曲线连续箱梁预应力施工技术浅谈

浅谈整体现浇预应力曲线连续箱梁施工技术 摘 要 介绍了贵阳市绕城高速西南环金华枢纽互通式立交现浇预应力曲线连续箱梁施工中的主要施工工序，提出预应力连续箱梁满堂支架施工及张拉中的注意事项。 关键词 施工 金华枢纽互通式立交桥 预应力曲线连续箱梁

唐云国

金华枢纽互通式立交桥位于贵阳市乌当区金华镇三浦村和金华村交接处，与贵黄高速交叉，交叉桩号K33+317.596，交叉角度为75°10´29"；含一座主线桥及4座匝道桥，均为满堂支架现浇箱梁施工。本文主要以处在曲线段并上跨贵黄高速的C匝道桥施工中取得的相关经验简单探讨整体现浇预应力曲线连续箱梁施工应注意的问题。 金华枢纽互通式立交C匝道桥，中心桩号CK0+729.815，平面位于缓和曲线A-170、S-144.5、R=200m 的圆曲线内，纵面位于R=2500m、T=90.633m、E=1.643m的凸曲线和R=2000m、T=64.493m、E=1.040m 的凹曲线上，变坡点CK0+580、CK0+900，两变坡点间纵坡为3.950% ，桥面横坡6.00%。桥梁上构采用现浇预应力混凝土连续箱梁，共分三联，跨径组合(5×29)+( 4×27.27)+( 4×27.27)m；下构采用柱式墩、柱式台、桩基础。桥宽10.5m，箱梁采用单箱双室截面，梁高150cm，悬臂等长，箱室等分；双柱式墩横梁采用钢筋混凝土横梁，独柱式墩横梁采用预应力混凝土横梁，桥面横坡较大由箱梁整体旋转形成，为提高箱梁抗剪能力，腹板采用较多预应力钢束。箱梁采用满堂支架现浇施工。 1、支架的设计和验算 本桥支架采用W D J 碗扣式多功能脚手架作满堂支架，支架按箱梁混凝土一次浇注成型设计，作用在支架上的荷载取值为“箱梁混凝土自重 +2000N/m2”控制。按照碗扣式脚手架的规格和性能经过严格计算,确定按排距1.2m, 行距0.9m, 步距1.2m 进行搭设，在墩横梁位置下按排距0.9 m , 步距0.6m加密5排。为了保证贵黄公路通车需要，在跨线处设置6×4m的

通道，上部用I45工字钢格栅架空。 受力验算分为一般断面，中横梁、端横梁断面和跨线处断面三种不同形式计算，每个断面受力分腹板部位、空箱部位及翼板部位，按照简支结构进行计算。 2、 支架的搭设和预压 本桥所处位置为弱风化石质山体开挖段，地基条件良好，无需另做地基处理。 在支架搭设前应对所有的门架、杆件进行仔细检查，开裂、变形、锈蚀严重的均不能使用。支架整体搭设宽度为12.50m，设置方法是：最下面枕木(混凝土预制块60cm×60cm×10 cm)垫底；其上放可调式底座，用以调整横杆在同一水平位置，同时调整竖面标高；中间立杆连

接；上面设可调式托撑，用来调整箱梁底模标高；纵横向用横杆刚性连接；然后在托撑上放置10cm×10cm 规格的纵梁；纵梁上设置横向分配梁(10cm×10cm方木) ，间距1.2 m;最后

将光洁度较好的竹胶板铺设在分配梁上作为箱梁底模。支架搭设人员必须受过培训并应持有特殊工种操作证，搭设过程中按照规范和实际要求,设置相应的加强连杆和剪刀撑,保证支架整体受力。根据桥所处路线的特殊性（曲线半径小，坡度变化较大），支架搭设前必须抄设标高，带线控制好各可调节顶托、底托，控制顶托、底托的旋出长度<20cm以保证箱梁的结构坡度要求。 支架搭设完毕后铺设底板，对支架搭设质量进行全面检查确保合格后，按截面特征，对称、均匀地进行堆载预压；压载施工选取地基含土质的最差一联进行，上砂袋前于底板 上铺设土工布加以保护，于各跨跨中、两端及箱梁特征断面处分腹板、空箱、翼板布置各观测标志杆，测量出原始标高，并进行跟踪测量。观测时间周期为12小时，当支架加载预压变形趋于稳定时，支架非弹性变形基本消除。预压结束即可卸载，卸载仍遵循对称、均匀的原则，同时绘制“支架加载变形曲线”供施工时加以调整。预压结果显示最差段沉降量仅有8mm，表明该支架完全满足施工要求。通过预压检测得到了支架组合结构的变形数据，为梁体的施工控制提供了技术支撑基础。 3、 模板及钢筋施工 箱梁底、侧模采用光洁度较好的竹胶板，要求各板铺设挤贴紧密，布置规则。支立施工

