预应力盖梁施工技术

张 敖

广州市市政集团有限公司 广东 广州 510630

1 工程概况及盖梁工程数量

1.1 工程概况

本项目为广东省某公路桥梁工程TJ1标，合同段内主要以桥梁施工为主，兼有部分路基、改路、改渠等工程。主要工程规模： 3座主线桥，长3905.9m；互通式立体交叉2处，盖梁均为预应力钢筋混凝土结构，混凝土采用C50混凝土，墩柱顶面在拆除墩柱模板时均已凿毛处理。

1.2 盖梁工程数量

本标段环洲南路高架桥盖梁共计80片，其中，双柱式方形墩盖梁42片，三柱式方形墩盖梁4片，双柱式圆形墩盖梁31片，三柱式圆形墩盖梁3片。盖梁高度约7～10m。

图1 盖梁典型盖梁图

结合现场实际情况，盖梁钢筋骨架采用在第一钢筋场内加工成型，骨架钢筋用运输车运到现场，然后用35T汽车吊吊装到盖梁底模上面进行焊接，模板采用定型钢模板，进场后首先进行打磨、试拼，经监理工程师验收合格才能使用。

2 总体施工方法及工艺流程

本项目盖梁工程采用外加工整体式钢模板。盖梁钢筋骨架及零构件要在钢筋场加工，用运输车运到盖梁施工现场，配置35t汽车吊吊装，钢筋在底模上绑扎安装，然后进行模板安装，最后再进行混凝土浇筑。待混凝土达到2.5MPa时方才能进行侧端模板拆除，然后进行养护，待砼强度达到不小于设计值的85%时进行第一次预应力钢束的张拉，压浆、封锚。完成第一次张力、压浆、封锚后拆除底模及支架，钢棒抽出后，在预留孔内灌注水泥浆，预留孔表面水泥浆掺入一定的白水泥，使预留孔颜色与墩柱一致，待压浆混凝土强度达到100%后开始架设小箱梁，然后进行第二次预应力钢束的张拉、压浆、封锚。混凝土采用混凝土泵车或料斗吊送方式浇筑。

盖梁施工流程如下：

钢管柱安装—砂箱安装—贝雷片吊装—工字钢及作业平台安装—底模铺装—堆载预压及卸载—钢筋骨架、零构件及预应力管道锚具绑扎、安装—侧模、端模、挡块模板安装及验收—垫石钢筋预埋及接地预埋件预埋—砼浇筑—拆模养生—第一次预应力张拉、压浆、封锚—梁板架设—第二次预应力张拉、压浆、封锚[1]。

3 支架搭设

3.1 钢棒安装

图2 钢管柱布置侧面图

(1)在每个墩柱四周搭设钢管脚手架。前后每边脚手架为双排脚手架，立杆采用单立管。搭设尺寸为：立杆的纵距1.2m，立杆的横距0.6m，立杆的步距1m，立杆的高度为钢棒位置，四周每4.8m高度布置一道剪刀撑，采用的钢管脚手架类型 48×3.5。脚手架只承受施工人员及跳板荷载，要求同时施工人数不得大于两人。脚手架底座必须要坚实，土基必须要夯实，在土基上浇筑10cm厚C15砼，或铺设垫板，垫板厚度不小于10cm，且跨度不小于两跨。

(2)在每个钢管柱上各放置砂箱装置一个，砂箱紧贴墩柱放置，砂筒壁厚1.2cm，砂箱上盖及下垫2cm厚钢板。然后进行贝雷片吊装，贝雷片放在砂箱上面，两排贝雷片之间采用特制的加长钢销连接，两侧之间采用对拉螺栓及槽钢连接固定。

(3)砂筒加工完成后需采用万能压力机进行超载20%试压，使用前桶箱内的砂需按10kN荷载加压，避免不均匀沉降。所用砂子应用干净中粗砂，以防砂体板结给放砂带来困难。

3.2 钢管柱安装

钢管柱支墩做成采用双钢管立柱，顺桥向间距为2.6m，钢管（Φ500×8mm）间用“槽钢平撑”或槽钢平撑加槽钢剪刀撑进行焊接，顶底焊接10～12mm厚带螺栓孔的法兰（400×400mm），形成可栓接的两脚“板凳”或支墩杆件。在支墩位竖向逐节接长，上下节间对齐，立即用螺栓联接后吊车方可松钩。

支墩节段在施吊前应检查各处的焊接情况，如有焊缝开裂等异常情况时应通知技术部门查明原因，进行补强或更换材料。

首节吊安前应计算和复核好支墩高度和选配管节，使之和地面标高、盖梁设计高程相匹配，避免返工。首节管节安施时应控制其竖直度，在两个互相垂直的方向用吊线坠的方法观察，也可用测量仪器精准控制。钢管底部插入混凝土基础，混凝土基础横桥向宽度为0.6m，顺桥向长度为3.2m，厚度为0.4m。

