泉州晋石高速公路A3合同段樟井特大桥简支箱梁变连续箱梁施工工序及要点

摘要樟井特大桥上部结构组合箱梁架设完成后，需将一联内的简支箱梁通过张拉负弯矩，解除临时支座，完成简支箱梁向连续箱梁的体系转换，对其施工工艺及要点进行了详细介绍。

关键词简支变连续；负弯矩；体系转换；施工工序；施工要点

1.工程概述

泉州环城晋石高速公路A3标段位于晋江市内，本标段起于晋江市罗山街道小梧塘村，设樟井特大桥上跨狮城大道，分离成双线布设于狮城大道边分隔带上，于樟井村设置樟井枢纽互通引出围头疏港支线，至湖格村转而向北至本合同段终点，线路的起讫里程为K8+830～K12+640，路线总里程3.71km。标段内主要构筑物有：特大桥3.48km/1座，匝道桥1798.8m/4座，涵洞10道（老涵加宽），路基3404.92m/8段。

本合同段共有预制箱梁961片，包含25m和22.5m两种，其中25m箱梁723片，22.5m箱梁238片。组合箱梁每联由中跨中梁、中跨内、外边梁、边跨中梁和边跨内外边梁6种类型小箱梁组成。

2.简支变连续的施工工序

一联预制箱梁架设完成后，须将本联内的简支箱梁通过张拉负弯矩，解除临时支座，完成简支箱梁向连续箱梁的体系转换。具体施工工序如下：

安装临时支座和永久支座箱梁架设完成接好负弯矩波纹管墩顶现浇及湿接缝钢筋绑扎浇注墩顶及湿接缝混凝土穿钢绞线张拉、压浆解除临时支座，完成体系转换。

2.1.施工准备

(1)熟悉设计图纸，对墩顶现浇及湿接缝的结构设计要求达到熟练程度。

(2)对已架设完成的箱梁进行接触面凿毛的检查，不满足要求的必须重新进行凿毛处理。

(3)对箱梁预留钢筋进行除锈处理。

2.2.钢筋工程

(1)钢筋制安

钢筋的加工与安装要按《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000中的“钢筋工程”条款办理，钢筋安装的允许偏差值，应严格遵照《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000和《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1－2004的规定办理。

工班下料时，根据梁体钢筋编号和供料尺寸的长短，统筹安排以减少钢筋的损耗。

钢筋绑扎及焊接严格按照设计要求进行。确保钢筋顶面保护层厚度。

(2)负弯矩波纹管套接

①套接的波纹管应比已埋设好的大一个规格，保证钢绞线穿束的顺畅。安装前进行仔细的外观检查，位置准确、圆顺，预应力管道定位网采用φ12的钢筋，为“U”字形，净空尺寸大于预应力钢筋管道2～3mm，定位网格与节段钢筋网牢固连接，采用点焊连接。

②波纹管接头处应用密封胶带封裹，防止浇筑砼时水泥浆渗入预应力管道影响预应力束穿入。

③钢筋焊接时，应做好金属波纹管的保护工作，如在管上覆盖湿布，以防因焊渣灼穿管壁而发生漏浆。

(3)钢筋保护层垫块安装

钢筋的保护层垫块采用梅花形高强度砂浆垫块，绑扎牢固可靠，成梅花形布置，确保每平方米垫块数量不少于4块。

垫块与模板接触处采用点接触，以防止灌注混凝土后，影响梁体外观。

垫块安装时用扎丝将垫块与钢筋固定牢靠，确保钢筋绑轧和吊装时不松动、不移位。

2.3.模板工程

墩顶连续段和湿接缝处的模板均采用竹胶板，背肋采用方木。墩顶现浇连续段模板通过拉杆对拉固定。湿接缝为两片箱梁的翼缘接缝，仅需通过拉杆吊起底模即可，拉杆作用在支撑在桥面上的型钢上，型钢必须垫高一定的距离，为收浆提供操作空间（详见图1）。

竹胶板采用优质材料，模板安装时确保模板不变形，并做到不漏浆和拆装方便。

图1 湿接缝模板拉杆布置图

2.4.砼工程

(1)砼设计为C50，采用本合同段的砼工厂集中生产供应，在梁体钢筋及模板安装就位，并检查合格后，即可开始浇筑梁体混凝土。砼浇注采用吊机配合吊斗或汽车泵进行施工。混凝土必须具有较好的和易性，坍落度要求为在180～220mm。

