新疆玛纳斯河灌区莫索湾总干渠梧桐坝跌水公路桥预应力箱梁施工方案

(新疆石河子巴音沟河流域管理处， 新疆 石河子 832116)

新疆玛纳斯河灌区莫索湾总干渠梧桐坝跌水公路桥预应力箱梁施工方案

张正海

(新疆石河子巴音沟河流域管理处， 新疆 石河子 832116)

本文对莫索湾总干渠梧桐坝跌水公路桥工程箱梁台座的制作，箱梁钢筋骨架的制作与安装、钢绞线及波纹管安装、模板制作与安装、混凝土的浇筑与养护、预应力的张拉、孔道压浆与封锚及箱梁的防水吊装的施工方法和控制要点，作了详细介绍。工程参考性强，可为其他类似工程建设提供宝贵经验。

公路桥； 预应力； 施工方案

1 工程概况

横跨新疆玛纳斯河灌区莫索湾总干渠新建桥梁全长75m，宽5.5m，上部结构为后张法预应力混凝土组合箱梁，下部结构为钻孔灌注桩基础、柱式墩台。桥梁设计车辆荷载等级为公路—Ⅱ级。该桥位地震动峰值加速度为0.15g。该桥三孔一联(3×25m)，在两桥台处设D80型伸缩缝各一道。

该工程预制箱梁共6片，单片箱梁上宽2.4m,下宽1.0m，梁高1.4m，预制梁斜度为90°，双面坡度为1.5%。设计为后张法预应力箱梁，单箱单室，桥面总宽5.50 m，桥面净宽4.5m。每跨2片梁。桥型布置预应力混凝土箱梁为25+25+25三跨箱梁，混凝土设计强度等级为C50。预应力钢筋采用φs15.2钢绞线，后张法施工，预应力钢绞线在预制梁达到设计强度85%后，且混凝土龄期不小于7d时，方可张拉预应力钢束，采用两端对称张拉。

2 施工布置

2.1 施工现场的准备

2.1.1 场地布置及平整

预制场地设在该公路桥的下游，预制场地用施工机械进行平整，平整后根据预应力箱梁预制情况布置制作箱梁底座。

2.1.2 预制台座

台座宽1.0m，长25m， 在尺寸范围内用水泥砂浆砖砌筑25cm高，两端3m范围加深50cm、加宽50cm(因为预应力张拉后，梁要向上翘，梁的自重由两头底座来承担，所以要加强)。同时按要求设置向下的预拱度、两侧的吊梁孔以及在台座的适当位置纵向每隔1m预埋直径5cm的供穿底拉丝杆用的孔道。

3 主要施工方法

主要施工工艺见下图。

后涨法预应力箱梁施工工艺图

3.1 箱梁台座的制作

对原地面进行清理、整平，碾压密实。保证台座下层有足够的刚度。台座周围地面应低于台座底部，并设置排水沟排水。台座在场地硬化后进行放样，确定尺寸后预埋台座钢筋，焊接台座顶的预埋槽钢。

a.台座基础采用重力式扩大基础，在台座基础两端设置钢筋混凝土枕梁横向贯通预制，纵向由端边向跨中延伸5m长度，浇筑强度为30MPa的混凝土。钢筋骨架采用HRB335直径12mm钢筋组成，纵向伸入上层台座混凝土中，使上下有效结合一体。

b.台座混凝土施工前，在基础混凝土上按设计宽度、拱度预留孔道等进行放样，立模板浇筑混凝土，为预防底板混凝土漏浆，在台座两侧沿梁长方向设置50mm×50mm槽钢各一条，内置直径50mm胶管，使侧模与底板贴合紧密。

3.2 箱梁钢筋骨架的制作与安装

3.2.1 钢筋的检验、下料

a.钢筋进场后必须检查出厂质量合格证明书，否则不予使用。试验检查人员对钢筋做全面试验检查，并分批取样。

b.钢筋按设计尺寸和形状全部采用机械加工成型，施工前将钢筋表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净，保持表面洁净。钢筋下料严格执行配料单制度，下料前必须按施工图纸进行复核。钢筋下料后应对同批同类尺寸的钢筋进行检验，合格后才可继续下料加工。

