现浇箱梁施工关键技术与控制方法研究

郭 露

上海城建市政工程（集团）有限公司 上海 200065

道路与桥梁工程规模是衡量一个国家发展水准的重要指标，随着我国经济不断发展，全国各地之间的贸易往来越发频繁，为了满足各地经济往来和文化交流的需求，各地都在积极扩大路桥工程规模[1]。在这样的发展背景下，路桥工程行业迎来了快速发展时期，各项施工工艺得到优化，作为路桥施工中应用十分广泛的现浇箱梁工艺也得到了优化与改进，并在实际应用中获得了理想的效果。研究现浇箱梁工艺关键技术优缺点对于制定更加科学的控制方法有着重要意义。

1 现浇箱梁工艺概述

现浇箱梁多应用于大型连续桥梁施工作业中，箱梁制作过程在施工现场完成。大型连续桥梁的承重要求非常高，采用现浇箱梁工艺进行施工能够保障箱梁结构完整，减少拼接处承重压力[2]。施工作业主要包含地基处理、支架搭设、支架预压、模板安装、钢筋安装、混凝土浇筑、预应力张拉压浆和模板支架拆除等几个过程，这些施工过程互相影响，其中一个环节出现问题，可能对整个施工质量造成影响。

2 现浇箱梁工艺的现实意义

大型连续桥梁施工作业非常复杂，对于各项施工工艺要求也很高，传统的预制箱梁工艺很难满足这种类型桥梁施工要求，因此现浇箱梁工艺成为了大型连续桥梁施工作业中常用的施工技术，其对于路桥工程行业的发展有着重要的意义。本章将分析现浇箱梁工艺对于路桥工程的现实意义，并结合着实际案例进行了说明[3]。

2.1 降低施工作业的难度

预制箱梁工艺需要按照设计要求提前制作箱梁，这种技术方法适用于一些小型的箱梁制作工作，在大型桥梁中使用预制箱梁工艺遇到的主要问题如下：第一，运输难度加高；第二，箱梁体系较大；第三，无法确保箱梁结构连续性。现浇箱梁工艺主要在施工现场进行施工，按照设计要求将箱梁框架搭设在施工场地，然后进行混凝土浇筑作业即可，这种方法能够保障箱梁结构的完整性，同时也能根据施工所在区域地形结构调整施工方法，有效地解决了运输、安装困难的问题[4]。由此可见，现浇箱梁工艺能够降低施工的难度，进而确保施工作业按照要求有序进行，既能够保障施工作业周期，也能保障施工作业的质量。

2.2 提升桥梁结构强度

现浇箱梁工艺具有一定的灵活性，施工过程中可以结合箱梁所在区域的地理环境特点进行调整，从而确保施工作业质量。例如，在一些地质环境较为恶劣的环境下，可以提前对施工区域进行整改，配备施工作业必须的机械设备或搭建稳定的施工平台，而预制箱梁结构在复杂的施工环境下安装难度较大，浪费的时间更长。现浇箱梁工艺可以保障箱梁结构的完整性，使箱梁结构受力更加稳定，从而提升桥梁结构的稳定性。箱梁结构强度提升意味着桥梁能够承受的外力变大，也标志着桥梁的运行效果得到优化。

2.3 降低施工成本投入

对于施工单位而言，成本投入的增加意味着其经济效益降低，消减施工成本成为大部分施工单位研究的内容。现浇箱梁工艺能够减少施工成本投入，提升施工单位经济效益。例如，箱梁施工作业在施工现场完成，无需使用交通工具运输到现场，有效地节省了运输成本费用。相对与预制箱梁工艺，现浇箱梁工艺无需使用大型的吊装装置进行吊装安装，吊装过程不仅浪费时间，而且也需要大量的成本。相比而言现浇箱梁工艺在成本投入方面存在着较大的优势，如果施工作业限制因素较多，可以使用这种方法进行施工。

3 现浇箱梁工艺关键技术控制

现浇箱梁工艺关键技术控制是保障施工质量的重要一环。在关键技术控制方面，应结合技术应用要点和技术应用过程中常见的问题进行综合分析，制定严格地预防控制措施和现场管理措施，最大限度保障施工质量。本章将围绕着地基处理、支架搭设、支架预压、模板安装、钢筋安装、混凝土浇筑、预应力张拉压浆和模板支架拆除等工艺进行研究，并提出技术控制方法。