(2)浇筑砼前的准备工作

开盘前，应检查拌合机、灌注、振捣等各工序设备的运转情况，水、电的供应情况。

开盘前，应办理模板、钢筋等工序的检查签证手续，并对模板拉杆、螺栓紧固程度、预埋件的位置及数量等关键内容进行复查。

混凝土的塌落度和温度按规范及设计要求检查，如发现混凝土塌落度与配合比要求相差较大时，必须由试验室查明原因后加以调整。

(3)混凝土的运输

混凝土采用砼搅拌车运输至梁场，并由5t门吊配合灌注漏斗或汽车泵浇注墩顶连续段和湿接缝砼。

(4)混凝土的浇筑

①梁体混凝土浇筑：

a．砼浇筑顺序及方式

每联墩顶连续段和湿接缝砼采用一次性连续浇筑方式进行。

湿接缝混凝土的总体浇筑顺序：每联组合箱梁共有3道、4道或5道，浇筑砼先浇筑中间的，再浇注边侧；每道砼浇注时采用

纵向分段，横向分层，从箱梁一端向另一端逐段进行施工，一次浇筑完成不设施工缝。

b.砼振捣

湿接缝混凝土砼振捣：混凝土在入模时下料要均匀，注意与振捣相配合，混凝土的振捣与下料交错进行，确保混凝土的密实。并注意控制砼下放时或砼振捣时对模板的冲击力，防止模板偏位。

墩顶连续段砼振捣：振捣时，要避免振捣棒碰撞负弯矩预应力管道、模板，对钢筋密集区应认真、细致振捣，确保砼密实。

对每一振捣部位，必须振动到该部位砼密实为止，不能漏振、欠振和过振。密实的标志是砼停止下沉，无气泡产生，表面出现平坦、泛浆。模板的转角及与模板接触面应振捣密实，无气泡残留。

混凝土应确保密实、平整、坡度顺畅。

在砼振捣浇筑完成后，采用木抹子对梁顶进行抹光，初凝之前，再进行二次收浆处理，最后进行梁面拉毛，初凝前不得践踏。

(4)混凝土拆模和养护

当混凝土灌注完毕，并初凝后，覆盖土工布，对梁面进行养护。

洒水时间以混凝土表面湿润状态为度。洒水养护的时间：从浇筑完开始计时，一般不少于7天。

在对砼进行洒水养护的同时，对随梁养护的混凝土试件进行洒水养护，使试件与梁体混凝土强度同步增长。

2.5.负弯矩预应力施工

砼达到设计要求强度后，方可张拉负弯矩预应力束。预应力张拉时进行张拉力和引伸量双控，并以张拉力控制为主，引伸量作为校核。

(1)钢绞线成束穿放：

波纹管在运输、安装、浇筑混凝土过程中具有足够刚度保持其正确的线形并不致产生局部变形。在穿束前应将孔道清除干净，不得留有杂物。

钢绞线穿束采用卷扬机进行，即人工牵引方法从安装孔穿出钢丝绳，再将钢绞线端部用钢丝绳来固定，启动卷扬机，慢慢将钢绞线穿入孔内。

(2)预应力张拉

预应力张拉采用单根两端对称张拉，按照标准化管理指南的规定，负弯矩预应力筋的张拉顺序应符合设计要求。设计无规定时，按先短后长束并待短束封槽混凝土强度达到80%以上方可张拉长束的顺序进行。

