高速公路现浇预应力混凝土连续箱梁施工工艺

姚志华

摘要 现浇预应力混凝土连续箱梁技术被广泛应用于高速公路施工中，具有施工便利且效率高的特点，同时能够保障交通顺畅。文章结合预应力混凝土连续箱梁工程实例，针对项目施工要点，梳理施工流程，从现场准备、箱梁支架搭设、模板施工、预应力施工、孔道压浆等各环節施工工艺进行论述，保证了箱梁的施工质量。

关键词 高速公路；连续箱梁；预应力；施工准备；工艺分析

中图分类号 U445.57文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）09-0126-03

0 引言

现浇预应力混凝土连续箱梁属于公路桥梁中的常见结构，兼具抗弯刚度大、跨越能力强、稳定可靠等特点，对桥梁的高质量建设和安全使用均有益，但此类箱梁的施工细节丰富，且施工期间可能受到环境因素的干扰，易出现质量问题。因此，有必要深入探讨现浇预应力混凝土箱梁施工工艺，依托科学的工艺保证箱梁的施工质量。

1 工程概况

某高速公路互通区匝道桥，桥跨6×26 m，桥梁下部为钻孔灌注桩基础、肋板式桥台、单排架桩柱式桥墩，墩台为双柱结构。桥梁采用单箱双室预应力混凝土箱梁，全宽15.5 m，梁高1.4 m，纵向设腹板束、底板束和顶板束。

2 现浇预应力混凝土连续箱梁施工要点

（1）横向铺设15 cm×15 cm方木、纵向铺设10 cm

×10 cm方木，间距分别为50 cm、10 cm，于方木上方铺设1.2 cm厚的防水竹胶板，形成满堂钢管脚手架支撑装置。模板间的结合部位缺乏严密性，以垫入海绵双面胶带的方法进行填充，避免因热胀冷缩而导致模板鼓起、混凝土施工期间漏浆的问题。

（2）预压加载物采用土袋，数量根据土袋规格和预压负荷计算确定。为判断预压引起的变形状况，在模板两侧每间隔1 m布设一处测点，在预压加载过程中进行观测。变形趋于收敛时，仍持续一段时间的变形观测，最终在箱梁具有稳定性后结束。上拱度是箱梁施工中的重点控制指标，根据支架的弹性及非弹性特性而定。

（3）浇筑所用的混凝土必须严格依据配合比拌制而成，均匀性、和易性各项性能均良好。混凝土随拌随用，通过吊车提升至指定点位后，缓慢浇筑，尽可能地减小浇筑产生的冲击力，否则波纹管或其他已设置到位的材料可能因外力作用而偏位、变形和受损。浇筑时做振捣处理，使混凝土内部密实和表面平整。

3 施工流程及具体方法

按图1所示的流程有序施工，最终建成现浇预应力混凝土连续箱梁。

3.1 场地处理

全面清理施工现场的杂物，保证场地的平整性，若局部有较大的起伏，根据起伏程度顺势设置为台阶型，用浆砌片石加固边缘部分，增强边缘的稳定性。若现浇箱梁施工现场存在淤泥或其他软土，采取分层开挖换填和碾压的处理方法，使换填部位的厚度、密实度各方面均达标。对处理后的场地做触探试验，若结果显示地基的承载力达标且无其他异常状况，可铺设石渣，由推土机推平、压路机压实，使铺设材料平整分布并密实稳定。

3.2 箱梁支架设置

（1）支架类型。根据结构稳定、搭建和拆除便捷的基本要求进行支架选型，在该工程中采用的是碗扣式多功能脚手架，为之增设剪刀撑，提升稳定性。

（2）承载力验算。承载力是评价支架稳定程度的重要指标，需考虑现浇预应力混凝土箱梁施工条件，预估施工荷载，验算支架在特定荷载作用下的承载性能，若达标则可行，否则优化支架设计方案。

（3）预留拱度。按如下公式计算：

F=f1+f2+f3 （1）

式中，f1——地基弹性变形；f2——支架弹性变形；f3——梁体挠度。

式中f2=σl/E计算，f3根据施工经验取20 m跨径为2 cm，30 m跨径为3 cm。

预拱度最大值设置在梁的跨中位置，并按y =4f拱x（l-x）/l2的曲线方程式进行分配（取左支点为坐标原点，跨长为l，主梁跨中矢高为f拱），算得各点处的预拱度值后（如表1～2），通过在支架上项托对底模标高进行调整。

