高速公路预应力混凝土现浇连续箱梁施工技术

杨建华

摘要：在介绍预应力混凝土现浇连续箱梁工程概况的地基上，分析施工流程和施工准备工作，详细阐述了该工程从满堂支架搭设到全部完工的施工技术，然后简述施工保障措施，可供从事公路桥梁工程施工的技术人员参考。

关键词：预应力；现浇混凝土；连续箱梁；施工技术

1   工程概况

某高速公路修建在山地边缘，地层物理力学性质较好。该公路某合同段含有1座双向4车道预应力混凝土现浇连续箱梁立交桥，该桥设有5跨，跨径均为26m。桥面为分体式，总宽2×12.25m，每条车道宽3.75m。箱梁高度为1.6m，箱梁顶板与底板平行，断面均采用单箱双室斜腹板式梯形箱梁结构。

2   施工流程

施工流程如下：处理支架地基→搭设满堂支架→安装底模→支架静载预压→设置支架预拱度→安装侧模→绑扎底板、腹板钢筋→安装预应力波纹管→浇筑底板和腹板混凝土→底板和腹板混凝土养护→安装内模、内支架和顶模→绑扎顶板钢筋→浇筑顶板混凝土并养护→将预应力钢丝束穿入波纹管就位→预应力张拉→波纹管内压浆和封锚→拆除支架。

3   施工准备

3.1   地基处理

支架地基高于桥区周边地面，采用厚度为50cm、石灰用量为5%的灰土，搅拌均匀后进行摊铺、压实处理，经过压实处理且压实度≥90%后，在灰土表层铺设厚度为5cm的C20素混凝土进行硬化，待素混凝土达到规定强度后搭设满堂支架。在地基两侧修筑排水边坡。

3.2   测量放线

测量人员根据墩柱、永久性支座的平面、立面位置，使用全站仪测量出箱梁支架地基上的竖向投影线，同时使用白灰撒上标志线。施工人员根据该标志线确定箱梁的中心线并做好标记，根据该中心线向两侧搭设碗扣支架。

3.3   材料和场地

组织好原材料的进场、验收工作，原材料应具备出厂检验报告及合格证，其存放场地应干燥、通风、防锈并搭设好防雨设施。钢筋加工场用电设备应符合安全技术要求。按施工进度要求进行商品混凝土生产，确保混凝土配合比和质量符合设计要求。

3.4   机械设备

该混凝土连续箱梁施工所需主要机械设备包括：混凝土搅拌运输车、汽车式起重机、挖掘机、空气压缩机、钢筋切断机、钢筋弯曲机、钢筋调直机、电焊机、气焊机、全站仪、水准仪、混凝土振捣器、真空压浆机、真空泵、液压油泵、液压千斤顶等。准备好相配套的操作人员，并按照施工流程和实际需求提前做好准备。

4   施工技术要点

4.1   支架搭设

搭设满堂支架之前要测出地基标高、计算出箱梁底面标高，然后配置不同高度的立杆，保证顶托的可調高度在30cm范围之内。支架布置结构如下：立杆纵向间距为90cm，横向立杆间距分为2部分：在腹板范围内为60cm，在底板及翼缘板范围为90cm。在端跨倒角处纵、横加密到30cm。为确保支架整体的稳定性，每3排横向立杆和每3排纵向立杆各设置1道剪刀撑。

支架搭设好后，在墩身或垫石支座上测量并放出高程控制点，调节顶部丝杠至设计高程。铺设箱梁底模之前，在支架可调顶托上铺设纵向和横向15cm×15cm的方木，方木中心间距为30cm，即净间距为20cm，铺设时应考虑箱梁底模的平整度和整体性。

4.2   支架预压和预拱度调整

为了消除支架模板的非弹性变形和支架地基沉降，验证支架的安全性能和预拱度数值的准确性，在底模安装完毕后，须采用袋装河沙或砂石等材料进行支架预压，预压载荷为箱梁自身质量及所有施工载荷的总和。

为掌握支架沉降情况，须在支架加载预压前布设测控点。测控点在箱梁横断面布设的位置为2个支点、2个1/4跨、2个跨中，每个断面的左、中、右各布设1个测控点。在完成测控点布设后和预压前，对所有测控点进行1次标高观测并做好记录。

支架预压周期一般为7～14d。加载50%和100%后，均要复测各测控点的标高并做好记录。加载100%荷载后，前2d每隔12h观测1次，以后每隔24h观测1次，并对观测结果进行记录和计算。如果测量数据不再变化，表明支架及其地基已经沉降到位，否则还须继续进行预压，直到支架及其地基沉降值不再变化方可卸压。支架预压完成后，要根据预压结果计算出预拱度设置值，通过可调顶托调整支架标高、设置预拱度。跨中向上按二次抛物线设置2.5cm的预拱度。

