现浇预应力连续箱梁施工要点

高根红

（江苏东南交通工程咨询监理有限公司，江苏南京210018）

1 工程概况

锦美大桥分左右双幅桥,单幅宽为8.50 m,现浇预应力连续箱梁跨径左幅为38.52 m+38.00 m+35.6 m,右幅为35.40m+38.00m+38.30m，上跨地方公路,纵向采用5层预应力钢绞线,主梁梁高2.1m，直腹板，箱梁悬臂长度为1.8m，顶板厚25 cm，腹板宽50～70 cm，墩顶设一道横梁，其中中横梁梁宽度为2.0 m，端横梁宽度为1.5 m。下部结构采用桩、柱式结构。

2 现浇预应力连续箱梁的施工要点

2.1 地基处理

根据地质情况和现浇箱梁对地基的要求，需采取不同的地基处理措施。对跨越地方公路段，原混凝土路面能够满足承载力要求，所以碗扣支架底托可直接座落在原混凝土路面，无需进行地基处理。对沟塘采用挖除淤质土，进行抛石挤淤，分层回填换填透水性材料。地表整平后用压路机碾压密实，压实度达到90%以上，先铺设15 cm碎石垫层，然后浇筑15 cm厚C15混凝土，地基硬化处理宽度比桥面宽约1～2 m；同时做出2%～4%横坡，并略高出原地面3 cm不受雨水浸泡。

在处理过的地基范围内挖设50 cm×50 cm的排水沟，排水沟与路线外侧道路的自然排水沟连通，将雨水引进排水沟，防止雨水浸泡地基，造成地基不均匀沉降，引起支架失稳，出现安全隐患。

2.2 支架搭设及预压

锦美大桥现浇箱梁支撑方式采用满堂式碗扣支架。根据上部箱梁荷载分布，支架顺桥向纵向间距1.2m，横隔板处纵向间距0.6m，横桥向箱梁底板处横向间距为0.9 m，腹板底为0.6m，翼缘板底为1.2m，纵横水平杆竖向间距1.2m。考虑支架的整体稳定性，在纵横向布置斜向钢管剪力撑。

测量人员用全站仪放出箱梁在地基上的竖向投影线的中心线，根据中心线向两侧对称布设碗扣支架。根据立杆及横杆的设计组合，从底部向顶部依次安装立杆、横杆。安装时应保证立杆处于中心，一般先全部装完一个作业面的底部立杆及横杆，再逐层往上安装。立杆和横杆安装完毕后，安装斜撑杆，保证支架的稳定性。斜撑通过扣件与碗扣支架连接，安装时尽量布置在框架结点上。为便于在支架上高空作业，安全省时，可在地面上大致调好顶托伸出量，再运至支架顶安装。根据梁底高程变化决定横桥向控制断面间距，顺桥向设左、中、右三个控制点，精确调出顶托标高。然后用明显的标记标明顶托伸出量，以便校验。最后再用拉线内插方法，依次调出每个顶托的标高，顶托伸出量一般控制在30 cm以内为宜，顶托伸出过长，将大大降低其稳定性。顶托标高调整完毕后，在其上安放12 cm×15 cm的方木纵梁，在纵梁上间距30 cm安放8 cm×10 cm的方木横梁，横梁长度随桥梁宽度而定，比顶板一边各宽出至少30 cm，以支撑外模支架及检查人员行走。安装纵横方木时，应注意横向方木的接头位置与纵向方木的接头错开，且任何相邻两根横向方木接头不在同一平面上。支架每隔4排设一横向剪刀撑，纵向在支架边缘和腹板处设置4道剪刀撑，在钢管连接处用扣件紧固。

完成底模和侧模的初装后，按上部荷载的重量进行预压,以消除支架、支撑方木和模板的非弹性变形及地基的压缩沉降影响，同时取得支架弹性变形的实际数值，作为梁体立模的抛高预拱值数据设置的参考。预压方法依据箱梁混凝土重量分布情况，采用120%重量预压，在搭好的支架横梁位置堆放砂袋，箱室部分铺设塑料布注水预压。预压分三级加载，第一、二次分别加载总重的35%，第三次加载总重的50%。在堆载区设置系统测量点，其分布跨中、1/4处及横梁处，每个断面的底板边线、底板中线处各布置一个监测点，同时在支架基础上对应地再布设观测点。预压时间视支架地面沉降量定，预压满载后日沉降量不得大于2.0mm（不含测量误差）为评定标准。一般梁跨预压时间为6 d。

