探析装配式预应力混凝土箱梁体系转换的施工

邵亮

摘 要：本文阐述了装配式预应力混凝土箱梁先简支后连续的结构体系转换的施工工艺流程及施工关键技术，以期为同类工程施工提供参考。装配式预应力混凝土箱梁先简支后连续桥梁，兼顾了简支梁桥和连续梁桥的优点，在市政公路桥梁设计中逐渐以先简支后连续梁桥代替了原来单一的简支梁桥或连续梁桥。

关键词：桥梁；先简支后连续；施工工艺

1 引言

我国的公路发展迅猛，同时对连接公路的桥梁的质量要求也相应提升，桥梁施工技术也极为关键。全国各省份特别是在公路桥梁设计中逐渐以先简支后结构连续梁桥代替了原来单一的简支梁桥或连续梁桥。装配式预应力混凝土连续箱梁是一种先简支后连续预应力混凝土结构，其因具有自重小、节约材料、抗扭刚度大、横向分布好、承载能力高及运输和吊装稳定性好等优势，已在公路工程建设中得到广泛应用。

2 主要施工工艺原理及流程

2.1 工艺原理

体系由简支转换为连续体系，是通过在箱梁端部顶部负弯矩区内增设负弯矩预应力束来实现的，而为配合梁体结构体系转换，在转换过程中需在箱梁端部布设相应临时支座，并适时拆除临时支座来实现其体系的转换。负弯矩区预应力束的张拉及临时支座的安装拆除，是能否实现体系顺利转换的重要环节，也是先简支后连续箱梁桥施工的难点工序之一。

2.2 施工流程

（1）设置临时支座（采用砂筒作为临时支座）并安装好永久支座，逐孔安装箱梁，置于临时支座上成为简支状态，及时连接桥面板钢筋及横梁钢筋。（2）连接接头段钢筋，绑扎横梁钢筋，设置接头段顶板波纹管并穿束。宜在日温相对较低时，浇筑连续接头、横梁及其两侧与顶板负弯矩束同长度范围内的桥面板湿接缝混凝土。（3）待混凝土强度达到设计强度的90%后，且龄期不小于7d时，张拉顶板负弯矩预应力钢束，并注压水泥浆。（4）接头施工完成后，浇筑剩余部分桥面板湿接缝混凝土，剩余部分桥面板混凝土应由跨中向支点浇筑。（5）连接顶板钢束张拉预留槽口处的钢筋后，现浇该处混凝土，浇筑完成后，拆除一联内临时支座，完成体系转换。

2.3 主要施工方法

根据全桥体系转换的要求，横梁、湿接缝施工流程如下：

准备工作→绑扎钢筋→连接波纹管并穿钢束→搭设模板→浇筑横梁及其两侧与负弯矩张拉范围内的湿接缝→养护→张拉负弯距钢束并压浆→浇筑剩余部分湿接缝及预留槽处顶板砼→拆除一联内临时支座，完成体系转换。

（1）准备工作。① 凿毛。横梁、湿接缝施工之前，对接头部分凿毛情况进行检查，保证接头處表面混凝土凿毛符合要求。② 测量高程。为保证箱梁顶面高程符合设计要求，横梁、湿接缝施工之前，测量人员必须复核梁顶面高程，符合设计要求后方可进行下道工序施工。

（2）绑扎钢筋。钢筋制作及安装严格按施工图纸及技术规范进行，确保焊接质量。钢筋预先在钢筋加工场地配料，弯制后运到现场一次绑扎成型。钢筋在现场绑扎结合成型时，钢筋严格按图纸要求进行布置。为保证保护层厚度，在钢筋与模板间设置水泥砂浆垫块，垫块与钢筋扎紧，且互相错开。

（3）连接波纹管并穿钢束。采用金属波纹接头连接墩顶负弯距预留波纹管，并按照图纸要求将切好的钢绞线穿入管内。波纹管采用胶带绑扎连接，以防止浇筑湿接头时漏浆，影响钢绞线的张拉。

（4）搭设模板。横梁采用在支座垫石部分铺以砂垫层、在其余部分使用竹胶板作为底模的方式。铺设底模时，在底板与方木之间加垫5cm厚的三角木契，一方面为了调整底板的标高，另一方面为了在落架时将木楔敲掉，上面的底板靠自重作用下落，方便拆卸底模。铺设砂垫层时，应围绕支座铺满整个支座垫石，填放密实，其高度应约高于支座顶面，以抵消砂层受压后的下沉。湿接缝底板采用竹胶板制成，用6×10cm木方做框，以加强竹胶板的承载能力，并用12#的螺栓将底板悬吊在顶面槽钢上。拆模时松开螺栓，底板就自然下落。

（5）浇筑横梁及其两侧与顶板负弯距束同长度范围内的湿接缝。采用C50现浇混凝土，宜在日温度最低时浇筑连续接头、横梁及其两侧与顶板负弯距束同长度范围内的湿接缝。由砼泵车输送混凝土进入模板内。浇筑采用分层斜坡式浇筑，插入式振捣器振捣。振动棒应快插慢拔，严禁碰撞模板、钢筋及其它预埋件。振捣至混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆。

