滿堂支架現(xiàn)澆預應力箱梁施工技術

黨新義

1 工程概況

某高速公路特大橋引橋第5，6聯(lián)上部采用30 m+2×35 m+2×35 m+30 m的預應力混凝土連續(xù)箱梁，梁高2 m。第5聯(lián)左幅箱梁采用單箱雙室截面，右幅箱梁采用單箱三室截面;第6聯(lián)左幅箱梁采用單箱雙室截面，右幅箱梁采用單箱四室截面;橋墩采用方柱式墩，基礎采用整體式承臺，2 m的鉆孔灌注樁。

2 主要工程的施工方案

2.1 支撐體系的施工

2.1.1 支架基礎處理

清除支架范圍內的棄渣雜物，基坑回填砂土，分層夯實，平整壓實場地。原地表處理30 cm 5%石灰土后再填筑30 cm 5%灰土，壓實度達90%以上，處理后的地基進行承載力試驗以確定是否滿足檢算要求的承載力要求。

2.1.2 支架設計及搭設

箱梁翼緣頂處支架橫向布置間距為120 cm，縱向布置間距為90 cm，箱梁底、腹板處橫向布置間距為90 cm，縱向布置間距為90 cm，并設縱橫向剪刀撐，每隔4排設置一道。支架底設12 cm×10 cm方木作墊木，支架頂設12 cm×10 cm的方木作臥木，其上設間距為25 cm的10 cm×10 cm方木作背條，用以支撐箱梁底模。翼緣板處由桿件直接搭設至板底，通過托撐調節(jié)高度，托撐上方木布設與梁底相同。

待地基壓實及平整度達到要求后，按要求鋪設支架底層墊木，按設計間距安放可調底座，并按各跨不同的計算高度調整好底座上可調螺絲帽位置，使螺帽頂面位于同一水平面上。檢查桿件有無彎曲、接頭開焊和斷裂等現(xiàn)象，無誤后可實施拼裝。拼裝時，立桿(柱)確保垂直度。在第一層所有立桿與橫桿均拼裝調整完畢無誤之后方可繼續(xù)向上拼裝。鋪設頂層縱向臥木。在鋪設時注意必須使兩縱向臥木接頭位于可調支撐處。鋪設橫向方木背條(凈間距25 cm)，并用水平儀檢查標高，無誤后拼裝底板模板。支架示意圖見圖1。

2.1.3 支架預壓

1)設置預留沉降量。根據(jù)接縫個數(shù)計算接縫壓縮量，根據(jù)支架高度計算支架彈性變形值，并根據(jù)地基情況計算地基沉降量，以上各值之和作為支架預留沉降量，并根據(jù)其值設置預壓前底模高度，即預壓前底模高度=設計梁底標高+地基沉降量+接縫壓縮值+支架彈性變形值+施工預拱度。支架彈性變形值:Δ=NL/EA。其中，N為單根桿件壓力;L為桿件長度;E為桿件彈性模量;A為桿件實際受力面積。地基沉降根據(jù)經(jīng)驗估計其值為2 mm，以連續(xù)3 d無明顯沉降作為地基沉降完成的標志，完成后不反彈，屬于塑性變形。2)布設荷載。分孔進行預壓，先按梁體截面形式計算梁體、腹板及懸臂板部分的梁體自重荷載分布值，并按計算結果分部位布設預壓水箱。在預壓開始前沿梁跨分不同部位，設置水準觀測點。地基沉降觀測點設于臥木頂面，支架沉降觀測點設于底模頂面。支架觀測點布設原則為梁體及懸臂側橫向布點;縱向沿梁體滿布，間距為1 m;地面觀測點必須按不同下臥層分別設置觀測點。觀測點的布設直接影響觀測結果，施工中沿梁跨方向每2 m設一排觀測點以取得更多的數(shù)據(jù)。從預壓加載開始直至預壓完成分階段進行，具體可分以下幾個階段:a.彈、塑性觀測階段:從預壓加載開始直至加載完成的過程中，支架塑性變形(包括接縫壓縮值、方木本身塑性壓縮值)及支架彈性變形(桿件本身的彈性變形)就基本完成。這個階段按布設的觀測點實測加載后標高以求得彈塑性變形之和。b.地基沉降觀測階段:地基在外部荷載作用下壓縮變形一般需經(jīng)一段時間才能穩(wěn)定。c.卸載階段的觀測:地基沉降穩(wěn)定后，即可卸除預壓荷載，卸載從跨中至兩邊對稱進行，卸載完成后實測各觀測點的彈性反彈值。3)預壓結果分析。采用統(tǒng)計法分析各階段觀測值，剔除個別值，找出觀測值的規(guī)律性。計算支架彈塑性壓縮值:支架塑性變形Δ塑=預壓前標高-預壓后標高-彈性回彈值(地基沉降值已考慮在內)。支架彈性變形 Δ彈=卸載后底模標高-卸載前底模標高。其中，塑性變形包括地基沉降值、接縫壓縮值及方木塑性壓縮值，該值在預壓完后認為已消除，調整底模標高時不再予以考慮。4)預留拱度及沉降量，調整底模標高。各點標高*=設計標高+支架彈性回彈值+結構本身撓度值(預留拱度)，各點對應數(shù)值計算完成后，將計算結果作為對應點標高調整底模標高。