时为消除梁底漏浆“烂根”现象，应按箱梁腹板的倾斜角对竹胶板进行褶边，于梁底及翼板的底模侧面加贴δ=3mm的双面胶止浆条，腹板侧模板以10×5 cm木方打设三角撑加固，底模底口加钉10 ×5mm木方压条。在铺设底模时，要注意预留2~3cm的向上预拱度，以消除掉梁体在现浇后混凝土自重及各种荷载作用下产生的挠曲变形。内模采用木模，底部半封闭，于腹板下倒角处设置30cm压浆板。底板、腹板钢筋安装就位后，将内模分节吊入安装、联结。为拆卸方便在内模中部设一活动滑块，拼装时用对穿拉杆将活动滑块与相邻模板联结，中部用双向螺栓联结。拆卸时，先退掉活动滑块，再利用双向螺栓将两块内模向内收缩直至脱离梁体后，分块、分节拆除内模。特别注意，在箱梁顶部混凝土受压区设置40 ×40cm大小的预留孔，在内模拆除后及时封闭，预留孔周边采取短钢筋进行补强处理。钢筋制作、安装质量必须符合《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）的要求。钢筋保护层垫块选用硬塑料块，箱梁底、顶板两层钢筋之间的距离设置保护钩加以控制。本桥第一联设计采用分阶段从中间向两头的次序施工，先施工中间孔再施工余下各孔，因此要注意在主梁施工缝前一施工阶段的纵向钢筋预留适当长度，以便与下一阶段相应钢筋连接。 4、 混凝土浇注 箱梁混凝土采用C50系泵送混凝土，由泵车泵送施工，保证一次整体浇注腹板混凝土并在两天内完成顶板混凝土浇注，减少因顶、底腹板混凝土龄期差别造成顶板和翼缘板混凝土产生的收缩裂缝，影响结构受力。混凝土浇注前对箱梁底、侧模板用水冲洗加以清