3.1 地基处理

地基处理是现浇箱梁施工作业的首个流程，但也是最为关键的一个流程。箱梁的作用是为桥梁的整体结构提供支撑，从而确保桥梁的稳定性，而箱梁在承受外力后能否保持足够的稳定性与箱梁所在区域地基稳定性有着直接的联系，因此施工前必须合理地处理箱梁地基。首先，分析和掌握地基特点，采取措施对地基进行加固处理，如遇到软土地基可以采取换填、夯实加固和化学加固等方法进行处理，提升软土地基稳定性并根据计算荷载和地质特点确定地基承载力满足要求后方可开展后续施工作业；其次，按照箱梁规则设计要求开辟施工区域，并将地基所在平面内的杂物清理，如存在着积水问题，需做好排水处理并设置不小于2%的排水横坡，防止雨水浸泡地基造成地基失衡；最后，在地基区域内进行放线，标出箱梁结构所在位置，浇筑20cm厚混凝土调平层，宽度应较箱梁投影面宽1m以上。需注意处理地基时应严格控制加固作业，完成加固作业后进行多次检查，确定地基结构强度达到标准后方可开展后续施工作业，如果地基结构强度不达标，应采取措施进一步进行处理，直到地基结构强度达标为止。

3.2 支架搭设

支架的作用是支撑受力，保障箱梁施工的稳定性，这就要求支架具有足够的强度、刚度及稳定性。应对进场支架各组件进行检查验收，未经验收合格的构件不得投入使用。支架搭设前应根据箱梁结构受力要求确定支架步距、纵距等参数。首先，对支架所在位置坐标进行测量，将测量误差控制在最小值范围内，然后在施工区域做好标记；其次，按照设计搭设支架，搭设过程中应检查支架的尺寸和规格，避免人为疏忽将支架顺序弄错，导致施工作业质量受到影响；第三，尽可能减少非弹性结构支架的数量，如果这类支架数量过多，支架所受的外力会被分散到地基中，一旦地基受力过大可能发生沉降；最后，检查支架形变量，结合支架具体的形变情况调整支架结构，使支架受力保持在合理范围内，防止支架形变过大出现结构损坏现象，带来施工安全隐患，支架结构如图1所示。

图1 支架结构

3.3 支架预压

支架预压是保证箱梁在浇筑混凝土后满足设计的外形尺寸及挠度要求，检验支架的整体稳定性及支架的实际承载能力，完成支架搭设作业后需要采用分级加压的方式对支架施加外力，监测支架体系在梁体自重、支架连接点安装间隙、支架变形及地基沉降等受力特点和形变规律调整支架结构，从而检验支架结构安全和稳定性，得出弹性变形数据，消除非弹性变形，图2为支架预压示意图。首先，对支架施加一定的力，检查支架在受力后是否发生明显的形变现象，如果外力未达到极限值前支架就出现了明显的形变现象，应对支架受力情况进行分析和研究，调整之间的方向或改变支架的规格，采取强度更高的支架；其次，分析支架力学传导能力，主要检测支架受力后对地基产生的压力作用，如果检测过程中地基能够始终保持稳定性，则说明支架对地基施加的力保持在极限值以内，桥梁投入运行后能够保持长期的稳定性；最后，检查主要支架的受力特点，主要支架是箱梁结构承重的主要结构，要求其最大受力能力要超过桥梁运行后最大承重标准，如果检测时发现其受力能力较低，应该增加承重结构材料。预压阶段应该循序渐进地对支架进行力学能力检测，并及时记录检测数据，分析支架结构存在的缺陷，从而确保施工作业的有序性。

图2 支架预压

3.4 模板安装

模板安装时需要注意以下几个问题：第一，保持模板外面干净整洁，禁止出现载物后大量的灰尘，安装前应该对模板进行清理，使其表面变得干净整洁，如果发现模板表面存在着严重划痕或结构断裂现象，应该及时更换；第二，固定模板时应该检查模板的规格与设计要求是否相符，并使用固定螺栓进行固定，完成规定后检查落实是否存在松动现象；第三，检查模板间是否存在着较大的缝隙，如果存在这种现象应该拆除重新进行固定，防止浇筑作业时发生漏浆现象，对箱梁结构稳定性产生影响。安装模板过程中最为重要的是检查模板的规格和拼接处，发现规格不符问题或拼接处存在较大缝隙问题后应及时进行处理，避免后续施工发生质量问题，导致整个施工作业进程和质量都受到影响。