人工配合吊车吊运砂袋均匀卸载，预压用水采用水管抽排卸载，卸载的同时继续观测,卸载完成后记录好观测值以便计算支架及地基综合变形。根据所观测的标高数据计算出塑性沉降和弹性沉降，整理出预压沉降结果，调整碗扣支架顶托的标高来控制箱梁底板及悬臂的预拱高度,消除弹性变形引起的结构物变形。

跨中预拱度：

式(1)中：δ1——支架卸载后由上部构筑荷载产生的竖向挠度；

δ2——支架在荷载作用下的弹性压缩；

δ3——支架在荷载作用下的非弹性压缩；

δ4——支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷。

预拱度值按设计要求留设，意在消除弹性形变，预设弹性形变预拱度值，那么 δ=δ1+δ2，并按二次抛物线分配：

式（2）中：δχ——距支点处x的预拱度值；

x——距左支点的距离；

L——跨长。

2.3 模板的制作、安装

箱梁底模、侧模及内模均采用δ=15 mm的竹胶板。表面光洁度、平整度、线条平顺均能满足美观要求,其刚度、强度能满足要求。底模横向宽度要大于梁底宽度两侧各不小于10 cm，以利于在底模上支立侧模。根据预压成果设置好预拱度。底模板铺设完成后，根据测量放样定出箱梁底板边缘线，在底模板上弹上墨线，然后安装侧模板。在侧模板外侧背设纵横方木背肋，用钢管及扣件与支架连接，用以支撑固定侧模板。翼缘板底模板安装与箱梁底板模板安装相同，外侧挡板安装与侧模板安装相同。挡板模板安装完毕后，全面检测标高和线型，要符合设计要求。模板之间连接部位采用海绵胶条以防漏浆，模板之间的错台不超过1 mm。

由于箱梁混凝土分两次浇筑，第一次浇注底板及腹板混凝土，第二次浇注顶板及翼缘板混凝土。箱室模板分两次安装。内模板底部用钢筋托架支撑，托架与底板钢筋点焊。当第一次混凝土达到一定强度后拆除内模，再用碗扣架搭设小排架，在排架上铺设方木，安装内模板的顶模板。为方便拆除内模，临时人孔设于每跨L/4顶板处，预留80 cm×100 cm的人孔，临时人孔所有设计钢筋预留接长，等内模拆除封孔时均采用等强钢筋连接。

2.4 钢筋、波纹管、钢绞线安装

检验合格的钢筋按照设计要求尺寸进行下料、成型，钢筋安装时控制好间距、位置及数量。要求绑扎的要绑扎牢固，要求焊接的钢筋，可事先焊接的应提前成批次焊接，以提高工效。直径大于20mm的螺纹钢采用镦粗直螺纹机械连接，钢筋现场焊接采用搭接单面焊，焊接时做好防护措施，防止焊渣损坏模板和波纹管。焊缝长度、饱满度等方面应满足规范要求。钢筋安装前要应先制定钢筋安装实施方案，以免钢筋密集区因安装顺序错误而造成返工。在钢筋安装过程中，及时对设计预留孔及预埋件进行设置，设置位置要正确、固定牢固。钢筋骨架加工时，先在模具上预先放样，焊接时，先点焊，后从骨架中心向两端对称、错开焊接，先焊骨架下部，后焊骨架上部。钢筋安装位置与预应力管道位置发生冲突时，应适当调整钢筋位置，确保预应力构件位置符合设计要求。

预应力管道成型采用检测合格的金属波纹管，波纹管在安放时，按坐标要素表准确定位,采用钢筋“#”字架固定，直线段间距为1.0m,弯曲段间距为0.5 cm，确保波纹管在后续施工中不上浮、不变位。波纹管连接管外径比波纹管外径大5mm,连接管长度不小于50 cm,在波纹管连接处及其与锚垫板喇叭接头处，用宽胶带粘绕紧密，保证其密封，不漏浆。波纹管排气管设置在相应区段管道曲线的最高点。

由于波纹管较长，为了防止混凝土浇注完毕后堵管，不易穿束，钢绞线的穿束在浇注混凝土前完成。对检查合格的钢绞线用砂轮机切割后编成束，编束时保持每根钢绞线之间平行，不缠绕，每隔1～1.5m绑扎一道铅丝，铅丝扣向里。钢绞线穿束前，先把管道内的水分和杂物清除干净。为减少孔道阻力和防止拉裂波纹管，穿束前在钢绞线上涂抹一层含碱量小易溶于水的润滑剂。穿束方法见图1。将单根引线钢束与整体钢束整体焊接在一起，整体钢束外侧套上“子弹头”，外径应比波纹管内径小5～10 mm，先将引线（单根钢绞线）穿入孔道，在另一端通过卷扬机匀速（一般保持在5 m/min左右）拉出，即完成穿束工作。