3.2.2 钢筋焊接、绑扎、安装

a.钢筋接头焊接方法与要求如下：焊接接头采用电弧焊。焊接长度单面焊10d，双面焊5d，焊缝必须饱满无砂眼。电弧焊与钢筋弯曲处的距离应不小于10倍的钢筋直径。

b.箱梁底腹板钢筋在加工场下料弯曲，人工绑扎成型。在台座上精确放样，设置梁底预埋钢板，并放置与梁体同标号的混凝土垫块，以使钢筋与台座隔离，先绑扎马蹄部分纵向主筋和箍筋，后绑扎竖向和纵向腹筋。

c.为保证钢筋保护层厚度，采取在钢筋上绑扎混凝土垫块支撑，平面垫块间距不大于1m，立面垫块间距不大于1.2m。混凝土外露面垫块设置要均匀、规则，横成行，竖成列。钢筋绑扎、安装完成后，经监理工程师检查认可同意后方可浇注混凝土。

3.3 钢绞线及波纹管安装

钢筋就位调好后将预应力筋波纹管按设计位置由定位筋固定于钢筋骨架上，钢绞线在弯折处波纹管必须采用圆曲线过渡，波纹管定位钢筋的位置在台座上根据设计坐标事先标记。接头必须用接头管连接，波纹管接头用大一号，长度大于或等于30cm的波纹管连接，接头用宽透明胶布绑扎，防止进浆。波纹管沿定位筋绑牢，在钢筋安装中进行点焊时注意不能触烧波纹管，否则要及时采用胶布封绑，浇注混凝土前用棉纱或封孔塞封堵两端波纹管，防止混凝土或杂质进管形成堵塞。在波纹管中穿入比波纹管直径稍小的PVC管，防止振捣混凝土时振破波纹管，使得钢绞线不易穿入。多余的钢绞线由砂轮片切割，严禁使用电焊烧割。

3.4 模板制作与安装

a.箱梁模板加工成型后，运到工地后先进行试拼，主要检查模板是否有足够的刚度、强度和稳定性，接缝是否严密，各部尺寸是否满足设计和规范要求。试拼无误后对其面板进行打磨、涂油，防止锈蚀。侧模外用油漆编号，便于安装模板。

b.模板全部采用钢模板，钢板厚度为5mm，用6.3型槽钢作骨架，模板分节长度1～4m，模板之间用螺栓连接，模板的上部和下部均采用φ20的对拉螺杆连接。

c.模板用对拉杆锁紧，确保梁身的面尺寸符合设计要求，同时起到防止胀模的作用。

d.在模板上间隔2m以内安装1.1kW附着式振动器，模板两边对称安装，便于混凝土的振捣。

e.构件的连接应尽量紧密，模板的接缝必须密合，模板安装前为防止底板漏浆，在台座侧面贴上橡胶软条。用吊车吊装时遵循“慢起，轻放”的原则，防止模板碰撞变形。侧模从中间两边对称拼装，先拼装台座中间两块侧模，定好后，连接台座对拉杆。对拉杆连接，合格后可向两边对称拼装侧模。两块模板面板连接处可采用软橡胶条塞，待面板夹紧，软橡胶条塞挤压变形堵塞住面板之间的空隙，能有效防止漏浆。全套侧模拼装完毕，经现场技术员检查合格后，安装波纹管端头锚垫板，再安装端头及齿板模板。符合要求后，报现场监理工程师验收。钢筋、钢绞线加工安装完成后，对模板进行全面检查，确保波纹管、锚垫板、螺旋筋等位置准确，定位牢固。同时检查吊装孔、支座等预埋件在桥面中的位置和数量。

f.模板在拆除后表面应清除干净，并涂一层脱模剂，使箱梁外观光滑，模板拆卸方便。

g.内模通过拉杆与外模固定到一起，内外模要固定牢固，内模避免上浮，要严格保证梁体混凝土的尺寸在设计值之内。

3.5 浇筑混凝土

a.原材料需经过抽样检验合格，方可进入工地。

b.混凝土由碎石、中砂、P·O52.5水泥配制，经过试验，取得监理工程师的认可后方可进行现场拌制。

c.混凝土的振捣采用插入式振捣器，与附着式振捣器相配合。

d.混凝土的浇筑：混凝土由拌和站集中拌和，两辆混凝土罐车运输，料斗运送入模的方式浇筑。浇筑顺序：分层浇筑成斜坡，厚度30cm以内用附着式及插入式振动器同时振捣，一层跟一层，从一头向另一头推进，为防止浇筑上层破坏下层，浇筑层次的增加须有一定的速度，须使次一层的浇筑能在先浇筑的一层混凝土初凝以前完成。在浇筑波纹管以下混凝土时，应特别注意振捣密实。为避免孔道变形，不允许振捣器触及波纹管。

