市政桥梁工程中现浇箱梁施工技术

冯保军

（北京鑫雅市政建设工程有限责任公司，北京 100032）

1 工程概况

某市政桥梁建设工程的设计长度为8.28km，桥梁下方的流域桩号为：K14+000—K9+000，主线路项目总计12 座中桥及大桥，每一座桥梁的长度设计为2 240.47m。该桥梁的上部结构设计为6×25m 预应力混凝土现浇箱梁，整个现浇箱梁细分为两部分，主承重构件为混凝土连续梁。此外，在预应力混凝土现浇箱梁施工时，施工人员将该工序细分为横向施工与纵向施工两部分，横向顶板部位的预应力设计使用单根预应力筋，纵向顶板部位设计使用9-Φ15.24 钢绞线，底板部位设计使用12-Φ15.24钢绞线。

2 施工准备

为保证该项目顺利竣工，施工单位必须保证桥梁基础的施工质量，若施工现场不平整，应使用钻孔灌注桩技术提升桥梁地基的承载能力。结合预应力混凝土现浇箱梁的实际情况，确保整个桥梁的稳定性。在安装支架时，应切实考虑施工现场的实际情况，使用竹胶箱梁模板，模板厚度设计为2cm即可。在安装模板时，施工单位应按照标准规范进行施工，规范化的施工工序为：底部模板安装→侧面模板安装→顶部模板安装。

3 现浇箱梁预应力施工

3.1 基础施工

3.1.1 基础类型

该项目的桩基础为使用多根桩组合而成的群桩基础，桩顶部位利用承台连接为一个整体，承台上部搭建墩身或台身。

3.1.2 施工方法结合该施工现场的地质情况，确定使用干桩施工技术。如果在钻孔过程中涌出地下水，则可以考虑换用水桩施工技术。在实际施工过程中应注意以下几点：

（1）施工中应结合场地的实际情况合理选择泥浆池的位置，钻孔过程中产生的泥浆在经过沉淀处理后应转运至垃圾堆场内，避免泥浆污染周围环境。

（2）桩身部位的钢筋笼应在加工厂集中进行加工，使用吊机吊运至作业现场妥善保管。钢筋笼堆放应坚持“上盖下垫”的基本原则。

（3）在开挖基坑的过程中，应设置排水支护装置；当基础施工结束后应及时回填并进行碾压，确保回填料的压实度符合设计及规范要求。

3.1.3 桩基检测

当桩基础施工完成后，应对桩身部位的混凝土进行检测。该项目设计的桩径小于2m，桩长小于40m，使用低应变发射波法对桩基础进行检测。检测过程中应选择使用小能量锤对桩顶部进行锤击，桩顶部位的传感器会将自身的发射信号传递至接收端，进而实现对桩身的评价。

3.2 支架施工

支架法主要具备以下优势：（1）不需要使用大型转运设备；（2）结合施工现场的情况合理选择支架形式。

3.2.1 施工要点

支架应设置在桥尾部位，先安装底部模板，经过施压处理后，开始安装内外侧模板，绑扎钢筋、预应力筋、浇筑混凝土。当混凝土的强度达到设计要求后方可拆除模板。拆除模板后施加预应力，并进行管道压浆处理，最终将支架拆除。

3.2.2 施工工艺流程

本工程使用钢管立柱+贝雷梁的梁柱式支架，施工工艺流程为：施工准备→支墩基础施工→支墩施工→安装横向配梁→安装纵向贝雷梁→安装工字钢→铺设方木→安装底部模板→检查支架结构→预压处理→质量验收→安装侧面模板→钢筋绑扎及安装→安装内部模板→浇筑混凝土→预应力张拉→管道压浆→拆除支架。

3.2.3 支架搭设

该项目的箱梁支架设计使用贝雷钢立柱支架。当钢管柱基础施工结束后，应在两边承台上部各安装4根Φ609mm×16mm 钢管立柱作支撑立柱，跨中部位应安装两排钢管立柱，每排的钢管立柱还应设置剪刀撑。

支架搭设施工计划应结合科学的计算结果进行编制，钢管立柱的高度表达式为：基础顶部标高+活络头的高度+贝雷架的高度+钢管柱的高度+底部模板的厚度+预拱度+梁底标高。

3.2.4 支架预压

（1）预压目的。当支架安装施工完成后，为检验支架施工的安全性与可靠性，避免出现非弹性变形现象，为强化对梁体部位的线性控制，在施工过程中应结合施工情况合理设置两侧拱度，并对支架体系进行预压处理。