3.3 贝雷片安装

(1)贝雷片由专业人员安装，长度长出盖梁两端各1m以上，做预应力张拉施工平台。

(2)贝雷片（标准贝雷片规格：300cm×150cm）与调坡钢桁架之间用卡扣联接固定，绑扎间距为高度20cm以上为0.5m，高度20cm以下为1m。贝雷片之间采用销连接，两侧贝雷架分别在悬臂端与跨中位置用自制10号槽钢十字框架锁定。两侧贝雷架上设自制Ø20螺杆在墩柱两侧对拉锁紧。

(3)盖梁宽2m，工作平台一侧1m，工作平台上面满铺钢板，四周设置安全防护网要求符合《建筑施工高处作业安全技术规范》，工字钢及钢板铺设完成逐次检查固定。在平台明显位置设置允许负载值及限定允许的作业人数，物料应及时转运，不得超重、超高堆放，操作平台使用中应每月不少于1次定期检查，应由专人进行日常维护工作，及时消除安全隐患。

(4)在支点处设加强腹杆，在每片贝雷梁支点位置焊接10号槽钢作为竖杆，即在钢棒的正上方位置，对两片贝雷梁各设两条竖向腹杆（[10#槽钢，高度约140cm，上下端顶住贝雷梁的上下弦杆），增强贝雷梁在支点处的抗剪能力。

(5)贝雷片的吊装采用2台35t吊机双机抬吊，最重的两片贝雷梁总重为8.4t，吊机工作半径取8m，起重臂长度取22m，查《吊车吨位参数表》，得允许起重量为8.44t，贝雷梁重量8.4＜8.44×2×0.8=13.5t，满足要求。

3.4 调坡钢桁架安装

对于高度在20cm以下的调坡范围，采用φ28螺纹钢筋加工楔形钢桁架来调坡，对于高度在20cm以上的调坡范围，采用10号槽钢加工楔形钢桁架来调坡，钢桁架按照10#盖梁设计横坡2%的坡度加工，加工长度为6m一节。

调坡钢桁架与贝雷梁之间用卡扣联接固定，绑扎间距为高度30cm以上为0.5m，高度30cm以下为1m。

3.5 横梁安装

调坡钢桁架安装后上面再铺14工字钢作横梁，工字钢长4m，盖梁底部位置间距50cm，走道板位置间距100cm，具体规定详见附图。

3.6 施工平台安装

工字钢伸出盖梁侧模两侧的工字钢顶面铺设钢板，同时在其外缘安装防护栏杆，用作盖梁的施工平台，施工平台与安全爬梯连接，施工平台采用装配式栏杆行护，装配式围栏高度为1.2m，上下横杆间距为0.6m，立竿间距不得大于2m，围栏根部设置高度不低于0.18m的挡脚板，围栏立柱安装完成后安装绿色安全防护网，安全防护网满布整个围栏范围，并用细铁丝绑扎。

4 底模铺装和支架预压

盖梁底模采用定型钢模板，钢板厚6mm，外侧横肋采用10#槽钢、间距30cm，纵肋采用10#槽钢焊接间距40cm。底模安装好后，进行柱顶凿毛，清理模板，刷脱模剂，经监理验收后，安装钢筋。安装底模板前要考虑预拱度，以消除支架沉降及支架拆除后梁体在自重荷载下产生的饶度。

预拱度计算公式：f=△1+△2

式中：△1—支架变形量； △2—梁体砼及其他荷载重量产生的饶度。

跨中与悬臂端的预拱度根据预压结果数据和计算得出的挠度综合考虑，而墩柱位置的预拱度按0mm考虑，其他点按二次抛物线公式计算、设置。

支架搭设完成后，对支架进行预压取得支架变形数据，为后续支架提供预拱数值，预压重量为1.10倍盖梁砼量加施工荷载的重量，通过连续测量，支架稳定后卸载。

堆载重量=1.1*（砼自重+施工荷载）=1.1*（427.96t+35.3t）=509.59t

试验采用全荷载，模拟实际荷载分布情况，加载使用袋装中砂,每袋堆积密度取1.5t/m3，故共使用袋装中砂340袋。预压加载分三级：根据规范，加载分级进行且不应少于3级。拟定按荷载量的60%、80%、100%，共加载3次。加载宽度为盖梁底板宽，每次加载以堆码高度进行控制。具体加载过程：第一次加载重量为总荷载60%，观测贝雷梁及钢棒挠度；第二次加载重量为总荷载80%，观测贝雷梁及钢棒挠度；第三次加载重量为总荷载100%，观测贝雷梁及钢棒挠度[2]。

