续浇筑的施工方法，浇筑顺序从跨中向两端，最后浇筑墩顶两侧3m 左右范围内梁段及横隔梁，以防止在浇筑过程中墩顶位置出现竖向裂缝。混凝土振捣采用混凝土与振动模板相结合的方式，仔细振捣，确保混凝土密实。箱梁顶面用平板振捣器振实拉平，在混凝土初凝前横向拉毛，以利与铺装层的结合。

五、箱梁预应力施工

1、预应力筋制作与安装

（1）预应力钢绞线材质与保管。预应力钢绞线材质应符合GB/T5224-2003 《预应力混凝土用钢铰线》质量要求。每批进场时，要仔细检查出厂合格证、质量说明书， 并进行抽检， 做强度、弹性模量、截面积、延伸量和硬度等性能试验，不合格产品不准使用。钢绞线进场后宜存放在室内， 架空堆放， 如放在室外应予以覆盖， 防止锈蚀。

（2）钢绞线制作。钢绞线切断采用圆盘锯切割，不得采用电弧切割，且使钢绞线的切割面为一平面，以便于张拉时检查断丝。预应力筋下料长度应考虑结构的孔道长度、锚夹具厚度、千斤顶长度、冷拉伸长量、弹性回缩量、张拉伸长值和外露长度等因素计算。

（3）预应力管道安装。预应力管道采用镀锌双波绞管，钢带厚度不得小于0.3mm；管道安装位置要准确牢固， 沿长度方向每80～100cm 设一“∪” 字形定位钢筋，并点焊在主筋上， 钢束曲线部分加密至50cm 间距，在曲线最高点设排气管； 管道与管道的连接及管道与喇叭管的连接应平顺， 并用胶布缠牢， 确保密封良好， 防止水泥浆进入；在施工缝处预应力管道连接时，不允许被接管外露，只允许接管外露。

（4）预应力筋安装。将每根钢束的全部钢铰线编束理顺后整体穿入管道中， 不得有缠绞、扭麻花现象， 表面不应有损伤；穿束前应检查孔道， 孔道内应畅通、无积水和其他杂物，锚垫板应位置准确；钢束安装在管道内以后，管道端部应密封，以防止湿气进入。

2、预应力张拉

预应力张拉采用后张法，两端双向张拉，张拉力和延伸量双控，混凝土强度≥混凝土设计强度80%时，方可进行预应力张拉。

（1） 预应力锚具和张拉设备。张拉设备选用YCW150、YCW250B 千斤顶及配套高压电动油泵、锚具与张拉设备配套使用。张拉设备进场应按规范要求检验， 锚具、夹具和连接器应检查出厂合格证、质量证明书、锚固性能类别、型号、规格，还应验收外观质量、硬度，并作静载锚固性能试验。张拉设备应按张拉布置详图规定位置准确安装， 与预应力筋的重心误差不超过6mm，且每个横断面保持侧向对称。

（2） 张拉顺序： 箱梁腹板钢束张拉底板钢束张拉顶板钢束张拉。张拉程序：0 初应力δk(控制应力)持荷2min锚固。

3、孔道压浆

压浆须在张拉后24h 内进行。压浆标号不得低于结构自身混凝土标号， 水灰比不大于0.4， 不允许掺氯盐，可掺减水剂， 为减少收缩， 可掺入0.0001 倍水泥量的铝粉或0.02 倍水泥用量的膨胀剂， 管道压浆必须密实。压浆前用压力水冲洗湿润孔道，并用空压机吹除孔内积水及杂物。按从下至上的顺序，用活塞或灰浆泵压浆。当孔道另一端与排气排水孔有水泥原浆溢出后用木塞压紧，再继续打压，最大压力控制在0.7MPa 左右，稳压不小于0.5MPa。压浆温度控制在5～35C°，低于5C°要采取防冻保温措施。

4、封锚

孔道压浆后先将其周围冲洗干净， 凿毛后设置钢筋网立模浇筑封锚混凝土。

结论

综上所述，对于预应力混凝土连续箱梁施工质量的控制是一个综合性的问题，需要经过多方面控制。随着我们研究的不断深入，材料科学的不断发展和建筑技术水平的不断提高，相信预应力混凝土连续箱梁的施工得意圆满完成。

【参考文献】

[1]刘志勇．某立交桥箱梁钢管支架设计与施工控制[J]．辽宁交通科技，2011，（11）．

[2]何占有，张跃志，姜军．现浇预应力混凝土连续箱梁施工[J].辽宁交通科技，2012，（9）．