公路橋梁后張法預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)探討

吳桂芳

【摘 要】預(yù)應(yīng)力箱梁具有施工速度快，外觀簡(jiǎn)捷明快，重量輕，承載力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)性能好等特點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于各等級(jí)公路橋梁的上部結(jié)構(gòu)。本文主要從施工技術(shù)的角度對(duì)預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了論述。

【關(guān)鍵詞】后張法；預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁；施工技術(shù)

0.工程概況

海南省樂東縣天新線馬眉一橋上部構(gòu)造為5-30m先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用柱式橋墩，系梁加強(qiáng)橫向連接，樁接蓋梁橋臺(tái)，主梁與橋臺(tái)銜接處各設(shè)一道80型伸縮縫，箱梁共20片，箱梁高160cm，上翼緣寬為240cm（260cm邊梁），底板寬100cm，端梁設(shè)有橫隔板，腹板中間壁厚18cm，支點(diǎn)腹板中間壁厚25cm。制梁區(qū)內(nèi)設(shè)二臺(tái)跨度35m、起重能力100噸的門式起重機(jī)，投入30m箱梁中梁鋼模2套、邊梁1套，內(nèi)模2套；可保證日生產(chǎn)2片30m箱梁。

1.施工工藝

底模清理、涂油→鋼筋綁扎→鋼絞線穿束→外模安裝→底板砼澆筑→內(nèi)模安裝→腹板、頂板澆筑→拆模、砼養(yǎng)護(hù)→預(yù)應(yīng)力張拉→孔道壓漿→移梁存放→封端。

1.1 20mm箱梁模板安裝施工要點(diǎn)

預(yù)制30m箱板梁模板設(shè)計(jì)，在臺(tái)座頂面鋪6mm厚鋼板作為底模并預(yù)留拉桿孔，側(cè)模采用定制大型組合鋼模板，面板用6mm厚鋼板，拐角處擠壓成型外面用槽鋼加肋。安裝前應(yīng)清理板面并刷脫模劑，底?？谫N海棉條，防止漏漿。端側(cè)模需要鑿毛的部分可仔細(xì)地刷上一層緩凝劑，脫模后用水沖洗，及時(shí)鑿毛。底模及墊板、管道、錨頭等預(yù)埋件檢查、校對(duì)梁號(hào)。利用模板專用吊具，由龍門吊吊運(yùn)側(cè)模，先距鋼筋骨架30-50cm落下，再水平方向徐徐靠近骨架就位、支上斜撐。對(duì)鋼筋骨架的臨時(shí)木支撐，要用一塊鋼模頂住。拆除時(shí)，先拆相應(yīng)面上的斜撐，防止一次全拆導(dǎo)致骨架傾翻。側(cè)模吊裝完后利用模板下面的垂直和斜撐螺栓調(diào)整頂面橫坡，再調(diào)中線，然后再微調(diào)一次，上緊上、下水平拉桿螺栓。

1.2鋼筋、鋼鉸線加工和預(yù)應(yīng)力管道安裝

馬眉一橋30米預(yù)制箱梁使用高強(qiáng)低松弛鋼絞線，直徑為15.24mm，波紋管內(nèi)徑為55mm。普通鋼筋在鋼筋加工場(chǎng)加工制作后運(yùn)至臺(tái)座兩側(cè)搭設(shè)的臨時(shí)支架平臺(tái)上安裝。鋼筋骨架外側(cè)要綁扎砼墊塊，保證箱梁的保護(hù)層厚度。施工時(shí)注意預(yù)埋橫隔板、濕接縫、伸縮縫、防撞墻、泄水孔的鋼筋及調(diào)平鋼板。

鋼絞線加工：鋼絞線要在離開地面，并在清潔、干燥環(huán)境中放置，并應(yīng)覆蓋防水帆布。鋼絞線安裝后至壓漿時(shí)間不允許超過7d。切割鋼絞線要用切斷機(jī)或砂輪鋸，禁止使用電弧。編束鋼絞線時(shí)應(yīng)每隔1.5m綁扎一道鐵絲，鐵絲扣應(yīng)向里，綁好的鋼絞線束應(yīng)編號(hào)掛牌堆放；另外，鋼絞線不應(yīng)過早編束存放，應(yīng)在安裝前下料編束，盡快安裝。

