浅谈现浇部分预应力混凝土连续箱梁天桥的设计及施工中的注意事项

张 焘

（山西省交通规划勘察设计院，山西 太原 030012）

1 概述

预应力混凝土连续箱梁天桥由于外形简洁、美观、施工方便而得到广泛应用，但在设计及施工阶段，笔者认为设计要点及施工要点的因素选择上应注意以下几点，可避免出现设计、施工误区。

2 现浇预应力混凝土连续箱梁天桥技术标准、材料的选择

2.1 技术标准的选择

（1）汽车荷载等级：公路—Ⅱ级。

（2）桥面净宽：净—7.0 m。

（3）地震动峰值加速度为0.1 g。

2.2 材料的选择

2.2.1 混凝土

现浇箱梁、横隔梁等，C50混凝土。

混凝土铺装，C50防水混凝土。

墩台身、挡块，C30混凝土。

桩基、承台、搭板，C30混凝土。

2.2.2 钢材

（1）低松弛高强度预应力钢绞线应符合GB/T5224—2003的规定。单根钢绞线直径Φs15.2 mm，钢绞线面积A=139 mm2，钢绞线标准强度fpk=1 860 MPa，弹性模量Ep=1.95×105 MPa。

（2）R235、HRB335钢筋需符合 GB1499.1—2008和 GB1499.2—2007的规定。凡钢筋直径≥12 mm者，均采用HRB335（20 MnSi）热轧螺纹钢；凡钢筋直径 <12 mm 者，采用 R235（A3）钢。

（3）钢板应符合（GB700—88）规定的Q235钢板。

2.2.3 锥坡、人行梯道及护坡

采用M7.5水泥砂浆、砌MU40片石。

2.2.4 其他

（1）锚具及管道成孔：预制箱梁锚具采用OVM型或GVM型锚具及其配套的设备，管道成孔采用塑料波纹管。

（2）桥梁支座均采用盆式橡胶支座GPZ系列产品，其性能应符合交通部行业标准（JT391—1999）的规定。

（3）桥梁伸缩装置采用模数式伸缩缝，其性能应符合交通部行业标准JT/T327—2004《公路桥梁伸缩装置》的规定。

（4）结构用材（包括砂、石、水等）质量应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041—2000）有关要求。

3 设计要点

（1）上部结构计算按平面杆系假定，采用《QJX桥梁静力线性计算程序》进行结构计算上部结构箱梁内力计算。

（2）相关参数：相对湿度：75%；墩、台不均匀沉降考虑L/3000mm；

梯度温度：正负温差按18 cm混凝土铺装考虑；

预应力管道成型为塑料波纹管；管道摩擦系数：u=0.14～0.17；

管道偏差系数：k=0.001 5；钢筋回缩和锚具变形为：6 mm；台后填土内摩擦角按30°考虑。

（3）构造处理：①为了满足锚具布置的需要，箱梁腹板在端部内侧方向应加厚，腹板内预应力钢束除竖向弯曲外，在主梁腹板加厚段尚有平面弯曲。②为了扩散应力，预应力锚具在梁端布置力求均匀。③按照预应力混凝土A类构件设计。④钢绞线的弯折处采用圆曲线过渡，管道必须圆顺，预应力管道定位钢筋在曲线内间隔为50 cm、直线段间隔为100 cm设置1组。

（4）桥面排水：桥面水沿设于桥面横坡坡向侧的泄水管排出。

4 施工要点

桥梁施工工艺要求及质量标准应符合《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）。

4.1 预应力混凝土箱梁

4.1.1 支架

箱梁采用满堂支架现浇施工，因此，对支架必须从以下几点引起重视：

（1）支架基础必须进行处理，必要时对桥下地面用低标号混凝土进行硬化处理，并加强地基排水，必须设置纵、横向排水沟渠，防止地基积水软化造成支架下沉。

（2）施工中的振动和冲击、不均匀荷载、施工误差、风力、横向超高等水平向荷载是支架倒塌的主要原因，因此应取不小于5%的上部荷载作为水平荷载，作用于支架顶部进行支架横向稳定验算，纵向应充分利用桥墩使支架支顶牢固。

