预应力箱型连续刚构桥的施工技术探讨

刘志峰

摘要 预应力箱型连续刚构桥的施工技术是影响桥梁质量及安全的重要因素。基于此，文章主要论述了预应力箱梁的施工方法、注意事项，包括混凝土浇筑、预应力筋下料、预应力管道安装、预应力筋穿束、预应力筋张拉和压浆等六个环节，分析了各个施工环节的技术要求和施工步骤，指出了可能出现的问题及解决办法，提出施工建议，旨在为预应力箱梁施工提供参考，帮助施工人员提高预应力箱梁的质量及安全性，保证预应力箱梁的使用性能。

关键词 公路桥梁工程；箱型连续刚构桥；挂篮悬浇技术

中图分类号 U448.23文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）11-0140-03

0 引言

预应力箱型连续刚构桥是一种常用的大跨度桥梁结构形式，具有结构简单、整体性好、抗震能力强等优点，适用于跨越江河、峡谷等地形。实践中应根据桥梁的跨径、断面、墩身等方面的实际情况，选择合理的挂篮形式、拼装方法、预压措施、移动方式及悬臂浇筑工艺，控制好各环节的施工误差和内力分布，保证桥梁的受力性能[1]。该文结合某大跨度预应力箱型连续刚构桥工程实践，全面分析挂篮形式选择、拼装、预压、移动及悬臂浇筑等施工技术，总结各环节施工控制要点，以期能有效地提升桥梁工程的建设质量。

1 工程概况

某预应力箱型连续刚构桥为跨河公路桥，总长146 m，桥面宽30 m，6个车道。桥梁跨径为（38+70+38）m，主梁为单箱单室箱型断面，墩身为双薄壁柔性墩。最大梁高4 m，位于中墩根部，最小梁高1.9 m。该桥采用平衡悬臂浇筑施工法，于2022年10月竣工通车，各项指标合格。

2 挂篮结构类型的选择

挂篮是悬臂灌注法施工的主要设备，根据构造形式、受力体系的区别，挂篮形式可分为桁架式挂篮、斜拉式挂篮、牵索式挂篮及复合式挂篮。选择挂篮形式主要考虑结构简单、自重轻、受力明确、变形小、安全、装拆方便等因素[2]。该工程采用的是复合式挂篮，其主受力桁架为菱形结构，具有较大的承载能力，重量较轻，工作系数一般小于0.5。同时，复合式挂篮适用桥型广、操作简便、可反复使用，能有效降低成本，具有良好的应用前景。