波紋管安裝：波紋管在安裝前必須嚴(yán)格檢查，有破損、變形或銹蝕的不得使用。波紋管的連接，要采用大一號(hào)同型波紋管作接頭管，接頭長(zhǎng)度不小于被連接管道的5～7倍，連接后用密封膠帶封口，避免砼澆注時(shí)水泥漿滲入管內(nèi)造成管道堵塞。安裝波紋管位置要準(zhǔn)確，按設(shè)計(jì)座標(biāo)布置定位筋及防泵鋼筋，并用鋼筋點(diǎn)焊牢固，避免管道在澆注砼時(shí)產(chǎn)生位移。波紋管與錨墊板結(jié)合處用玻璃膠密封，并保證錨墊板平面與波紋管軸線垂直，錨墊板喇叭管與波紋管接頭處用膠帶纏牢。波紋管安裝完后先通水檢查密封情況，再穿一條膠管防止灌注砼時(shí)擠動(dòng)波紋管和漏漿時(shí)堵塞管道。

1.3混凝土施工

1.3.1砼配合比

30米箱梁砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C50，為確保砼質(zhì)量，根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)和質(zhì)量檢驗(yàn)以及砼施工和易性要求，并符合合理使用材料和經(jīng)濟(jì)的原則，經(jīng)監(jiān)理工程師簽認(rèn)后并經(jīng)中心試驗(yàn)室做平行試驗(yàn)復(fù)核，使用配合比為水泥：砂：碎石：水：外加劑=1：1.452：2.697：0.35：0.0065，水泥用量為451kg/m3，砂率35%，外加劑JZB-PC3A摻量0.65%，最大水灰比0.4，坍落度70-90mm，實(shí)際施工中取低限。砼粗細(xì)集料及砼所用砂選用中粗砂，碎石選用1～3cm和0.5-1.5cm兩種規(guī)格參配，水泥選用R42.5R水泥。

1.3.2砼的澆筑及施工縫設(shè)置

模板、芯模、鋼筋、管道、錨具和鋼絞線經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后方準(zhǔn)澆注砼。30m箱梁砼分三層澆筑，第一層澆筑箱梁底板，第二層砼澆筑前先安裝底板頂模，防止砼從底板、腹板交界處逸出，澆筑頂板砼時(shí)拆除此模板，第二層澆筑至腹板與頂板交界處，第三層澆筑頂板，每層斜層澆筑，由跨中間向兩端澆筑。此處著重注意水平施工縫的設(shè)置，在澆注頂板砼時(shí)要拆除底板頂模，此時(shí)必須先拆外模的頂層拉桿，在外模的重力或偶然外力的作用下，外模會(huì)產(chǎn)生微小松動(dòng)，使外模與腹板砼質(zhì)檢出現(xiàn)微小的縫隙，在澆筑頂板砼時(shí)水泥漿順著縫隙往下流，污染腹板外側(cè)，影響拆模后箱梁的外觀。施工中，拆內(nèi)模和外模拉桿應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，內(nèi)模吊出后馬上把拉桿上回去，然后再拆下一段，盡量縮短拆松與收緊的時(shí)間間隔，減少縫隙產(chǎn)生和擴(kuò)大的機(jī)會(huì)，澆筑頂板時(shí)抬高施工縫5cm，使砼蓋住部分頂板懸臂端，水泥漿流入腹板的方向由原來的垂直方向變?yōu)樗椒较?，有效降低箱梁外?cè)受水泥漿污染的現(xiàn)象。

1.4預(yù)應(yīng)力張拉

1.4.1箱梁張拉時(shí)間與張拉順序

預(yù)應(yīng)力鋼材按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度下料、編束后穿入孔道內(nèi)。當(dāng)砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的張拉強(qiáng)度，即85%設(shè)計(jì)強(qiáng)度，齡期不小于7天方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉。預(yù)應(yīng)力束的張拉順序按設(shè)計(jì)圖中規(guī)定的順序進(jìn)行，30m箱梁張拉順序?yàn)镹2、N3、N1。

1.4.2穿束與施加預(yù)應(yīng)力工藝要求

穿束利用一根帶鉤的Φ5鋼絲作引線，將已制好的鋼絞線束穿入管道內(nèi)，另一端使用卷揚(yáng)機(jī)牽引Φ5鋼絲，使鋼絞線束平順地穿入管道，不得扭結(jié)。將工作錨環(huán)穿入鋼絞線束，按鋼絞線束的自然狀態(tài)插入夾片，用小錘輕輕將夾片打入錨環(huán)內(nèi)，工作錨裝好后，將束尾端100mm處綁扎成束，以便安裝千斤頂。

