现浇箱梁施工方法及预应力养护分析

路 磊

(中铁十八局集团第五工程有限公司 天津 300000 )

在桥梁施工过程中，预应力现浇箱梁技术是最常见的结构形式，随着我国社会经济的不断发展，我国的建筑工程规模也在逐渐的扩大，现浇箱梁技术也在各桥梁施工中使用。那么，提高施工的设计质量，能够促进工程的顺利开展。现浇箱梁结构要能够以龙骨及顶托相互结合的方式提高梁体稳定性，其承载力较大。上述要求具有较高的安全度，以此能够对质量需求进行有效满足，这也是保证预应力箱梁在建设过程良好质量的基础。

1 工程概况

本文研究工程的段桥梁为永定河大桥西引桥，k2+846.66为起点桩号，k3+079.66属于终点桩号，桥梁长度一共为233 m，为2联6跨（0#轴~6#轴）现浇箱梁结构，0#~3#轴现浇箱梁段上跨六环路，3#~6#轴现浇箱梁段上跨白庄子绿地。桥梁下部结构一共有1座桥台，2座墩台，14颗墩柱，19座现浇箱梁。此工程一共有两联钢筋混凝土预应力连续现浇箱梁，第一联0#～3#轴上跨六环路，属于三跨鱼腹式变截面连续现浇箱梁，跨径为134 m，梁高3.5～1.8 m，桥面宽为47 m，一箱十一室；第二联为三跨等截面连续现浇箱梁，跨径为99 m，梁高1.8 m，桥面宽为47 m，一箱十一室[1]。

2 现浇箱梁施工准备

2.1 施工场地

现浇箱梁在施工过程中的条件基础就是场地的选择，使场地能够对施工标准进行满足，并且要求场地的土质不会受到破坏，从而能够有效实现针对性的施工。施工地基场地主要包括：其一，地基基础良好的场地。比如沙土，在支撑组架之前要在外边两侧开挖排水渠，然后使原本地表通过泥土填整，最后利用机械对地面进行压实，操作五次左右，使压实度能够超过90 %，之后在表面碾压，提高压实度[2]。其二，地基基础不良场地。软弱土层在进行处理的过程中就是要清楚土质，然后利用石方填补，以此能够使地基压实度及承载力满足施工需求。其三，中级土层，其在处理过程中就是要扩大桩基[3]。

2.2 支架系统的布置

虽然已经处理好连续箱梁的地基，但是其整体的稳定时间比较短，不能够承受大跨径支架集中力，但是满堂式碗扣支架能够分散负载。传统满堂式支架大部分都是使用万能杆件、木支架或者钢管搭建的。碗扣支架和其相比的杆件比较轻，通过人工操作，并且吊装机械使用较早，周转较为灵活，拆卸较为轻便等优势。所以，可以使用碗扣式支架实现连续箱梁施工支撑。此支架杆件通过Φ48 mm钢管构成，在杆件两端或者连接处焊接特制连接扣件。支架底部和顶部配置可调节的底托和顶托，从而使其能够以地形需求创建不同形式的支架。另外，还要配置Φ48 mm*6 m的扣件及钢管作为剪刀斜撑，从而提高整体支架的稳定性[4]。

然后选择支架立杆的间距。立杆的纵向和横向间距将箱梁荷载分布为基础选择，表1为立杆设计的承载能力。

表1 立杆设计的承载能力

通过以上资料计算，图1为0#-1#轴模板支架断面的布局，图2为2#-3#轴模板支架断面的布局。

图1 0#-1#轴模板支架断面的布局

图2 2#-3#轴模板支架断面的布局

之后实现支架的搭设和加固。在支架搭设过程中先开一幅之后逐孔开展，根据立杆精准的位置实现支架底托的摆放，并且对底托螺帽调整为同个计算高度平面中。首先搭设纵向中间一排底层立杆，连接水平杆之后将此作为基础对两侧搭设。在地层支架搭设之后对立杆纵向和横向成排搭设，竖向数值。之后根据立杆搭配的高度使支架搭设到顶层，装置顶托，之后调整顶托螺帽顶面位置。上工作场地和下工作场地人行道从施工支架中扩展，纵向铺模板使其成为人行道，横向钉木条从而防滑[5]。支架顶部使用Φ48mm钢管和扣件进行链接和加固，因为箱体在墩顶前和墩顶后3~3.2 m的范围中具有较大的壁厚，荷载提高，所以支架要适当的进行加固，可以使用减低此范围中的立杆横向间距实现。创建碗口支架之后，使用Φ48mm钢管斜45°角作为剪刀斜撑，之后从两侧底部朝着内斜拼至支架顶部，纵向和横向每排要均匀的设置，从而提高支架的稳定性[6]。