（3）支架搭设及承载验算应充分考虑弯道及斜坡上支架受力的不均匀性，适当加密曲线内侧及低坡处支承杆件数量，支架纵、横向必须加密剪力撑，保持支架整体受力和稳定性。

（4）浇筑混凝土之前必须对支架进行预压（净压5天以上及达到稳定状态2天以上。沉降稳定标准：24 h沉降≤1 mm），预压荷载应不小于上部结构自重，以消除支架的非弹性变形。

（5）除为消除支架非弹性、弹性变形而设置的预拱外，跨中设1.0 cm的预拱度，向箱梁两端按二次抛物线变化至零，以保证箱梁混凝土浇筑后跨中形成1.0 cm的预拱。

（6）在支架预压、混凝土浇筑过程中必须设置观测点进行全方位观测，发现问题及时采取处理措施。

4.1.2 混凝土浇筑

箱梁竖向浇筑顺序为底板—腹板—顶板，施工缝应严格按《公路桥涵施工技术规范》的要求进行处理。

箱梁混凝土可水平一次浇注完成（内模一次安装），亦可水平分层两次浇注（内模两次安装）。分层一次浇注时，第一次浇注底板、腹板混凝土，在腹板混凝土初凝前浇注顶板混凝土，并对腹板混凝土进行二次振捣。如混凝土不具有足够的初凝时间，应采用分两次浇注的方法。水平分层两次浇注时，应将施工缝设置在腹板中部附近，在第一次浇注的混凝土强度达到2.5 MPa后，对第一次浇注的混凝土表面进行凿毛并冲洗干净，然后再浇注剩余腹板、顶板混凝土。

同一次浇注混凝土时，应从跨中向墩顶方向浇注，最后浇注墩顶两侧各3.0 m左右范围内的混凝土，箱梁顶板混凝土初凝前应将箱梁顶面进行横桥向拉毛。

4.1.3 模板拆除和支架卸除

（1）为保证箱梁的外观质量，箱梁外模板要求采用大块模板，尽量减少模板之间的接缝，接缝处必须堵塞严密，以防漏浆；如采用钢模板，初次使用时应将与混凝土接触面上的锈迹清除干净。不得采用对混凝土表面有污染、对混凝土有腐蚀的废机油、肥皂水、洗衣粉等材料代替脱模剂，应严格控制各梁段断面尺寸。

（2）混凝土强度达到25 MPa时方可拆除侧模板，达到30 MPa时方可拆除内模板。

（3）支架应在预应力张拉完毕、混凝土强度达到95%设计强度后方可拆除，支架的卸除顺序应从跨中向桥墩方向进行。

（4）人洞设置，为方便拆除内模板，在每跨箱梁顶板按图1所示位置设置人洞，每跨每箱室设置两个人洞，箱梁支架拆除前务必将人洞封闭，并补齐因设置人洞而裁断的钢筋。人洞的设置应避开箱梁预应力钢束。箱梁内施工完成后应及时复原结构钢筋并立模浇筑封孔混凝土。人洞设置位置见图1。

图1 人洞设置位置示意图

（4）张拉预应力必须在混凝土强度达到设计强度的90%以后进行。

（5）预应力管道应在张拉后24 h内压浆，具体要求见真空压浆工艺说明。

4.2 桥面铺装、护栏、桥面防水等施工

（1）防撞护栏施工时应注意伸缩缝处缝宽按设计图设计的宽度设置，并应注意护栏每隔4～6 m设置一道2 cm宽断缝，缝中间填塞沥青麻絮或专业的防水密封胶。

（2）桥面防水应在全桥护栏以内的桥面范围，沥青混凝土铺装以下采用FYT－I改进型防水材料。防水层抗渗要求0.25 MPa以上。防水层应避免车辆碾压，防水层施工完毕至摊铺沥青混凝土之间的时间差应不大于15天。

4.3 下部结构

（1）施工单位进行施工放样之前，必须对各桥梁墩台控制里程桩号、桩位坐标、设计标高等数据进行复核计算，如发现计算结果与设计图中提供数据不符，应及时通知设计单位复查。承台或桩顶顶面标高应在天然或规划地面以下0.50 m左右，施工时可按此原则根据实际地形调整桩顶标高。