（4）支撑架的设置。立杆横桥向、纵向步距分别为60 cm、90 cm，支撑架顶面设可调顶托。主楞采用[14a]槽钢，上方铺设48 mm×3 mm架管作次楞，顶板模板通过扣件式钢管支撑架维持稳定。从整体支撑架的受力条件来看，以隐形盖梁处箱梁为高2.5 m的实体部分受力最强，为保证支撑架整体的稳定性，按最不利荷载计算，思路如下：

梁体自重：G=2.5 m×26 kN/m3=65 kN/m2；

模板荷载：1 kN/m2；

施工荷载：2 kN/m2。

考虑安全系数后的承载力为40 kN，而基于前述数据进行计算后确定的单根立柱所受荷载为24.5 kN（0.6 m×

0.6 m×（65+1+2）kN/m2=24.5 kN）＜40 kN，因此支撑架受力合理。

对于支撑架的搭设，分阶段有序进行：于第一层立杆处搭设时，布置下托撑，用此装置调节基底以保证此部位的平整性；再以图纸要求为准，布设立杆，到达架顶部位后配置上托撑，最后将次楞和底模板布设到位。

3.3 箱梁支架的预压

预压的作用在于：①检验支架的安全性，保证支架可有效使用。②消除支架的非弹性变形以及确定弹性变形量。③消除地基的不均匀沉降，使经过支架预压后的地基具有稳定性，为后续施工打好基础。

支架预压时间安排在支架搭设完成后，预压加载物采用袋装砂，加载量取箱梁自重的105%。从支座处开始预压加载，逐步向中间推进。加载分级完成，依次为预压荷载的30%、45%、30%，即最终加载结束后的荷载为箱梁自重的105%。加载后稳压持荷，进行观测。预压加载作业结束后，按照与加载相反的顺序进行卸载，分别为加载预压荷载的30%、45%、30%。加载采用的袋装砂必须经过称量，保证每袋重量均合理，借助吊车将其吊装至支架顶，实现加载。

3.4 模板施工

模板材料采用清水模板，原因在于用此类模板施工后的箱梁表面具有平整性。施工人员严格按照图纸要求将模板准确布设到位，避免偏位、变形、板间拼缝漏浆等异常状况。由于清水模板的平面刚度较差，安装时增设加劲肋和拉杆，对模板做增强处理，以改善模板的使用状态。

3.5 预应力装置的设置

（1）波纹管的安装。施工人员将波纹管准确布设到位后，设定位钢筋，稳固波纹管，确保其在使用过程中始终保持稳定。在曲线段安装波纹管时，适当加密定位钢筋，提高安装精度，将波纹管的位置偏差控制在许可范围内。综合考虑混凝土浇筑和振捣施工条件，进行波纹管位置的合理优化，以免在混凝土浇捣期间受到影响。

（2）锚垫板的安装。垂直于预应力筋布设锚垫板，搭配螺旋钢筋，使锚垫板维持稳定。

（3）钢绞线的安装。钢绞线表面干净、形态完整，所有钢绞线均要做编号处理，按照顺序依次安装。钢绞线端头以锥形为宜，对其进行包裹，防护端头，使其在穿束时无散丝和受损等问题。穿束时，通过卷扬机进行牵引，根据穿束要求严格控制牵引力。钢绞线穿束应谨慎、细致地进行，确保钢绞线不出现形态异常和受损等问题，且必须在专员的指挥下穿束。穿束过程中加强检查，对于在此过程中出现的穿束受阻、钢绞线扭曲等异常现象，随即暂停施工，妥善处理。

3.6 箱梁混凝土施工

经过模板、钢筋等分项工程质量检验后，开始浇筑混凝土。按照“底板→腹板→横隔板→顶板”的顺序进行，保证各部分的混凝土均可有效浇筑到位。混凝土浇筑时做振捣处理，作业人员准确控制振捣点位，在合适的点位进行特定深度的振捣，提高混凝土内部密实度和表面平整度。振捣具有扰动性，振捣设备可能碰触模板、钢筋等材料，导致部分材料出现偏位、受损、变形等问题，因此施工人员必须严格控制振捣设备的作业范围，避免不良影响。

箱梁混凝土浇筑、振捣结束后开始养护。养护方式根据混凝土的成型状态、现场气候条件而定，经过养护后，使混凝土在良好的温湿度条件下有效成型，确保全程不出现裂缝或其他质量问题。混凝土的成型效果与温度、含水量有关，因此养护期间需加强对两项参数的检测与控制，适时做好保温和洒水作业。养护方法需要根据箱梁混凝土的实际养护状态灵活调整，竭力创设有利于混凝土成型的良好环境。在针对养护温度、湿度采取控制措施时，还需加强防护，例如避免磕碰。对于拆模时间，以混凝土的龄期和实测强度为准进行确定，保证拆模作业的顺利进行。拆模时，应避免混凝土黏附至模板上、磕碰受损等问题。