3 挂篮拼装、预压及移动的工序要点

3.1 拼装技术要点

挂篮拼装是指将挂篮的各部分组装成整体，吊装到梁体上。挂篮拼装的步骤如下：

（1）安装主构架体系。按梁体中心线放样走道位置，安置底座和走道梁，固定勾轮组和走道，拼装菱形架和平联，吊装到梁体上，锚定后锚杆。

（2）组装底篮。安装前后下横梁，锚固吊带，吊装底模纵梁。

（3）拼装模板。连接外导梁和外模，安装滑架，吊装到梁体上，安装操作平台，放置预埋件和预留孔。安装内导梁和内侧模并固定在顶板上，调整标高。

3.2 预压技术要点

掛篮预压是指浇筑混凝土前对挂篮及模板系统施加一定荷载，以消除非弹性变形，保证梁体的几何尺寸。挂篮预压的步骤如下：

（1）预压荷载采用1.3倍梁重，按照设计图纸布置好预压钢筋和千斤顶，将钢筋穿过千斤顶孔，用螺母固定。

（2）每加载一次，检查挂篮各部位的变形，记录数据，调整千斤顶的力度，直到达到预压荷载[3]。

（3）待系统稳定后，卸载预压荷载，检查挂篮各部位的残余变形，记录数据，调整模板的位置和高度，确保符合设计要求。

3.3 移动技术要点

（1）挂篮移动时，按照内侧模－外侧模－底模的顺序拆模。

（2）移动前检查走道梁和轨道的连接是否牢固，轨道是否平直，滑轮是否灵活，千斤顶和钢丝绳是否完好。

（3）主梁前移时先松开后锚杆的螺母，使后锚杆脱离后锚扁担梁，通过千斤顶牵引主桁架向前移动，用钢丝绳将后锚杆拉紧，防止主桁架倾覆。

（4）挂篮移至设计位置后重新锚定后锚杆，检查主桁架的水平度和垂直度，调整至合适位置后重新安装底篮、底模、外侧模、外导梁和内侧模，并进行预压试验[4]。

4 悬臂浇筑施工技术

4.1 钢筋加工制作

挂篮移动至设计位置，完成锚固后开始进行钢筋施工。钢筋施工的步骤如下：

（1）该桥梁工程悬臂段施工需要钢筋种类多，包括普通钢筋、预应力钢筋、预应力管道等，按照设计图纸和规范要求进行分类、编号、检验、存放，防止混淆。

（2）模板安装：①安装底模、外侧模，并调整模板位置，需完全达到符合设计要求。②绑扎底板和腹板钢筋时需重点注意在绑扎顶板钢筋前，先将内模安装在顶板上，并调整内模的标高和水平度，使其与前一节段的内模对接紧密。③组织钢筋工程的工序验收[5]。钢筋型号、几何尺寸、定位等质量指标都应达到技术规范的要求。④组织模板工程验收，应检查模板的稳固性、清洁度和密实度，防止漏浆。

（3）安装钢筋时需按照设计要求进行绑扎、焊接、穿管等操作，合理控制钢筋间距、保护层厚度、弯曲角度等。安装预应力管道时，需保持管道的直线度、平滑度、清洁度等，用螺栓或焊接方式将管道固定在支架上。安装预埋件时确保位置、方向、尺寸精准，用木楔或胶泥固定。

（4）钢筋施工时需防止钢筋出现机械损伤、锈蚀和污染，及时清理施工现场杂物。浇筑混凝土前，需验收钢筋，做好记录。

4.2 混凝土浇筑施工

（1）悬臂浇筑梁段混凝土分次浇筑，先底板后腹板和顶板，每层厚度不超过60 cm，每层终凝前浇筑，保证新老混凝土结合。

（2）浇筑前检查混凝土原材料、拌和、运输、捣固和供电设备，复核模板、钢筋、预应力管道、预埋件、预留孔洞等，清除杂物，涂脱模剂。

（3）泵送混凝土输送到现场，挂篮内软管卸入模板，按设计顺序入模，避免空隙。插入式振捣器和片式振捣器结合振捣，垂直等距插入前一层5～11 cm，插入距离不超60 cm。振捣时间视混凝土坍落度而定，表面出现灰浆时停止。缓慢拔出振捣器，不留孔隙，避免碰到钢筋和管道。

（4）控制输送泵压力、流量，防止堵塞或爆裂。输送泵压力偏差过大会导致混凝土在管道内发生堵塞爆裂。因此，需根据混凝土的配合比、黏度、温度、输送距离等因素，合理调节输送泵的压力和流量，保持混凝土的均匀输送。及时清洗输送泵和管道，防止结块。浇筑混凝土时，如因为天气、设备、材料等原因导致中断时间超过2 h，需在中断处设置施工缝，以防止混凝土产生收缩裂缝[6]。

（5）悬臂各节段一次性浇筑成型。浇筑后张拉预应力钢绞线并压浆。合龙段施工时进行体系转换，施加反向推力。

4.3 预应力工程施工

4.3.1 预应力筋下料

（1）预应力切割时需按设计要求确定切割长度，留有足够余量，避免因误差而造成浪费或缺陷。

（2）竖向预应力筋按照梁体的高度和张拉顺序进行分段切割，每段长度不得超过6 m，切割后应用防锈油涂抹切口，防止锈蚀。

（3）保持各预应力钢束的均匀分布，且相互平行，不得相互交叉或缠绕，切割后应及时编号标记，便于安装。

4.3.2 预应力管道安装

（1）按照设计位置准确定位安装，保证管道的直线度、曲率半径、张拉长度符合要求，不得有扭曲、变形或损伤。

（2）波纹管安装前清除内外表面的油污、锈迹和杂物，检查波纹管的质量，不得使用有裂纹、破损或变形的波纹管。

（3）将波纹管准确穿入预留孔中，与钢筋、模板等保持一定间距，防止混凝土渗漏或振捣不实。波纹管的两端需留有足够的长度，便于张拉和压浆。

（4）针对直径较大竖向预应力筋采用分段穿管法，即将波纹管分为若干段，在每段波纹管的一端设有套筒，将预应力筋从套筒中穿过，再将相邻两段波纹管的套筒连接起来，形成连续管道[7]。