箱梁顶面浇筑完成之后，必须安排专人进行收浆拉毛，为保证箱梁的外观质量应进行第二次收浆拉毛。

e.拆模期限，在混凝土立方体强度尚未达到15～20MPa 时，不得拆除模板。拆除侧模时,注意保护好梁身混凝土的棱角不被破坏。

f.为避免腹、翼板交界处因腹板混凝土沉落而产生纵向裂纹，可在腹板混凝土浇筑完成后略停一段时间，使腹板混凝土充分沉落，然后再浇筑翼缘板混凝土，但必须保证在腹板混凝土初凝之前浇翼板混凝土并及时平整、收浆。

3.6 混凝土养护

由于采用高强度等级混凝土，混凝土凝固期间水化热大，因此应特别注意养护。设专人负责混凝土养护。养护方法为：正常天气条件下，混凝土初凝后，在其表面盖上无纺透水土工布，用自来水动力水养护，并在浇筑后14天内使混凝土始终保持湿润状态。

3.7 预应力张拉

a.下料编束：钢绞线必须经过抽样试验，合格后才能使用。按图纸尺寸下料，在每端离切口3～5cm处用铁丝捆扎。钢绞线编束时，每隔1～1.5m绑扎一道铁丝，铁丝扣向里。保证钢绞线平行，不得交错。绑好的钢绞线束要编号、挂牌堆放。

b.穿束：穿束前，应检查预留孔道是否畅通，用空压机吹风清孔。人工将钢束穿入孔道，两端的预留工作长度应大致相等。钢束的每一根钢绞线都须对号在相应的锚具孔内。

c.张拉前，需对梁体混凝土强度进行检验，试压随梁体同条件下养生的试块达到设计强度85%，方可施加预应力。

d.张拉程序：0→15%δcon→30%δcon→50%δcon→100%con(持荷两分钟)→103%δcon(锚固)大小油缸油压回0(测伸长量和回缩量)给油退楔，其中δcon为控制张拉力。钢束采用两端对称张拉，锚具采用M15-5和M15-7两种。张拉顺序为N1、N2、N3号钢束。张拉采用双控。锚下控制应力为0.75fpk=1395MPa。

3.8 孔道压浆

孔道压浆是用压浆泵将水泥浆压入管道内，使水泥浆注入钢绞线间隙，填充管道空隙，让钢绞线与梁体混凝土结合为整体。

3.8.1 水泥浆配合比与拌制

压浆水泥一般采用硅酸盐水泥或普通水泥。水灰比控制在0.4～0.45，由试验决定。在水泥浆中掺入适量的减水剂，可以减小水灰比。通过试验在水泥浆中掺入适当膨胀剂如铝粉等，可以提高压浆效果。

水泥浆采用电动搅拌机拌和。拌和操作程序：先加清水，然后加水泥。拌和时间不少于1min，把拌好的灰浆通过筛孔排入储浆桶内，储浆桶内灰浆仍要低速搅拌。储浆桶容积不小于压一根管道所需的水泥浆体积。

3.8.2 压浆

a.孔道压浆采用活塞式压浆机。吸浆泵头放在储浆桶内，压浆管与通道进浆钢管连接，中间设进浆阀门(也可采用丝扣堵头，不设阀门)。管道压浆顺序：先下后上。

b.压浆操作：起动压浆机，打开进浆阀门和排浆阀门，水泥浆从进浆管压入孔道管道内。开始时压力小，逐步增加。当排浆孔出浆时，应让废灰浆全部排出，达到排出水泥浆和进浆稠度相同时为止。关闭排浆阀门进行稳压(或用堵头堵塞出浆管口)，一般控制压力在0.5～0.7MPa，压力表下降时要进行补浆增压。持压2min后把进浆阀门关闭，拆除压浆管，孔道压浆结束。