支架预压满足验收条件后，即可卸载。人工配合吊车吊运砂袋均匀卸载，卸除顺序从两端向中间，对称、均衡、同步卸载。

5 钢筋制作安装和预应力材料安装及侧模、端模、挡块模板安装

5.1 钢筋制作安装

5.1.1 原材管理

进场后的钢筋原材使用前，工地试验室按规范要求抽检、送检，合格后经监理工程同意才开始使用。钢筋原材进场后，根据钢筋厂家、规格、长度等指标分别存放在钢筋加工车间的原材存放区内。钢筋原材采用定型的U型型钢支架存放，根据钢筋长度分别设置4～5道存放支架。钢筋进场后及时报请监理按规定比例抽检，合格后投入使用。每种型号钢筋料堆前，设置物资状态标识牌，标明钢筋验收状态。

5.1.2 钢筋半成品加工

钢筋在加工场内统一制作成半成品，将半成品运至现场盖梁一侧，适量吊装至操作平台上，直接在底模板上进行钢筋骨架片的绑扎。钢筋间距、保护层用模具定位。钢筋保护层垫块采用与主体结构混凝土强度同标号或高标号的水泥砂浆垫块，间距按图纸要求布置。钢筋骨架采用双面焊，其焊缝长度不小于5d，每批钢筋焊接前都要进行试焊，试焊质量经检验合格后方可进行施焊。

5.2 预应力材料安装

盖梁钢筋骨架准确就位后安装波纹管、钢绞线、端头螺旋筋、锚垫板；波纹管根据设计钢束坐标定位，直线部分间距0.5m，曲线部分间距0.4m，波纹管接头外套直径大5mm的波纹管，长度30cm，缝隙用胶带布缠紧。过长的钢绞线安装困难时，采用钢绞线穿孔器辅助穿孔。波纹管定位筋焊接时，焊接附近的波纹管要覆盖，以防损伤波纹管，造成穿孔。

钢绞线在钢筋加工场内下料，对整束钢绞线和束中单根钢绞线进行编号，每根钢绞两端编号相同，并与锚具各孔编号对应。下料完成后，用梳束板编束，逐根理顺，并绑扎成束，绑扎间距控制在1.5m内，防止力筋相互缠绕。

采用整束穿束工艺，穿束过程中可前后拖动，但不得扭转。穿束完成后，应检查钢绞线和锚具锚孔编号是否一致，防止钢绞线穿错锚孔。最后钢筋骨架四周安装保护垫块，以上工作均完成自检合格报监理工程师验收，合格后方能进行侧模和端模的安装。

5.3 侧模、端模、挡块模板安装

1.侧模采用矩形状钢模板，标准块长度3m，高度2.8m，模板结缝贴双面胶带，保证结缝密实。

2.钢筋、预应力材料安装好后，经监理验收后安装盖梁侧模，盖梁侧模、端模、和挡块模板均采用定型钢模制作，厚度5mm，标准块长度3m，上下设对拉杆，拉杆间距1m，侧模外侧设钢管斜撑，上口设葫芦拉紧，间距5m左右，在所有模板接缝处均设置聚乙烯塑料止浆垫。侧模安装后，外面用拉杆固定。拉杆用φ20mm圆钢，上下设两道，在盖梁砼处不穿拉杆。预埋垫石钢筋，然后调整加固、支撑，检查垂直度，经监理工程师验收合格后进行下道工序。

3.垫石钢筋安装：盖梁侧模安装好后，测量复核后盖梁四角点坐标无误后，定出垫石钢筋安装位置，安装垫石钢筋。

4.防雷接地预埋件安装：盖梁安装垫石钢筋后，通过测量确定盖梁防雷接地预埋件位置，安装防雷接地预埋件，具体见附件图纸。

6 砼浇筑及拆模

浇筑顺序为从墩柱顶向跨中方向对称浇筑，先补平墩顶盖梁部分，再按照水平方向分层浇筑，当盖梁有纵坡时，浇注应从低处向高处分层浇注。如悬臂端过大时，应特别注意支架悬壁端过载发生顷覆。

当盖梁混凝土抗压强度达到2.5MPa时(一般12～24小时)，可拆除侧模板，此时尚不能拆除底模。拆模后养护：砼终凝后开始养护，养护采用表体覆盖土工布、顶面安放滴水桶方式，养护时间不少于7天，养护期间使砼表面始终处于湿润状态。拆模时，注意保护盖梁表面及棱角。模板拆除要轻撬慢卸，以防损坏构件边角。模板用吊车分片卸下，吊入平整的场地或有楞木搁置的场地上，清除粘在模板上的混凝土，涂刷脱模剂备用。

盖梁砼强度不小于设计值85%时可以进行钢绞线进行穿束，预应力张拉、压浆、封锚工作，底模拆除，必须等到盖梁砼达到90%的设计强度后才能进行。拆底模时，将砂箱里面砂子放出，砂箱上座自由下落，轻敲底模，则模板自然落下，用吊车把底模吊放在平整的地面上，进行清理、刷油等保养工作。