4.3   支座安装

完成预拱度设置后，进行永久性支座安装。支座安装之前，先将墩柱、桥台支座位置的混凝土表面清理干净，使用水泥砂浆找平。将支座的中心线标示在垫石上，以保证支座位置准确；将支座安装处的四角高差控制在2mm以内，以保证支座承压均衡。检查支座产品质量、进行清理并保持整洁。支座下板与地脚螺栓连接后浇筑混凝土固定，支座上板与桥台的连接预留了地脚螺栓孔，孔中浇筑环氧树脂砂浆后插入地脚螺栓并带好螺母，待砂浆凝固后拧紧该螺母。

4.4   模板安装

在永久性支座安装后、铺设箱梁模板之前，测量人员要测出底模标高，根据观测的支架及其地基的沉降情况，计算出各点的预留沉降量，并与设计要求的各跨预拱度进行叠加。根据叠加后的数值，通过顶托调整底模标高，使其达到跨中向上预留2.5cm的预拱度，然后转入底模铺设阶段。

箱梁底模采用桥梁专用厚度为15mm的光面竹胶板。竹胶板的接头铺设在方木上，若接头不在方木上，应适当调整方木位置。采用密封条封堵竹胶板之间的缝隙，以保证浇筑混凝土时不漏浆。

安装外侧模板之前，由测量人员测出桥面顶部标高和轴线。使用红色油漆将桥面顶部标高对称标示在两侧的支架钢管上，将轴线标示在底模上。严格按照模板排序图进行吊装，并根据标高、轴线调整模板位置。模板侧面使用斜撑加固，以防止外侧模发生位移。斜撑的间距为0.6m。侧模板安装后，根据轴线、标高对底模、外侧模板进行复核验收。底模、外侧模板施工完成并验收合格后，即可转入底板和腹板的钢筋绑扎阶段。

箱梁内模可采用自制木模，为便于将内模从箱体内取出和检查箱体内的混凝土浇筑质量，在箱梁1/4跨顶板上设置1.0m×1.0m的工作洞。待内模取出后，采用吊模方法，使用与箱梁同标号微膨胀混凝土浇注工作洞予以封闭。吊模与工作洞的接缝必须密合，否则采用宽带胶布粘贴，以防漏浆。

4.5   钢筋绑扎

按照钢筋加工图纸将钢筋在加工场制作成单件，拉运到施工现场绑扎成型。钢筋绑扎按照底板→腹板→横隔梁→顶板的顺序进行。底板、腹板、横隔梁钢筋绑扎完成后，安装内侧模板。上述钢筋绑扎完工并检测合格后，进行箱梁第1次混凝土浇筑和养护。养护达到强度后，安装顶板内模、绑扎顶板钢筋，检测合格后进行箱梁第2次混凝土浇筑和养护。

绑扎钢筋时，钢筋的交叉点、转角处要使用铁丝绑扎牢固。各条主筋的接头位置应交错布置，不可在同一截面上。箍筋接头在箱梁中部应沿着纵向交叉布置。由于竹胶板表面容易划伤，在绑扎底板钢筋时，应使用方木垫高钢筋。

钢筋绑扎成型后，安装箱梁的泄水孔和透气孔模板。孔洞模板采用设计规定直径的聚乙烯塑料管，并按照设计位置定位和安装牢固。在绑扎顶板钢筋时，将桥面伸缩缝、栏杆等的预埋钢筋、预埋钢板按照设计位置布设，并使其与钢筋骨架连接牢固。

4.6   安装预应力张拉料具

4.6.1   安装波纹管和锚垫板

预应力管道为金属波纹管，在制作安装过程中注意不能使其变形、开裂，保持完好截面尺寸。波纹管之间的接口要连接牢固，并使用胶布缠绕严防漏浆。要按设计图纸所示位置布设波纹管，并用定位筋予以固定以防止浮动。波纹管弧线部位每隔0.5m设置1组定位筋，直线部位每隔1.0m设置1组定位筋。波纹管定位后必须平顺、无折弯并在其端部设置通气孔。波纹管锚固端的预埋板应与波纹管中心线垂直。

底板和腹板处有大量预埋波纹管。为了防止波纹管损坏，所有焊接施工在波纹管就位前进行。当钢筋与波纹管的位置发生矛盾时，适当移动钢筋位置，准确安装定位钢筋，确保波纹管的位置准确。在浇筑混凝土之前，要对波纹管的安装质量进行检查，发现问题立即纠正。

波纹管在施工现场安装和就位过程中，应多人抬运、严禁拉拽，严禁在波纹管上堆放物品或者踩踏，安装时须避免反复弯曲并避开电气焊作业区。安装锚垫板之前，要核实其规格尺寸是否正确，锚垫板中心与波纹管孔道中心对正并在模板上安装牢固，灌浆管、压浆管的安装位置和尺寸必须正确。