理，严禁杂物堆积于箱梁内任一部位，浇注时自箱梁端部逐孔向前进行，分层、分批、阶梯式向前推进，分层厚度30~50cm，严禁振捣棒正对模板、预应力锚具、波纹管。箱梁底板混 凝土直接由人工进入梁体内振捣，锚下混凝土应由技术熟练的专业操作工人采用小直径振捣棒（30型）进行振捣。混凝土收面时，控制好标高及平整度。箱梁底板采取洒水潮湿养护，但严禁 造成梁体内积水，顶板采用覆盖土工布洒水养护。 5、 预应力施工 5.1 波纹管布设 预应力管道采用SBJ塑料波纹管成孔，安装时按照设计钢束号坐标并每隔50cm设置一道预应力管道定位筋，严格控制其平面位置和竖向高程。波纹管接头处用专用接头处连接并外缠胶带严密包裹，确保连接质量，为确保灌浆密实，在每个波纹管曲线最高点用热熔法设置带有控制阀门的Ф20mm出气管，管口确保高出顶板砼20cm左右。在穿束后混凝土浇注前应对所有波纹管进行全面探伤检查，确保管道通畅密闭，杜绝漏浆造成预应力管道堵塞，导致无法张拉或引起张拉伸长值异常。 5.2 穿束 由于纵向束较长，且纵、横向变坡点较多，穿束较困难，首先在波纹管中预留一较长的小直径钢丝绳，钢绞线在施工前切割使用防止生锈增加穿束阻力，对钢绞线束端部进行处理，叠焊成宝塔形，前端焊接Ф12mm钢筋制作的拉环，穿束时由设置在一端的卷扬机通过钢丝绳缓慢地牵引进行。穿束过程中应尽量避免引起波纹管的破损和变形。如有破损和变形，应及时采取措施。穿束后应加强对钢绞线的保护，防止在后期张拉时由于钢绞线受损引起断丝或出现异常。若不便使用机械牵引，也可采用人工单根穿束，但单根钢绞线端头必须进行打磨圆头处理并外包一定的保护物，防止穿束过程中戳伤波纹管。端横梁及中横梁短束在波纹管布设后直接由人工进行穿束。为便于张拉施工，钢绞线必须每束进行编号。 5.3 锚具及连接器的处理 由于箱梁一联多跨较长，为减小张拉时的摩阻应力损失，采用了P锚体系的连接器，通过挤压头把分段施工段的预应力筋锚固在连接器的卡口内进行连接，传递预应力。施工完中间段后，施工下一段前，必须仔细检查挤压头对钢绞线的挤压锚固效果，确保连接器功能发挥；若有任何的松动、滑丝存在，必须更换挤压头，否则一旦混凝土浇注完成，张拉时挤压头锚固力无法抵抗强大的应力筋张拉力，就会出现钢绞线滑丝、断丝、夹片飞出甚至梁体开裂，造成极大的损失。锚下结构安装时，锚垫板应与螺旋筋中轴线垂直。 5.4 预应力张拉 在张拉施工前，应注意如下事项： 1)检查张拉梁段的混凝土强度，确保锚下混凝土强度达到设计要求时方可进行张拉； 2)检查锚垫板下混凝土是否有蜂窝和空洞，必要时采取补强措施。 3) 清洁锚垫板上焊渣、毛刺混凝土残渣等，并在板面上划好锚圈的正确位置。 4) 钢绞线对号穿束。 5) 根据千斤顶校验报告提供的检验曲线，按张拉程序σ———初应力 ———1. 05δk (持荷 5 min) ，计算出各级张拉吨位下油压表读数，并填在卡上供张拉时使用； 6) 对使用千斤顶、油泵、油压表进行配套检查，对操作工人进行最后的操作交底。 开始张拉施工，油泵开机前应先打开控制阀,使油泵空转至液流中无气泡存在时为止。两端同时张拉时配对讲机联系,尽量保持两端油压上升速度同步，互报压力表读数和伸长量，监控人员密切注视应力筋伸长过程中各种情况，并填写预应力张拉原始记录表以备查核。单端张拉时，监控人员还要注意应力筋伸长状况，判断连接器工作是否正常。 张拉时必须遵循对称、均匀张拉的原则，张拉过程中严格控制张拉应力，伸长值校核后伸长值误差≤6%。控制伸长值的主要意义在于校验应力是否准确。如伸长值异常，可能说明张拉过程中存在千斤顶不准、断丝、管道损坏、错位或漏浆、力筋或固定端锚具移动等问题，现场技术人员应进行调查分析并及时汇报、处理，而不一定要将构件报废或换索张拉。 安全注意： 1) 在张拉过程中起吊千斤顶次数较多，注意高空作业安全，防止吊设备时落物伤人 。 2) 在张拉过程中千斤顶后端不得站人，不得敲打千斤顶，防止飞物伤人。 3) 在张拉过程中，除工人和指挥者外其他观看者不得靠近，以免影响工人操作或出现

意外事故（常见如油管崩裂、夹片迸弹伤人）。 5.5 孔道灌浆 后张法预应力混凝土张拉钢绞线完毕后，应在48 h内完成压浆，以免预应力筋锈蚀或

松弛。采用SZ-2型单级水循环真空泵进行真空压浆。钢绞线切割后，先用清水将端头锚具冲洗干净，再用高压风吹干，采用1：1的无收缩水泥砂浆将锚垫板、夹片、外露钢绞线全部包裹，厚度不小于15mm。待砂浆强度达到2.5Mpa及以上时，清洗锚垫板上的灌浆孔和预应力波纹管道并用高压风吹干，按照要求安装好设备并检查功能是否完好，做好灌浆准备。 压浆采用纯水泥浆，使用525R早强普通硅酸盐水泥( 新鲜、未结块)，浆体试件28 d 强度为≥50 MPa 。水泥浆水灰比在0. 35～0. 4 之间，泌水率3 h 后不得大于2 % (用500