c.预应力施工中，孔道压浆作为最后一道工序非常重要，其关键在于保证整个孔道密实，且水泥浆强度满足要求。施工中遇到较多的是压浆时孔道不畅，造成孔道内局部段无浆或不密实。常采取的办法是分段压浆。但在操作上必须掌握好方法，必要时采取一些辅助措施。

d.压浆前孔道内冲洗，检查孔道畅通与否。主要看出水口流量和流速，凭经验判断压浆是否顺利，水流量流速较小时应反复冲洗，若效果不理想则改为分段压浆。

e.压水后空压机吹风必不可少，其目的主要是将孔道内积水排除。

f.分段压浆应按顺序连续向前推进，并保证每一段孔道均达到密实。

g.对于孔道本身不能贯通而采取分段压浆时，压浆口、出浆口均应设在最端部，以防止孔道内端部空气或水被封闭而无法排出，从而造成该段内无浆或不密实。若压浆口无法在端部设置，则应辅助插入一根细导管(细铜管或细塑料管)到端部，从而排尽端部空气和水，达到压浆密实之目的。

h.夏季气温高于35℃时，压浆作业安排在夜间为宜。

i.压浆作业冲洗孔道时，发现孔道有串孔现象，应搞清情况后，采取措施，串通孔道同时压浆作业。操作程序同上，顺序先压下后压上。

j.孔道压浆中途故障，一时不能正常恢复作业。决定采用压浆机压清水冲洗管道，并要求冲洗干净。用空压机把管道内积水吹排出来。

k.压浆操作人员应戴防护眼镜，以防水泥浆喷进眼睛。

3.9 封锚

梁端混凝土封锚，是将箱梁端头外露的预应力锚具用混凝土保护起来。

压浆后应先将锚具周围冲洗干净，并对两端混凝土凿毛，然后按照图纸要求设置钢筋网浇筑封锚混凝土。封锚混凝土的强度要符合设计规定，强度等级不低于C50。

3.10 箱梁存放时的防水工作

箱梁台座砌筑完成后，在台座中间设置坡度，方便排水。在箱梁预制完成后，在台座中间及时铺上塑料薄膜，在台座两端用土围护，防止雨水流入台座范围内。

3.11 箱梁的移动吊装

a.箱梁预制时的钢模拆卸、混凝土的浇筑和张拉后箱梁的运输，均采用吊车进行施工，吊车必须进行计算调试后再投入使用。

b.箱梁压浆后，在压浆强度达到设计要求后方可移动和吊装。由于箱梁横向刚度较小，吊运过程中平行匀速移动，倾斜角应小于5°，防止出现扭偏。

c.现场采用两台100t机械吊车同时起吊箱梁的两端，缓缓吊起，由平板车运至渠道横断面开挖处，平行于桥梁放置，再由这两台吊车吊起箱梁两端，移动箱梁落到盖梁准确位置。箱梁安装时，先从桥的边孔安装，边孔两片梁安装完毕后，同时移动两台吊车至中孔起吊位置，依次安装中孔两片箱梁。最后按前面方法，同时移动两台吊车至边孔起吊位置后安装最后一孔两片箱梁。至此该桥三孔六片箱梁全部安装完毕。

4 结 语

通过严格按照上述施工方案组织施工，玛纳斯河灌区第一座公路桥预应力箱梁顺利完工。通车至今情况良好，施工方案得到了业主、监理和运行管理部门的肯定，为新疆类似工程建设积累了宝贵经验。◆

Construction Program of Xinjiang Manas River Irrigation Mosuowan Main Canal Wutong Dam Head Fall Highway Bridge Pre-stressed Box

ZHANG Zheng-hai

(XinjiangShiheziBayinDitchWatershedManagementOffice,Shihezi832116,China)

Production of Mosuowan main canal Wutong Dam head fall highway bridge project box girder pedestal, production and installation of box girder steel bar skeleton, installation of steel strand and corrugated pipe, template production and installation, concrete pouring and conservation, pre-stressed tension, duct grouting and sealing anchor as well as box girder waterproof hoisting construction methods and control keys are introduced in the paper in detail. The paper has strong reference feature, thereby providing valuable experience for other similar project construction.

highway bridge; pre-stressed; construction program

TV54

A

1005-4774(2014)06-0080-05