4.6.2   预应力钢丝束就位

预应力钢丝束由同一批号、同一强度的钢丝编制而成，钢丝束进入施工现场后，必须检查其出场合格证和外观质量，经检查合格后方可投入使用。

在向波纹管孔道中穿入钢丝束之前，应检查锚垫板与孔道的位置是否正确、灌浆孔和排气孔是否合格，并将孔道口部位清理干净。钢丝束伸出锚垫板的长度必须与液压千斤顶相匹配、有余量，防止无法进行张拉。

4.7   混凝土浇筑和养护

箱梁混凝土采用C50商品混凝土，需进行2次浇筑，即第1次浇筑底板和腹板混凝土、第2次浇筑顶板混凝土。第1次浇筑前，须在侧模頂部设置通长的限位木条，以便混凝土浇筑到侧模顶部的翼缘板根部圆弧顶端时，混凝土的高度保持一致。箱梁混凝土的浇筑顺序如下：先浇筑底板，待底板混凝土达到初凝状态后，浇筑腹板混凝土。腹板混凝土采取分层浇筑方法，每层厚度不大于30cm，两侧腹板交替浇筑，确保两侧浇筑高度保持一致。振捣第2层混凝土时，应插入第1层5～10cm，使两层混凝土融合成一体。以此类推进行其他层次混凝土振捣，以便控制好混凝土的坍落度及和易性。

一般采用40型或50型插入式振捣器进行振捣。在波纹管或钢筋密集、空隙小的部位，使用30型插入式振捣器进行振捣。要严格按照振捣棒的作用范围进行振捣，严防漏振捣、欠振捣和过度振捣。振捣时不可在钢筋上平拖，不可碰撞波纹管、模板、钢筋、预埋件、辅助设施。

4.8   预应力张拉和压浆

预应力张拉所用锚具、夹具、连接器用量较多，进场后要仔细检查其出厂检验报告上的技术数据是否符合张拉技术要求。检查产品合格证、装箱清单，阅读产品使用说明书，对产品外观质量进行查验，监理工程师批准后予以使用。

预应力张拉专用的液压千斤顶。张拉过程中持久保持钢丝束张力。电动液压油泵、液压千斤顶、液油压表必须经过校验，合格后方可使用。张拉时的箱梁混凝土必须达到100%设计强度，采用单向或双向对称同步张拉施工工艺。对液压表读数和钢丝束延伸尺寸进行比较，即对张拉压力和钢丝束伸长值实行双向控制，以液压表读数为主、伸长值为辅。钢丝束的实际伸长值与计算伸长值之差，应控制在±6%以内。

压浆之前，先将波纹管里压满水，检查波纹管是否通畅并润湿波纹管孔道。采用C50水泥制作纯水泥浆进行压浆，且使用前必须对水泥进行过筛，过筛时掺入一定量的膨胀剂，以使水泥浆达到无收缩膨胀。

4.9   拆除模板和支架

在箱梁混凝土达到设计强度，且混凝土表面不会因拆模受到损坏之后，方可拆除模板。在全部钢丝束均完成张拉施工后，严格按照图纸规定的程序拆除全部支架。在拆除支架前，要对脚手架进行全面检查，设置拆除区域，进行警示标识，禁止人员进入。

模板拆除须自上而下逐层拆除、从跨中向箱梁两端对称拆除。采用顶梁脱离底模的方法，分段拆除底模。当顶梁和顶托脱离底模足够距离之后，既可将底模拆除。对拆下的模板严禁抛掷，要分类码放，以便运输和存放。

5   施工保障措施

为了实现该预应力混凝土现浇连续箱梁工程施工的质量、安全目标，需做到以下3点：一是建立安全、质量保证体系，制定安全、质量的方针和目标，分层负责落实到人。二是建立设计图纸、技术文件分级会审制度，建立施工方案、质量标准、安全措施等方面的交底制度，明确责任人。三是做好施工全过程、全要素在质量、安全等方面的检查、检验、记录、分析、改进工作，确保工程施工全方位处于受控状态。

6   结束语

高速公路桥梁工程对施工质量要求高，必须按照设计要求抓好每个关键环节，落实每项技术措施。桥梁工程的安全风险很高，必须做好全过程安全管理工作，方可圆满完成施工任务，实现良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 杜记年，单星，杨玲.预应力桥梁现浇连续梁的施工工艺[J].江西建材，2014（24）：193-196.

[2] 常红星，尚诚立，朱向阳.现浇预应力混凝土连续箱梁施工工艺[J].河南科学，2013（7）：1031-1035.

[3] 刘祥榆，许高.桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术探讨[J].公路交通科技（应用技术版），2017，13（7）：303-305.