3.7 预应力张拉

在混凝土强度达到设计强度的90%后，通过后张法进行预应力张拉作业。张拉前，检查工作夹片、千斤顶、限位板等各类辅助装置，要求各自的布设位置准确，性能稳定可靠。从箱梁两端开始对称张拉预应力，尽可能保证两端张拉应力的一致性。箱梁预应力张拉分级进行，即荷载值的20%、40%、80%、100%，各级持荷时间均为5 min。为保证张拉的有效性，采取“双控”措施，以张拉应力为主要控制对象，利用钢绞线的伸长量检验，合理状态是张拉应力达标且钢绞线伸长量的偏差在6%以内。在“双控”的张拉质量控制方式下，若某项指标存在异常，均视为不合格，需要分析原因，妥善处理。

3.8 孔道压浆

在张拉完成后的48 h内安排孔道压浆。压浆前，检查锚具、预应力筋等，确保各自均无质量问题；进行试验，确定浆液的类型、配合比，为提升性能，在浆液拌制中掺入适量的微膨胀剂。浆液拌制完成后，随即投入使用。以真空智能压浆的方法从上部开始逐步向下压浆，全程连续进行，顺畅完成各部分的压浆作业。对曲线孔道做压浆施工时，从最低处压浆，逐步向高处推进，其间检查最高处出浆口的浆液排出状况，判断压浆效果。在一端用真空泵抽真空至低于?0.1 MPa，在此条件下从另一端压注浆液，经过一段时间的压浆后，排气孔开始排气和出浆，表明压浆具有饱满性。孔道压浆尽可能地连续进行，非必要不中断。正常状态下，出浆口的排出物应发生“空气→水→稀浆→浓浆”的变化，经过足量浆液的注入后，出浆口流出的浆液与压入浆液的稠度一致，表明孔道压浆效果良好，关闭出浆孔的阀门，仍压注一段时间，确保浆液严密填充至孔道内。孔道压浆过程中，浆液借助压力推送到位，因此压浆期间及时监测进浆压力具有必要性，待其达到0.5～0.7 MPa后，稳压3 min，若无异常现象，关闭进浆口的阀门。按前述提及的流程进行操作后，完成一处孔道的压浆作业，以此类推，进行各孔道的压浆。若施工期间的检查结果显示局部压浆不饱满或有其他问题，必须在有效处理后方可恢复正常压浆作业状态。

3.9 支架拆除

纵向钢束张拉结束、混凝土强度达标后，开始拆除支架。拆除作业采取先中跨、后边跨的顺序，在各跨的支架拆除活动中，均向两端支点对称拆除。现浇预应力混凝土箱梁的支架拆除遵循对称、均匀、缓慢、安全的原则，保证拆除的有效性。根据先搭后拆的要求，确定如下拆除流程：松顶托，解除部分结构间的约束，将底梁板、翼缘板底模与梁体分离，再拆除拉杆、支撑装置、横杆、立杆等其他的构件，最终完成支架的拆除作业。需注意，拆除过程中及时检查梁底的形态，禁止在梁底变形时进行拆除。支架拆除后，将产生的构件分类放置、修整、清理，以便重复利用。

4 结语

预应力混凝土连续箱梁施工工序可直接影响到整个高速公路工程的进度。在工程实践中，工程人员需要从現场施工条件出发，以工程质量要求为目标，确定合适的现浇预应力混凝土连续箱梁施工方案，做好支架搭设、模板支立、钢筋绑扎等基础工作，规范进行混凝土浇筑、张拉和孔道压浆，在保证箱梁施工质量良好后需谨慎拆模，最终建成优质的现浇预应力混凝土连续箱梁，保证我国高速公路事业的正常发展。

参考文献

[1]王有国， 李铃灿， 黄东， 等. 城市高架桥预应力混凝土现浇连续箱梁承载能力检算分析[J]. 智能建筑与智慧城市， 2022（12）： 10-12.

[2]龚勇. 市政公路桥梁预应力混凝土现浇连续箱梁施工工艺[J]. 工程机械与维修， 2022（5）： 167-169.

[3]赖钦亮. 现浇箱梁挂篮专项施工方案分析——以汕头市某预应力混凝土变截面单箱双室连续箱梁桥为例[J]. 住宅与房地产， 2022（13）： 212-214.