预施应力程序：0初始张拉力(做好测量标记)量测引伸量δ1张拉控制应力量测引伸量δ2张拉控制应力持荷2分钟，量测引伸量δ3锚固千斤顶回油卸载。

张拉步骤：

a、需张拉的钢束编号经核对无误后，开动油泵，统一指挥，同时开始张拉，张拉过程千斤顶压力保持同步（两端压力表读数控制），压力表表针分阶段互相通报，以控制张拉速度。

b、在张拉过程中要注意观察，如有异常，立即停止张拉，进行原因分析，待原因分析完成，进行处理后方可继续张拉；

c、测量钢绞线伸长量，并计算钢绞线实际与理论的差值;误差在±6%以内，持荷2min后即可回油顶锚。

d、张拉结束后，严禁剧烈振动梁体，防止发生滑丝、断丝现象。

e、在整个张拉过程中，要认真检查有无滑丝、断丝现象。滑丝、断丝现象如果发生在锚固前,立即停止张拉,处理后再重拉。

f、张拉完毕，填写张拉记录，有关人员签字，原始记录不得任意涂改，并及时将记录交技术部门保存。

2.6.管道压浆

孔道压浆是将水泥浆用压浆机压入孔内，使之填满预应力筋与孔道间的空隙，让预应力筋与混凝土牢固粘结为一整体。本合同段孔道压浆采用普通压浆工艺进行施工。

(1)孔道准备

①割切锚外钢丝。

②冲洗孔道。

(2)水泥浆的拌制

首先在搅拌机中先加入实际拌和水用量的80%，开动搅拌机，均匀加入80%压浆剂，边加入边搅拌，然后均匀加入全部水泥。剩余压浆剂全部加入后再搅拌2min；然后加入剩余的20%的拌和水，继续搅拌2min。

搅拌均匀后，现场进行出机流动度试验，每10盘进行一次检测，其流动度应符合规范规定，即可通过过滤网进入储料罐。浆体在储料罐中应继续搅拌，以保证浆体的流动性。

不得在施工过程中由于流动度不够额外加水。

(3)压浆

张拉完毕后应尽快压浆，其间隔时间不得超过48h。采用一次压浆方法。

压浆时一个孔要一次压完，若中间因故停歇时，应立即将孔道内的水泥浆冲洗干净，以便重新压浆时，孔道畅通无阻。

每个压浆孔道两端的锚塞进、出浆口均应安装一节带阀门的短管，以备压注完毕时封闭，保持孔道中的水泥浆在有压姿态下凝结。整个压注系统及胶管各阀门处内径不得小于10mm，以防堵塞。

(4)压浆要求及注意事项

a.同一管道的压浆作业，如因故不能连续一次压满管道，其延续时间超过40min时，应用压力水把管道冲洗干净，以备重新压浆。

b.在压浆后24小时内所有的阀门不得打开。

c.压浆时浆体温度应不超过35℃，夏季施工应采取降温措施(降水温及掺减水剂等)，同时尽量安排在早晚压浆。

d.压满浆的管道应进行保护，使其在一天内不受振动。

e.如果是下雨天压浆，压浆机位置必须搭棚，以防影响压浆质量。

2.7.体系转换

体系转换即将临时支座拆除，简支变连续，临时支座的拆除在一联负弯矩张拉槽封锚砼强度达到设计强度的80%后进行。

临时支座采用砂筒结构，砂筒上预留放砂阀门，采用放砂法解除临时支座，支座转换时要求同一连续墩上各砂筒同步放砂解除临时支座。

3.施工要点

(1)负弯矩预应力施工前做好孔道封口保护及锚垫板的防锈处理。

(2)为加强横隔板、湿接缝和连续梁段砼连接质量，浇筑砼前，必须检查原砼表面凿毛情况，经检查合格后，方可进行下一道工序。

(3)不得先穿束后浇注梁端连续段砼，梁端连续段砼强度必须达到设计要求后，方可穿束进行负弯矩预应力施工。

(4)负弯矩张拉前，应对预留孔道应用通孔器或其他可靠地方法进行检查。

(5)负弯矩压浆完成后，应对此处预留的钢筋进行焊接恢复，焊缝满足设计及规范要求。

(6)负弯矩端部预埋板与锚具和垫板接触处的焊渣、毛刺、砼残渣等应清楚干净，封端砼槽口清理合格后，方可浇注砼。

(7)预制主梁预应力筋张拉后15天至60天内完成本联内现浇连续段浇筑，宜在一天低温时浇筑，一联内各现浇段的浇筑温度应基本相同。

(8)当一联现浇连续段浇筑完毕且砼强度达到设计强度要求强度时，及时张拉负弯矩预应力束。

4.结束语

随着我国经济的飞速增长，市政工程及高速公路项目不断增加，公路桥中预制箱梁以组合箱梁为主，本合同段简支变连续的施工方法为同类桥梁施工提供了借鉴，也为简支变连续施工工艺不断发展及创新提供了施工参考。