（2）基础施工时，若发现地质情况与地质报告、设计文件不符，应及时通知设计、监理部门，以便作适当调整。

（3）钻孔桩成孔后必须测量孔径、孔位，检查桩底岩层高程和岩石强度，只有确认满足设计要求后，才能灌注混凝土。各项规定和允许偏差如下：轴线偏差：单桩为50 mm；倾斜度：小于1/100。

（4）桩基施工中不得扰动桩底、桩侧的土层，相邻两孔不得同时钻孔或浇注混凝土，以免扰动孔壁造成串孔或断桩。

（5）桩基应严格清孔，桩底沉淀土厚度不得大于15 cm，确保混凝土质量及桩基础承载力。

（6）为确保桩基质量，成桩后应对基桩进行无破损检验，对钻孔桩要求每根桩均须检验，并对桩的均质性进行检测。

（7）墩柱、桩基的受力主钢筋接头应错开布置，在任一接长（搭接、焊接、挤压接头）区段内，有接头的受力钢筋截面积占总面积的百分率，采用搭接时不大于25%，采用焊接、挤压接头时不大于50%。

（8）桥墩墩身施工要求尺寸准确、表面平整、光滑，应严格控制墩身施工倾斜度。墩柱施工要求采用钢模板，一节长度应不小于2.0 m，钢模板初次使用时应将与混凝土接触面上的锈迹清除干净。不得采用对混凝土表面有污染、腐蚀的材料代替脱模剂。

（9）盖梁同墩柱交界处应注意新老混凝土的结合，在浇筑盖梁混凝土前，应仔细清除柱头浮浆、凿毛接触面、冲刷干净。

（10）桥墩盖梁顶面搁置支座处必须平整、清洁、粗糙，并浇筑支座垫石。

（11）桥墩盖梁纵向钢筋应预先焊接形成骨架，浇筑混凝土前直接将骨架安装就位，再绑扎钢筋。

（12）墩顶上支座垫石位置和高程控制要求准确，垫石顶面必须保持平整、清洁。

（13）耳墙与背墙、挡土板同时浇筑，浇筑耳墙时应由悬臂端向背墙根部依次进行，拆除模板时应避免振动引起耳墙开裂。

（14）台后填土，应逐层夯实，为减少水平土压力，不得用大型机械推土筑高和碾压的方法。

（15）严禁在桥台处取土、取砂砾。

（16）在桥梁基础施工前，应探明交叉管线准确位置，不能盲目开挖而对地下管线造成破坏，若发现有干扰时，应及时会同相关部门协商解决。

4.4 钢筋

（1）所有钢筋的加工、安装和质量验收均应按照《公路桥涵施工技术规范》的有关规定进行。

（2）钢筋接长时应避开钢筋应力较大处，并严格按施工技术规范接头错开布置。凡因施工需要而断开的钢筋再次连接时，必须进行焊接并满足规定的焊接长度和质量。

（3）当钢筋和预应力管道发生干扰时，可适当移动普通钢筋以保证预应力管道定位准确。

（4）钢束锚固处的普通钢筋如影响预应力钢束施工时，可适当弯折或裁断，但待预应力施工完毕后应及时恢复原位。

（5）施工中如钢筋发生矛盾，可适当调整钢筋布置，但应保证钢筋保护层厚度应满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的规定。

（6）对于钢筋直径大于22 mm的HRB335钢筋的搭接，推荐采用钢筋挤压连接器连接或采用等强镦粗直螺纹连接技术连接，连接质量标准应符合《钢筋机械连接通用规程》（JG107—96）及《镦粗直螺纹钢筋接头》（JG/T3057—1999）的要求。钢筋接长也可采用焊接接长，焊缝长度、质量满足规范要求。

5 结束语

文章就预应力混凝土连续箱梁天桥在设计、施工中的注意事项及易出现的问题作了简要描述。

[1]《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）.

[2]《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）.

[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）.

[4]《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）.

[5]《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）.

[6]《高速公路交通安全设施设计及沿线设施设计通用规范》（JTG D80-2006）.