（2）预压方法。预压的荷载值应是梁体自身的重量加上施工过程中产生的荷载，梁体预压借助重力构件完成。钢筋的重量、混凝土管的重量可以通过过磅的方式进行确定。预压材料的重量确定为支架体系能够承受的最大施工荷载的110%。荷载预压应采用分段面的方式进行，简单而言就是将现浇箱梁的断面细分为3个区域，分别进行预压处理。

（3）预压监测。支架上部可以设置多个观测点：纵桥方向可以设置5个观测点，横桥方向应在贝雷梁上部的旋杆设置3个观测点，支架的下部柱脚处的检测点应均匀布置。

3.2.5 支架拆除

（1）在安装落架设备的过程中应保证螺纹钢竖直，螺纹管严禁与垫梁、贝雷梁、横梁接触，以避免出现横向作用力。

（2）为避免贝雷梁移动支架过程中出现高空坠物，移动前应将底部模板、方木全部拆除，并将贝雷梁表面的杂物清理干净。

（3）贝雷梁拆除的过程中，应在横向两侧焊接防倾覆挡块，确保分配梁与贝雷梁加固为一个整体，确保作业过程中的安全性。

3.3 模板架设技术

（1）结合施工现场的实际情况合理地选择模板的类型，可以使用钢模板、竹胶板或异型钢模板，模板的关键指标必须满足设计要求，简化模板的安装结构，为施工人员提供一定的便利。

（2）模板的形状必须满足设计图纸的要求。此外，模板与支架必须具备足够的刚度，保证混凝土结构的尺寸偏差保持在合理范围以内。

（3）实际施工过程中应逐节进行施工，保证侧面模板安装的牢固性，模板安装完成的外观质量必须满足设计要求。

（4）循环使用的模板必须保证表面平整，无明显污渍，不会出现漏浆现象，若模板出现形变则应立即进行修整。

3.4 混凝土施工

3.4.1 混凝土浇筑

箱梁部位的混凝土应使用混凝土泵车进行浇筑，混凝土的配合比应满足设计要求。此外，混凝土还应保证和易性、强度、凝结速度等多方面性能符合设计要求。在正式浇筑混凝土之前，必须保证模板表面清理干净，并检查波纹管、预埋件等组件的质量，保证混凝土浇筑过程中不会出现质量问题[1]。

混凝土浇筑过程中应由中间向两侧进行浇筑，浇筑方式使用分层浇筑，每层浇筑的厚度不得超过30cm。混凝土振捣使用插入式振捣棒，振捣应快插慢拔。

3.4.2 混凝土养护

箱梁部位的混凝土浇筑完成后应及时进行养护，养护过程中应确保混凝土始终处于湿润状态，避免风吹日晒。外露部分的混凝土可以在表面收浆完成，且混凝土达到初凝强度后使用土工材料进行覆盖，然后洒水养护。

4 预应力钢筋张拉及管道注浆的基本要求

4.1 预应力张拉施工的基本要求

（1）张拉预应力前，需提前检查混凝土的尺寸、养护时间以及强度，在以上检查质量均符合设计要求的情况下才可以开始张拉作业。若设计图纸中对混凝土的强度无特别要求时，可以将张拉作业的标准界定为混凝土强度达到设计值的85%。张拉作业至少要待混凝土浇筑后7d进行，但不得超过21d。垫板下侧及四周部位的混凝土必须振捣密实，若存在蜂窝麻面等质量缺陷，则应拆模并采取必要的治理措施，在处理完成以后方可开始张拉作业[2-3]。

（2）以曲线段的预应力筋或是直线预应力筋（长度超过25m）来看，若设计图纸无特别要求，则应采用两端张拉的方式进行作业。若相同截面内存在多束预应力筋时，其张拉端需要设置在构件的两端。