2.2 支座安裝

在支架搭設完畢后，鋪設底模前，在墩柱頂面或墩臺支承墊石上按規(guī)范規(guī)定安裝橡膠支座。

2.3 模板工程

1)模板制作。外模采用厚度為15 mm的竹膠模板，底模墊木尺寸為10 cm×12 cm，凈距為25 cm，側模分上、中、下三點用鋼管斜撐于支架上，確保其在混凝土澆筑過程中穩(wěn)固不變形。內模只制作頂模及兩側模板。用鋼管做成骨架支撐確保整體穩(wěn)固不變形。2)模板安裝。模板安裝順序如前所述，對要使用的竹膠模板仔細清理、整形、刨邊、打蠟，發(fā)生可見變形的竹膠模板不再使用，有小孔洞的模板先用油漆膩子刮平后再打蠟。內模安裝時先立兩側模板，整體采用吊模法固定。箱室隔板可采用預制對銷螺絲撐頭，安裝穿心對銷螺絲。模板安裝完成經(jīng)檢查符合要求后才可澆筑混凝土。3)支架模板拆除。模板拆除時間根據(jù)結構特點確定。側面模板拆除，在混凝土強度達到2.5 MPa后進行，承重模板在下一跨預應力鋼筋施加預應力并壓漿后拆除。

2.4 鋼筋制作及波紋管安裝

1)鋼筋制作。鋼筋在鋼筋加工廠統(tǒng)一下料制作，鋼筋骨架在鋼筋廠加工焊接，運至現(xiàn)場用吊車安裝。2)波紋管安裝。嚴格按圖紙設計孔道位置及坐標預埋塑料波紋管。管道直線段0.75 m架設一道定位架(定型鋼箍)，曲線段定位架間距為0.5 m。普通鋼筋若與預應力管道發(fā)生干擾，普通鋼筋可以適當移動或避繞。在綁扎鋼筋、澆筑混凝土過程中，避免踏壓扁波紋管。在立側模前，仔細校核管道坐標，檢驗其固定、連接措施是否牢靠，絕不把隱患帶入下道工序。

2.5 混凝土工程

1)混凝土澆筑。箱梁采用C50混凝土，分二期施工完成:第一次澆筑底板及腹板，澆筑至腹板與頂板交界處(頂板倒角最低處)，混凝土澆筑完終凝前進行拉毛，并用高壓水槍將表面浮動石子、浮漿沖洗掉;第二次澆筑頂板及翼板，混凝土澆筑采用分層平鋪法，每層厚度25 cm左右。施工過程中，嚴格控制混凝土的坍落度和其他技術指標。2)混凝土養(yǎng)護。混凝土澆筑完成后，立即采用土工布進行覆蓋，待混凝土終凝后，即可開始灑水養(yǎng)護，灑水量以能滿足混凝土保持濕度為宜，灑水養(yǎng)護時間不少于7 d。

2.6 預應力張拉

混凝土達到設計強度后進行張拉，張拉順序按圖紙設計要求進行，采用張拉噸位與引伸量雙控，控制應力 σk=1 395 MPa，引伸量控制在-6%～+6%以內。

2.7 封錨

在水泥漿凝結后，綁扎錨頭鋼筋網(wǎng)，用與箱梁同標號混凝土澆筑封錨混凝土。

3 結語

滿堂支架法進行預應力連續(xù)箱梁施工是一種古老的施工方法，但其具有與設計線形較為吻合，結構不發(fā)生體系轉換，預應力筋可以一次布置，集中張拉等明顯優(yōu)點，隨著近年來橋梁多樣化的發(fā)展，斜橋、彎橋、異形橋的不斷出現(xiàn)，采用滿堂支架施工顯示出相當?shù)膬?yōu)勢。