千斤頂安裝時(shí)，使千斤頂與管道中心線相重合。工具錨對(duì)中準(zhǔn)確，鋼絞線在工作錨和工具錨之間順直，為使工具錨脫卸方便，可在工具錨夾片與錨環(huán)之間墊入塑料布或涂少許黃油或退錨靈。根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)鋼絞線進(jìn)行兩張拉、雙控：一端張拉錨固后，再在另一補(bǔ)足預(yù)應(yīng)力值；兩端同時(shí)進(jìn)行錨固，要求兩端千斤頂升降壓、畫線、測(cè)伸長(zhǎng)、插墊等操作要基本一致。

張拉完畢經(jīng)檢查合格并靜停12h后，用砂輪切割機(jī)在錨具外≥30mm處割多余的鋼絞線。

1.5真空法管道壓漿

本工程30米箱梁根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，壓漿采用真空輔助壓漿工藝，有效地提高了漿體的充盈系數(shù)，達(dá)到提高管道內(nèi)漿體的飽滿度和密實(shí)度的目的。

1.5.1配合比的試拌及各項(xiàng)指標(biāo)

攪拌后的流動(dòng)度為小于14～18S，水灰比0.37，泌水性小于水泥漿初始體積的2%，四次連續(xù)測(cè)試結(jié)果的平均值小于1%，拌和后24h水泥漿的泌水應(yīng)能被吸收，初凝時(shí)間6h，體積變化率0～5%，28天齡期強(qiáng)度30m箱梁大于45Mpa，漿液溫度：5℃≤漿液T≤25℃，否則漿體容易發(fā)生離析。

1.5.2施工工藝

a.預(yù)應(yīng)力張拉完成后，用砂輪機(jī)切割錨具外多余鋼鉸線（注意外露的鋼絞線的長(zhǎng)度≥30mm），切割鋼絞線時(shí)對(duì)錨頭要進(jìn)行水冷保護(hù)。

b.清理錨墊板上的灌漿孔，用壓漿泵對(duì)每條管道壓清水，檢驗(yàn)管道是否暢通。接著用含0.01kg/升生石灰或氧化鈣的水清洗，直到松散顆粒除去、清潔水排出，再用壓縮空氣吹干，進(jìn)行封錨。

c.壓漿用水泥漿嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行投料，使其水灰比、流動(dòng)度、泌水性達(dá)到規(guī)范要求指標(biāo)。水泥漿攪拌均勻后過濾至存漿筒。

d.啟動(dòng)真空泵抽真空，使真空度達(dá)到-0.06～-0.1Mpa，并保持穩(wěn)定。如果真空壓力表始終達(dá)不到規(guī)定壓力，應(yīng)仔細(xì)檢查孔道的密封情況和導(dǎo)管接頭是否漏氣，真空泵進(jìn)水口水壓是否合理（0.1～0.15Mpa）。

e.啟動(dòng)灌漿泵，當(dāng)灌漿泵輸出的漿體達(dá)到要求的稠度時(shí)，將泵上的輸送管接到錨墊板上的引出管上，開始灌漿。灌漿過程中，真空泵保持連續(xù)工作。

f.從吸漿泵前端透明膠管觀察到漿液即將進(jìn)入負(fù)壓容器內(nèi)時(shí)，立即關(guān)閉前端閥門和真空泵，同時(shí)打開排漿閥門，讓漿液流出，當(dāng)從排漿閥流出的稠度與灌入的漿體相當(dāng)時(shí)，關(guān)閉真空端閥門。

g.灌漿泵繼續(xù)工作，壓力在0.5～0.7Mpa范圍內(nèi)持壓不少于2min。關(guān)閉灌漿泵及灌漿端的閥門，完成灌漿。

壓漿完畢后，拆卸外接的管路、附件，必須將所有沾有水泥漿的灌漿設(shè)備以及導(dǎo)管、閥門等清洗干凈。轉(zhuǎn)入下一孔道壓漿。壓漿完畢適時(shí)進(jìn)行封錨工作，封錨砼表面顏色應(yīng)與梁體砼一致，本工程封錨砼標(biāo)號(hào)為C50。壓漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可以吊運(yùn)箱梁。

3.小結(jié)

由于預(yù)應(yīng)力箱梁具有結(jié)構(gòu)新穎、施工簡(jiǎn)單、梁體重量輕，承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于高等級(jí)公路橋梁的上部結(jié)構(gòu)，并將逐步取代昔日的工型組合梁結(jié)構(gòu)的趨勢(shì)。隨著預(yù)應(yīng)力工藝和材料的發(fā)展，工程實(shí)施中會(huì)出現(xiàn)更多的問題有待工程技術(shù)人員去解決和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)；本文僅對(duì)預(yù)應(yīng)力后張法箱梁的施工工藝進(jìn)行淺略論述，以供施工人員參考使用。