3.5 钢筋安装

钢筋安装工艺非常重要，安装效果直接关系到箱梁的结构强度。首先，应该对钢筋的尺寸和强度进行检查，只有钢筋材质达到质量要求后才能将其应用于施工作业中；其次，仔细清点钢筋数量，防止使用钢筋数量过少导致箱梁承重能力力降低[5]；第三，按照技术标准对钢筋进行弯折和切割，并将钢筋捆绑和焊接到指定位置，并检查捆绑处和焊接处的牢固性，如果发现脱落，应该及时进行加固处理；最后，对整个钢筋框架结构完整性进行检查，如使用力学检测仪器检查焊接位置的强度，或通过加压的方式对框架施加压力，检查框架的稳定性。安装钢筋过程中最为重要的技术控制内容在于钢筋框架的整体力学稳定性检查，必须确保钢筋框架能够在最大外力作用下能够保持稳定性。因此施工过程中应严格检查钢筋的稳定性，尤其是对连接处钢筋结构进行检查，发现结构问题后及时调整，最大限度保障安装质量。

3.6 混凝土浇筑

混凝土浇筑质量直接关系着箱梁结构的质量。首先，应该检查混凝土是否达到施工质量要求，如混凝土坍落度；其次，严格按浇筑顺序分层错位浇筑(浇筑时对称浇筑，从低端向高端进行)。每一联箱梁混凝土浇筑分两次施工，第一次浇筑底板及腹板，第二次浇筑顶板。先浇筑5-10m长度底板混凝土，待该段底板混凝土灌满后（留部分人工振捣并整平底板），混凝土转移至从腹板起始端灌注，腹板混凝土灌注时应分层灌注及振捣，分层高度不超过腹板高度的二分之一，待该段腹板混凝土灌注完成后，继续进行下一段底板、腹板循环交叉施工。顶板混凝土浇筑从一端向另一端全截面一次灌注。一般振捣过程中应严格使用振捣装置，振捣棒必须下放到底部区域，同时也应避免振捣棒与钢筋发生强烈碰撞，防止振捣作业对钢筋框架结构造成影响，导致箱梁承重能力降低；最后，完成浇筑作业后应该及时检查混凝土凝固情况，并做好养护工作[6]。

3.7 预应力张拉压浆

钢绞线进场后，应按照规范进行验收，并对其强度、伸长值、弹性模量、外形尺寸进行检查、测试。对锚具的强度（包括疲劳强度）、锚固能力应进行抽验。预应力一般应在混凝土强度达到其设计强度的90%、混凝土龄期不小于7天方可张拉。预应力钢束张拉顺序：采用先纵向钢束后横向钢束、先腹板钢束后顶底板钢束、先长束后短束的原则，分批对称张拉。张拉预应力钢束时，采用张拉吨位和伸长值进行双控，以张拉力为主，通过试验测定E值，校正设计引伸量。实际伸长值与理论伸长值的误差应在施工规范允许的范围内，若两者差值超过6%时，应查明原因。预应力管道应在张拉后48h内采用真空压浆工艺，要求管道注浆密实。压浆液应做流动性、泌水性、强度等测试。预应力束封锚混凝土宜在压浆后尽快施工，包封的钢丝网应与结构可靠连接。

3.8 模板支架拆除

拆除模板支架时需要注意的事项如下；第一，检查混凝土结构是否存在着空洞，合格的箱梁结构外层结构连续稳定、无孔洞、无裂纹，如果发现这些现象，说明浇筑作业不合格；第二，使用机械设备进行拆除时应避免机械设备对箱梁结构造成破坏，从而影响箱梁结构的稳定性[7]；第三，严格执行拆除工艺技术要求，如先将外层的模板拆除，后对内层的模板进行拆除，支架按后搭先拆、先搭后拆的施工顺序，从一端向另一端、自上而下逐层进行。这样不仅能够保障拆除作业的效率，也能保障拆除作业的质量。进行模板拆除作业时需要注意的事项是拆除过程中仔细检查箱梁结构，发现结构缺陷后应及时上报，技术人员针对相关问题进行分析，制定科学的处理措施，防止桥梁投入运行后出现质量安全事故，带来不良的影响。

4 结束语

总而言之，随着我国路桥工程不断发展，现浇箱梁工艺在其中发挥的作用也将会不断提升，研究现浇箱梁工艺关键技术控制方法对于提升路桥箱梁施工作业质量有着重要意义，施工单位应结合现浇箱梁工艺技术要点和施工过程中常见的技术问题进行综合分析，设计更多科学的技术控制方法，从而提升现浇箱梁工艺实际应用质量，为我国路桥工程行业发展做出更多贡献。