2.3 支架预压

在支架搭设完成之后就要对支架进行预压，预压的重量为节段箱梁自身重量的1.2倍，通过预压能够防止结构非弹性的变形，还能够使支架弹性变形满足施工需求。预压的沙袋要以混凝土浇筑过程中的顺序防治，如果支架沉降稳定，而且纵横不存在变形，那么就能够卸除荷载。观测点在支架、跨中及四分之一跨径地方设置，沙包加载及卸除的顺序相反，以此能够有效避免因为卸载不均匀从而程序爱你的支架位移问题。在卸载完成之后要调整支架的顶部标高，而且要通过预压之后的沉降结果实现预拱度的设置[7]。

3 现浇箱梁施工的工艺

3.1 混凝土浇筑

在对混凝土浇筑之前，要先清理箱内模板，使用气泵吹和吸尘器吸，从而清理表面。本文所讲述的工程箱梁混凝土使用二次浇筑成型，第一次实现底板和腹板道腋角部位的浇筑，第二次实现翼缘板和顶板的浇筑。箱梁浇筑顺着纵向从低到高开始，预应力箱梁混凝土在浇筑过程中要根据相应的顺序实现，还要降低浇筑前后时间差[8]。在混凝土分层浇筑的过程中，要对机械设备及浇筑顺序进行 合理的规划，以本桥混泥土的坍落度、供应能力、浇筑部位的分布及初凝的时间，对底板混泥土浇筑进行合理计划，在底板振捣密实静止之后开始对腹板混凝土进行浇筑，在初凝之前实现腹板混泥土的浇筑。第二层混凝土完成翼板及顶板钢筋绑扎以后就可以进行浇筑[9]。

3.2 混凝土的输送

利用输送泵泵送实现箱体混泥土的施工，混凝土输送泵的管道根据两侧的翼缘板进行布置，还要避免管道和翼缘板摩擦，对模板表面光洁度造成损伤。如果管道要在箱梁中间通过，那么就要创建独立创建的支撑架，管道无法与绑扎模板和钢筋连接。输送泵管道的出口利用软管拦截，以此调整施工过程中的浇筑方向。腹板混凝土及底板浇筑过程中要利用辅助材料实现灌注，在进行出料的过程中不能够在端横梁中直接卸载钢筋，要通过模板、薄钢板及竹胶板作为支垫，之后人工送料到槽中，从而能够避免污染，还会避免混泥土对模板及钢筋造成直接冲击[10]。

3.3 混凝土的振捣

混泥土振捣利用插入式振捣器实现振捣，本工程箱梁属于1箱11室，在进行浇筑的过程中每个箱室作为一组，每组为4台。梁端钢筋密集的地方要使用振捣棒振捣，避免混凝土过振，还要避免混泥土漏振。混凝土振捣工作人员要通过培训之后才能够上岗，并且分工责任明确， 波纹管或者钢筋密集的地方要指派专人振捣，固定操作人员，做好交底工作[11]。

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3.4 钢筋工程

在钢筋工程施工过程中要对产品合格率进行保证，钢筋类型的不同，其要明确标记，在施工之前还要处理钢筋生锈的部分。主筋接口要对两面实施焊接作业，并且焊缝要≥5天。在焊接之前要实现焊接实验，在满足需求之后实现焊接。为了能够保证焊接钢筋同轴，要将街头搭接的那端弯折5°。在钢筋焊接施工过程中，要将钢筋制作成为骨架，并且在上面测量和标记，从而对预应力钢束位置进行精准的定位[12]。

3.5 预应力施工

预应力张拉使用双拉双控实现，张拉千斤顶使用穿心式的千斤顶，张拉要通过应力控制，使用伸长量对其进行检验，其实际的伸长量和理论伸长量的比值作为对比，误差要在6%以内。预应力管道使用波纹管定位安装混凝土浇筑形成的，铺设预应力管道的过程中要根据设计尺寸实现，并且使用定位钢筋每隔50 cm定位预应力管道，使用定位钢筋和底板及箍筋钢筋进行焊接，在最高点的地方铺设排气孔，在最低点的地方铺设排水孔。排水管及排气管使用20 mm内径的塑性管，密封连接处，保证其不漏水。箱梁张拉顺序为箱梁纵向预应力钢束、衡量预应力钢束。箱梁纵向预应力钢束的顺序为，首先实现腹板束的张拉，之后实现顶板束的张拉。箱梁预应力钢束使用两端的均匀对称张拉，中横梁预应力钢束要使用单端张拉。其中的孔道压浆要在张拉之后两天内实现，水灰比在0.26~0.28之间。使用真空辅助压浆工艺，其具体的操作为：首先抽空孔道，真空的度要在-0.06~ -0.10 MPa之间，在稳定之后开启孔道压浆端阀门，并且启动压降泵实现连续压浆，之后在孔道另外一端使用压浆剂将水泥浆到孔道中压入，压浆的压力为0.5~0.7 MPa之间。图3为真空辅助灌浆的工艺原理[13]。