（3）实际张拉过程中，按照设计图纸要求的顺序进行作业，若设计图纸无明确要求时，则可以分批次、分阶段进行张拉。结合施工需求合理选择张拉设备。

（4）安装张拉设备过程中，确保张拉合力作用线与预应力筋的轴线保持一致。安装锚具、限位板之前需要提前检查孔位分布是否满足设计及规范要求，确保不会出现偏位现象。

（5）预应力筋张拉作业完成且锚固后，保证锚具的夹片顶面相互对齐，夹片之间的位错差异控制在2mm内。

（6）预应力筋锚固完成后，将剩余部分切除，保证预应力筋外露的长度控制在30mm 以内，在切割预应力筋时不得使用电弧焊切割方式。

（7）夹片式、锥塞式等锚具，锚固作业完成后，严禁施工人员大力敲击或扰动预应力筋。

（8）锚固作业完成后，卸力时应满足以下要求：①承压式锚具，预应力卸除保持缓慢、匀速。②使用放松设备将锚具松开。③不得在预应力筋受到拉力的情况下直接卸除锚具。④确保存在夹痕部分不会处于受力状态。⑤施工前制订完善的放张方案，详细记录放张作业的具体情况。

4.2 梁体混凝土裂缝的控制措施

4.2.1 荷载裂缝的控制措施

荷载裂缝即因外部荷载影响而形成的裂缝。例如，弯曲裂缝、扭转裂缝、受拉裂缝、受压裂缝、剪切裂缝等，可以通过优化设计或分析裂缝出现的原因进行处理。以常规性钢混箱梁桥或预应力混凝土箱梁桥作为案例进行分析。首先，需要探究这种类型的桥梁在施工过程中自身内力的变化规律，从而对箱梁的纵向配筋、横向配筋进行优化，优化的内容包括正负弯矩预应力束。在特殊情况下也可以适当地设置临时预应力束，以保证整体结构具备足够的抗扭强度、抗剪强度，以此避免桥梁结构出现弯曲裂缝、受剪裂缝或受扭裂缝。预应力束锚固以后的局部区域可能出现受压裂缝或受拉裂缝，可以使用加强筋进行处理；因横向弯矩而形成的纵向裂缝，可以沿横向预应力筋来调整桥梁结构的受力状况。在选择预应力筋时，优先使用锚固可靠、预应力损失较少的钢筋，尽量减少预应力的损失量，确保桥梁结构拥有足够的预应力。

现阶段，我国的桥梁计算理论及方法不断地完善，由原本单一、简单的平面理论逐步发展为空间理论，后发展至全过程预测分析，即会对各种影响因素、桥梁结构特征、负荷情况等内容展开全面分析。所以，随着理论研究的不断深入，在平面设计的基础上，将空间受力因素融入研究体系内非常有必要。其可以保证桥梁结构设计的科学性及实用性，同时还可以在很大程度上弥补平面设计存在的缺陷。

4.2.2 变形裂缝的控制措施

变形裂缝即因桥梁非荷载影响而出现的裂缝。例如，温度变形、收缩变形、地基不均匀沉降等现象。此类变形主要是受到了外部约束，混凝土实际受到的应力超出了混凝土自身的抗拉强度，进而导致出现裂缝。所以在实际设计的过程中，需要兼顾天气、地质、环境、施工工艺、原材料等因素的影响，结合实际情况制定科学的处理措施，以避免裂缝出现。

（1）在对基础进行设计时，应保证基础与地质条件相协调。若桥梁所处区域的地质比较复杂或是软弱，采用混凝土连续箱梁结构会对桥梁结构的整体安全性造成巨大的影响。因此，在基础设计之前需要提前掌握地质条件的具体情况。基础设计过程中，需要兼顾以下内容：①如果地勘数据不全面或不精准，将导致基础形式、基础尺寸、基础的埋设深度缺乏合理性；②相同区域内的软弱地质条件下，尽可能采用相同的基础形式，以保证地基不会出现不均匀沉降现象，可以有效地避免裂缝出现；③不宜在不同的地质条件下采用相同的基础形式。结合实际情况分析，不同的地质条件下，基础的沉降量必然存在一定的差异，这种差异会导致裂缝出现。

（2）保证支架设计刚度的合理性。现场浇筑的支架或移动模架的刚度会对混凝土浇筑过程中的变形现象造成直接影响。若支架的刚度过大，则会提高施工成本，同时也会增加施工难度，进而影响施工工期。但如果支架刚度过低，则会增大混凝土成型过程中支架出现变形的可能性。

5 结语

综上所述，在市政桥梁工程施工时，使用预应力施工技术可以保证施工质量符合设计及规范要求。本文对桥梁工程中的预应力施工技术进行研究分析，指出实际施工过程中的技术关键点与施工难点，以期提高桥梁工程建设质量。