（5）波纹管接头位置尽量避开混凝土应力集中区域，如梁端、支座等。接头处用金属箍紧固，涂抹密封胶或沥青油漆，防止水分进入。

（6）以0.5 m间距用铁丝或塑料绑扎将波纹管与钢筋牢固绑扎在一起，保持波纹管的位置稳定。对于弯曲部分或悬臂部分需适当增加绑扎密度或采用支撑架固定波纹管。

（7）混凝土浇筑完成且达到一定强度后，要及时吹扫波纹管，清除管道内的水分、灰尘和杂物，保证管道的通畅密实。如发现波纹管有破损或渗漏现象，需及时修补或更换。

4.3.3 预应力筋穿注意事项

（1）拆模后及时清理模板内的混凝土残渣，防止影响预应力筋的穿入。

（2）穿束前检查预应力筋的质量和规格，不得使用有锈蚀、划伤或弯曲的预应力筋，同时涂抹润滑剂或防锈油，减少摩擦阻力。

（3）利用卷扬机+人工的方式，将预应力筋从波纹管的一端缓慢送入，不得用力拉拽或扭转。穿束过程中，随时观察波纹管的变化，如发现波纹管有挤压、移位或破损现象，需及时停止穿束，并采取相应的处理措施[8]。

（4）严控预应力束外露长度，不得超过规定长度。外露部分用塑料布或其他材料包裹保护，防止锈蚀或受潮。

4.3.4 预应力筋张拉注意事项

（1）当预应力箱梁混凝土强度达到设计要求的75%以上时可进行预应力筋张拉。张拉前检查张拉设备、仪器、工具等是否完好，张拉油压是否稳定，张拉端头是否牢固。

（2）张拉的具体步骤：按照设计顺序分组，将张拉机、测力计、位移计等安装在预应力筋的两端，调整好张拉长度和初始油壓。根据设计规定的张拉力或伸长量进行分级张拉，每级张拉后需保持一定的时间，直到预应力筋的松弛量稳定。最后进行终张拉，确保预应力筋达到设计的张拉力或伸长量，记录相关数据。

（3）纵向预应力筋张拉时按照从中间向两端或从两端向中间的顺序进行，避免产生不均匀的内力。纵向预应力筋的张拉力应根据箱梁的受力特点和结构形式而定，一般为箱梁自重的1.2～1.5倍。

（4）竖向预应力筋张拉时按照从下向上或从上向下的顺序进行，保证箱梁的整体稳定性。竖向预应力筋的张拉力应根据箱梁的高度和截面尺寸而定，一般为箱梁自重的0.8～1.2倍。

（5）预应力筋张拉完成后及时对预应力筋进行压浆处理，防止锈蚀或松动。压浆前清洗管道内的空气和杂物，检查管道是否密实。压浆时采用低压高流量的方法，从低处向高处进行，保证浆液充满管道并排出空气。压浆后封闭管道口，做好标记。

4.3.5 压浆工序注意事项

（1）压浆目的是保护预应力筋不受锈蚀，提高预应力筋和混凝土的黏结性能，补偿预应力筋的松弛损失，增加箱梁的抗裂能力。压浆前检查浆液的质量及配比，浆液需具有良好的流动性、稳定性和抗渗性，同时检查压浆设备、管道和阀门是否完好，防止漏浆或堵浆[9]。

（2）压浆时按照从低到高、从近到远的顺序进行，保证浆液充满管道并排出空气。压浆过程中要随时观察压力表和流量表的变化，控制好压浆速度及压力。如发现压力异常或流量减少，及时停止压浆，查找原因。

（3）压浆后封闭管道口，做好标记，及时清洗压浆设备、管道、阀门等，防止浆液结块或硬化。对于未及时清洗的设备或管道，及时更换或修理。

5 结论

综上所述，预应力箱梁施工是一项技术要求较高的工程，需严格按照设计要求进行，控制好各个环节的施工质量和施工安全。预应力箱梁施工的目的是提高箱梁的承载能力和耐久性，减少箱梁的自重和变形，降低箱梁的施工成本与后期维护费用，因此，重视预应力箱梁施工技术的要求，对于提高桥梁的使用寿命具有重要意义。

参考文献

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