2.5 混凝土施工

混凝土浇筑前，将模板内杂物和积水清除干净，对支架、模板、钢筋、预应力孔道和预埋件进行全面检查，符合设计要求后方可施工；同时，对吊车、拌合站、罐车、发电机和振捣棒等设备及人员进行检查，确保万无一失。

锦美大桥箱梁混凝土分两次浇筑，混凝土浇筑从低端向高端呈梯状分层分段连续浇筑。第一次浇筑至腹板与翼缘板连接处，第二次浇筑顶板和翼板。为保证腹板及横隔梁混凝土振捣密实，底板混凝土要超前5m浇注。腹板混凝土分三次浇注，第一次混凝土放量要超过底腹板倒角20 cm,预防混凝土振捣后下沉易在倒角处形成气泡、空洞。混凝土振捣采用插入式振动棒，移动间距不应超过振动棒作用半径的1.5倍，钢筋密集区采用直径3 cm的小振捣器。振动棒振捣时与侧模保持5～10 cm的距离，避免振捣棒接触模板和预应力管道。振捣上层混凝土时，振捣棒要插入下层混凝土10 cm左右。对每一振动部位振捣至混凝土停止下沉，不再冒气泡，表面平坦、泛浆，避免漏振或过振，每一处振完后应徐徐提出振动棒。第一次浇筑混凝土，浇注至腹板顶部时，混凝土高度略高出设计腹板顶部1 cm左右，将顶面的水泥浆和松散混凝土凿除掉，露出坚硬的混凝土粗糙面，用水冲洗干净。第二次浇筑箱梁顶板、翼缘板混凝土时，在L/2、L/4、墩顶等断面处布设钢筋棍，将钢筋棍焊在顶层钢筋上，在钢筋上用红漆标出箱梁顶板的施工标高。施工时在钢筋标记处挂线，用长铝合金直尺摸平，顶板标高由点到线、由线到面都得到了控制。混凝土养生采用土工布覆盖洒水养生，保证混凝土表面始终处于湿润状态，养生时间不少于7 d。

2.6 预应力张拉、压浆

根据设计要求，在混凝土强度达到设计强度100%后,且龄期达到14 d后方可进行张拉。预应力钢束张拉严格按照设计图纸提供的张拉顺序和张拉控制应力进行。张拉设备在使用前须进行检查和校核。预应力张拉时要保证千斤顶、锚具垫板和管道轴线必须“三点一线”。锚头安装时，应使锚头入槽，不得随意放置。限位板安装过程中注意钢绞线与孔洞一一对应，防止错位，造成张拉过程中钢绞线断丝，限位板槽的深浅合适，防止过浅钢绞线刻痕厉害，过深造成夹片外露较长或错位。预应力张拉采用双控,以张拉力进行控制,以伸长量进行校核,实际伸长量值与理论伸长值之差若超过规范要求（±6%）或出现响动、异常现象应暂停张拉,查明原因并采取措施加以调整后,再继续张拉。张拉尽量保持对称、同步。钢束多余长度待压浆结束后，用砂轮切割机割去，切割时要留下3 cm。

张拉完成后，严禁撞击锚头或钢束，并应在24 h内压浆。压浆前为使孔道压浆流畅，并使浆液与孔壁结合良好，压浆前用高压水冲冼孔道，然后用压缩空气吹干。压浆从最低点的压浆孔压入，由最高点的排气孔排出和泌水。压浆最大压力为0.5～0.7 MPa，采用边拌和边压浆的方式连续进行，直至出口冒出浓浆，其稠度与压注的浆相同时即可停止。为保证管道中充满灰浆，利用开关球阀关闭出浆口后，应保持0.5 MPa的稳压，稳压时间为2 min。当气温高于35℃，压浆宜在夜间进行。水泥浆的拌和时间应不少于2min，水泥浆自拌制到压入管道的间隔时间一般控制在30～45 min范围内，水泥净浆的稠度控制在14～18 s之间。

压浆完毕后立即将梁端水泥浆冲洗干净，并将混凝土表面接茬处进行凿毛，使新旧混凝土表面更好地粘结。在压浆强度达90%及封锚完成后拆除所有支架。拆除支架时从跨中开始对称向两头均匀拆卸,以便使桥体重量对称、均匀地由两端支座平均承担,同时预防箱梁因受力不均匀产生裂纹。

3 结语

在现浇预应力连续箱梁施工过程中,应当根据图纸要求、施工设备、现场施工条件等各方面情况综合考虑，认真、谨慎地做每一道施工工序,采取积极有效的措施,保证工程质量，节约成本，确保施工安全。