图3 真空辅助灌浆的工艺原理

4 现浇箱梁预应力的养护方法

4.1 载荷裂缝控制

在混凝土浇筑工程投入使用之后，就会因为载荷导致桥面出现裂缝，比如剪切裂缝、弯曲裂缝、局部受压等裂缝，所以就要利用合理的合计及分析对其进行养护，从而避免出现裂缝。根据施工进程结构内力的变化规律，配以合理纵向横向钢筋，必要的时候要增加临时束，从而保证结构具有足够的抗扭及抗剪力，避免结构出现受剪、弯曲及受扭的裂缝。预应力束锚固局部受压或者受拉导致的裂缝能够利用局部钢筋网的配置进行加强，对于由于桥梁横向弯矩，可以利用横向预应力钢筋的配置提高或者对结构横向受力进行改善。并且，还可以优先使用锚固可靠的预应力筋使预应力损失得到进一步的降低，保证结构具有足够的预压应力。现代桥梁计算理论及手段在不断的完善，已经从传统平面理论发展成为空间理论，并且在朝着全寿命及全过程预测的分析，还要全面考虑不同复杂过程、因素、负载工况、结构特点等。所以，就要基于平面设计，以空间受力角度掌握结构不同部位的受力情况，以此为桥梁的科学合理设计提供基础，避免因为平面设计导致的缺陷及不足。

4.2 变形裂缝控制

变形裂缝指的是桥梁费载荷作用导致的裂缝，比如温度变形、收缩变形和地基不均匀沉降变形等，其都是因为受到约束或者应力超过了混凝土抗拉强度导致出现的裂缝。对于此种裂缝，可以使用表面涂层封闭方法进行控制。首先使用表面涂层封闭法对混凝土结构及构件的裂缝进行修补，要先将混凝土表面清理干净，之后使用机械方法打磨平整，如果表面具有轻度油污的残留，可以使用丙酮进行擦拭。对于具有严重油污的表面，可以使用高效除垢剂或者具有清洁剂的压力水进行清洗。对于顽固性的物体，可以使用金刚砂或者喷砂打磨清除。但是在施工过程中不能够使用对混凝土内部质量导致不良影响的溶剂。在构件表面水分充分干燥之后封闭混凝土裂缝。表面涂层封闭的养护方法步骤为：

涂刷低粘度改性环氧底胶，在涂刷的过程中要使胶液能够在混凝土表面充分的渗透，微裂纹要饱满的含胶，必要的时候要顺着裂缝多道进行涂刷[14]。

在底胶指干之后，利用JN-CE找平胶对混凝土表面缺损进行修补。

使用粘贴胶粘贴纤维复合材料，在粘贴的时候要将气泡排除，使布面平整并且胶要饱满。织物的宽度要在80~150 mm之间，顺着裂缝粘贴。在使用单向纤维织物的时候，纤维的方向要和裂缝的走向相互垂直。

4.3 混凝土的养护

混凝土养护主要包括两种方式，分别为自然养护及蒸汽养护。在混泥土养护过程中，要重点加强混泥土温度及湿度的控制，并且降低表面混泥土暴漏的时间，对混泥土暴漏的表现覆盖，避免表面水分蒸发。在暴漏面保护层混凝土初凝之前要将覆盖物卷起，然后使用工抹子搓压表面，使其平整之后再次覆盖，这个时候要注意覆盖物不能够直接和混凝土表面接触，直到混凝土终凝。

蒸汽法养护：混凝土蒸汽养护的阶段主要包括静止、温度提高、恒温、降低温度，在静停过程中，要保证环境的温度在5℃以上，灌注结束之后的4~6小时混泥土终凝之后才能够升温。在恒温过程中，混凝土内部温度要在60℃以上，但是不能够超过65℃。恒温养护的时间要以构件脱模的强度需求及混凝土的配合比情况及环境条件确定，降温的速度要小于每小时10℃。

自然养护：在混泥土代模养护过程中，要使用带模包裹，喷淋洒水及浇水等措施进行潮湿及保温养护，保证模板接缝处不会干燥。为了能够实现顺利拆模，要在混泥土浇筑两天左右继续保湿到定龄期。将混凝土表面的覆盖物去除之后，对混凝土进行浇水、蓄水及覆盖洒水的潮湿养护，可以在混泥土表面潮湿状态的时候迅速使用草帘、麻布等材料包裹暴漏混凝土，之后使用塑料布或者帆布将保湿的材料进行包裹，在包裹过程中要求包裹物体完好，内表面具有凝结水珠[15]。

5 结语

在我国社会经济不断发展的过程中，预应力现浇箱梁施工技术的发展具有重要的现实意义，假如使用此项技术的经验较低，那么就要全面完善施工方法及技术，总结经验，推广此技术。并且在施工过程中要加强各个环节的控制，强化组织管理，从而提高箱梁的质量及美观。