（6）养护。初凝后可采用洒水养护，保持混凝土表面湿润，养护期不少于14天。在阳光强烈时可采用土工布覆盖，以防止日光暴晒后产生干缩裂缝。

（7）张拉负弯距钢束并压浆。在接头混凝土达到设计强度的90%后，且不少于7天，张拉顶板负弯距预应力钢束，并压注水泥浆，封锚。

张拉。钢绞线的准备。预应力钢束下料长度应通过计算确定，综合考虑锚夹具厚度、千斤顶长度、张拉伸长值和张拉工作长度等因素，钢束采用切断机或砂轮锯切断。

锚具、夹具的准备。锚具、夹具应按设计规定采用，并应具有可靠的锚固性能、足够的承载力和良好的适用性，锚具产品应配套使用，同一结构或构件中应采用同一生产厂的产品。对进场锚具按规范要求委托有相应资质的检测单位进行检测。

张拉机具的准备。张拉采用千斤顶及其配套的油泵、油表，满足计算的控制吨位的要求。在张拉前对张拉机具（油顶、油泵、油表等）进行配套检验。根据油顶、油表的校验资料，绘制出油表进、回油曲线，作为张拉力控制依据。在检验期限内，千斤顶使用过程中出现不正常现象时，需重新校定。使用次数超过300次或停用时间超过6个月时，须对千斤顶及油表再次校核。

张拉方式及顺序。预制梁的负弯矩钢束采用逐根对称单根张拉，张拉采用双控，锚下控制应力为0.75fpk=1395MPa。负弯矩张拉顺序为T3→T2→T1。如图2所示。

张拉以控制应力为主，伸长量校核，分级张拉量取伸长值，控制如下：0→0.10[σk]（初应力，量伸长值[λ0.1σ]）→0.20[σk]（量伸长值[λ0.2σ]）→[σk]（持荷5min）→补足张拉力至[σk]（最先锚固端伸长量[λσ]）→先锚固端锚固→后锚固端补足张拉力至[σk]（量取伸长值[λσ]）。计算伸长值时0→0.10[σk]的初应力伸长值以0.10[σk]→0.2[σk]的伸长值计入，再加上0.10[σk]→1.0[σk]的伸长值作为最终伸长值，即实际伸长值。

[λ]=[λσ]+[λ0.2σ]-2[λ0.1σ]

张拉应力的校核。张拉采用双控法，即应力应变双控制，钢绞线张拉时的控制应力，应以张拉时的伸长值进行校核。实测伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6%以内，否则暂停张拉，直至查明原因并提出解决方案方可继续张拉。

②压浆。配置浆液。宜采用专用压浆液或专用压浆剂配制的浆液进行压浆，施工前，由试验室配制配合比，施工中严格按照配合比进行配料拌和。水泥应采用性能稳定、强度等级不低于42.5的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥。外加剂应与水泥具有良好的相容性且不得含有氯盐、亚硝酸盐或其他对预应力筋有腐蚀作用的成分。膨胀剂宜采用钙矾石系或复合型膨胀剂，不得采用以铝粉为膨胀源的膨胀剂或总碱量0.75%以上的高碱膨胀剂。

压浆方法。压浆采用活塞式灰浆泵。压浆前先将灰浆泵试开一次，运转正常并能达到所需压力时，才能正式开始压浆，压浆时灰浆泵的压力取0.5～0.7MPa。压浆前用压力水冲洗孔道，防止管道内碎小颗粒堵塞出漿孔，压力水从一端压入，从另一端排出。压浆应缓慢、均匀地进行。比较集中和邻近的孔道，最好连续压浆完成，以免串到邻孔后水泥浆凝固、堵塞孔道。压浆由一端压入，至另一端冒出均匀浓浆时，用木塞塞住，并稍加大压力，保持不小于0.5MPa的稳压期持压2分钟以上，再从压浆孔拔出喷嘴，立即用木塞塞住。压浆后立即检查压浆的密实情况，如有不实，及时处理。压浆中途发生故障、不能连续一次压满，需立即用压力水冲洗干净，故障处理后再压浆。

（8）拆除一联内临时支座，完成体系转换。在一联内湿接头、湿接缝各工序完成以后，拆除砂筒临时支座，使各永久支座充分受力，完成由桥梁简支向连续的体系转换。

临时支座拆除时需注意，横向均按照从中往边对称、平稳进行卸载，同一片梁的临时支座应同时拆除。体系转换完成后注意将永久制作周围模板等杂物清除干净，使其不影响支座正常使用。

4 结语

先简支后连续桥梁结构实际是两跨及两跨以上的预应力混凝土梁通过现浇混凝土形成连续结构，在一定程度上达到了结构连续的目的，提高了结构的承载能力，减少了梁部的伸缩缝，并有效控制桥面裂缝的产生。先简支后连续桥梁的施工工程量虽小，但工序繁琐且专业性较强，每道工序都会影响整座桥梁的质量及桥梁的使用寿命。因此，在施工中应该加强质量的控制，明确注意事项，认真总结经验，逐步提高和控制好结构连续施工质量。

参考文献：

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