現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)探討

張志佳

摘要：文章分析了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的特點(diǎn)，介紹了幾種常見(jiàn)的現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)，并結(jié)合具體工程案例探討了該技術(shù)的施工方法。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土;連續(xù)箱梁;特點(diǎn);現(xiàn)澆;施工技術(shù)

This article analyzes the characteristics of prestressed concrete continuous box girder，introduces several common castinplace prestressed concrete continuous box girder construction techniques，and discusses the construction method of this technology in combination with specific engineering cases.

Prestressed concrete;Continuous box girder;Characteristics;Castinplace;Construction technology

0 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是現(xiàn)代橋梁中極具生命力的一種橋型，其具有跨越能力強(qiáng)、變形小、結(jié)構(gòu)剛度大、抗震能力強(qiáng)、橋面接縫少、行車舒適度高等優(yōu)點(diǎn)，高速公路橋梁、城市高架橋均適用。隨著我國(guó)各種新工藝、新材料、新設(shè)備的發(fā)展，現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工技術(shù)也日新月異，本文就此展開(kāi)相關(guān)分析。

1 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁特點(diǎn)分析

近年來(lái)，隨著現(xiàn)代橋梁事業(yè)的發(fā)展，連續(xù)梁橋獲得了廣泛的應(yīng)用。在其橫截面的選擇上，一般跨徑超過(guò)60 m后，多數(shù)采用箱形截面，因抗扭剛度大，可有效抵抗正負(fù)彎矩，且動(dòng)力特性好、收縮變形小。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的特點(diǎn)具體可歸納如下：

（1）可選擇高強(qiáng)度材料施工，顯著減輕自重，增強(qiáng)橋梁跨越能力、抗疲勞能力。

（2）施工技術(shù)體系已較為成熟，通過(guò)各種現(xiàn)代化技術(shù)、機(jī)械化設(shè)備的應(yīng)用，切實(shí)縮短橋梁施工周期，提高經(jīng)濟(jì)效益。

（3）適用于各種結(jié)構(gòu)體系，實(shí)用性強(qiáng)。

（4）外觀可塑性強(qiáng)，可適應(yīng)周邊環(huán)境，達(dá)到簡(jiǎn)潔、大方的效果。

2 現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁常見(jiàn)施工技術(shù)

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工方法眾多，本文主要就其現(xiàn)澆工法展開(kāi)分析，主要包括：支架法、懸臂法、移動(dòng)模架法三種。工程實(shí)踐中需根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)條件、施工設(shè)備、技術(shù)力量等，對(duì)施工方法進(jìn)行比選。

2.1 支架現(xiàn)澆法

支架法是一種預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁傳統(tǒng)現(xiàn)澆工法，需先搭設(shè)支架、安裝模板、綁扎鋼筋骨架、預(yù)留孔道，再澆筑混凝土、張拉預(yù)應(yīng)力筋。這種工法由于需要耗費(fèi)大量的模板支架，一般較適用于中小跨徑橋梁。同時(shí)隨著我國(guó)材料科學(xué)的發(fā)展，各種臨時(shí)鋼構(gòu)件、萬(wàn)能桿系統(tǒng)得到了推廣應(yīng)用，當(dāng)其他施工方法不適用或是經(jīng)比較后此工法費(fèi)用較低時(shí)，部分中大跨徑橋梁也采用滿堂支架施工方法。如圖1所示即為滿堂支架法施工工藝流程示意圖。

橋梁支架法作業(yè)中，混凝土澆筑是關(guān)鍵工序。以大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋?yàn)槔?，可采取水平分層或是分段澆筑施工方法，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，將部分模板拆除，并進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉、管道壓漿施工。

2.2 懸臂施工法

懸臂現(xiàn)澆法是目前預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁主流施工方法，主要是在完成墩頂0#塊施工后安裝掛籃，并以此為核心裝置在橋墩兩側(cè)進(jìn)行后續(xù)節(jié)段澆筑施工，混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)要求后做好預(yù)應(yīng)力鋼束張拉工作（見(jiàn)圖2）。在整個(gè)橋梁作業(yè)中，合龍段施工十分關(guān)鍵，必須確保梁體線形、受力滿足要求，保證橋梁結(jié)構(gòu)安全性。

與其他施工方法相比，懸臂澆筑施工速度較快、節(jié)段連續(xù)性好，成橋后線形美觀。此種技術(shù)不斷發(fā)展成熟后，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋越來(lái)越朝著大跨、輕質(zhì)的方向發(fā)展。

2.3 移動(dòng)模架施工法

移動(dòng)模架法是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋基于施工快速化、省力化要求下發(fā)展起來(lái)的施工方法。其主要是將機(jī)械化的支架和模板支承在長(zhǎng)度稍大于兩跨、前端作導(dǎo)梁用的承載梁上，對(duì)橋跨內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)澆施工，逐孔推進(jìn)模架直至施工完畢（見(jiàn)圖3）。

根據(jù)移動(dòng)支架的不同，可將此方法分為支承式、非支承式兩種。此方法的優(yōu)點(diǎn)主要在于無(wú)需設(shè)置地面支架，機(jī)械化程度高，可上下部同時(shí)施工，模板周轉(zhuǎn)率高，在保證施工安全、加快施工速度、提高經(jīng)濟(jì)效益方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。

3 實(shí)例探析

3.1 工程概況

本文以某大橋工程為例展開(kāi)分析。此橋梁全長(zhǎng)1 242.5 m，南、北引橋上部結(jié)構(gòu)均為等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，跨徑分別為5×40 m、2×40 m。本橋梁箱梁采用的是等高度單箱單室斜腹板結(jié)構(gòu)，具體參數(shù)見(jiàn)表1?；A(chǔ)設(shè)計(jì)為鉆孔灌注樁，樁徑、樁長(zhǎng)分別為1.5 m、60 m，矩形承臺(tái)，厚度2.5 m，采用C20混凝土。

3.2 地質(zhì)水文條件

本項(xiàng)目橋址區(qū)位于沖海積平原，整個(gè)地勢(shì)呈現(xiàn)為北東高南西低，地表水系發(fā)育，地層結(jié)構(gòu)自上而下依次為：砂類土、淤泥夾砂、淤泥與砂互層、淤泥質(zhì)黏土、礫石、卵石、全風(fēng)化層、燕山期侵入花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖及侏羅系南園組凝灰熔巖。本項(xiàng)目與出?？谙嗑噍^近，整個(gè)施工過(guò)程受到潮水的影響較大，水位高程0～4.0 m，一旦漲潮河灘將被全部淹沒(méi)。

3.3 施工方案比選

通過(guò)對(duì)本項(xiàng)目地質(zhì)水文條件、施工條件、設(shè)備條件的綜合分析，提出了三種施工方案進(jìn)行比選：

方案一：移動(dòng)模架現(xiàn)澆施工。為滿足工期要求，采用此工法需投入2套移動(dòng)模架，一次性投資達(dá)到1 218萬(wàn)元，費(fèi)用較高;此工法受到潮水影響大，每孔箱梁施工周期為20 d，單幅15孔箱梁需耗時(shí)10個(gè)月，整個(gè)工期相對(duì)較長(zhǎng)，最終被否定。

方案二：懸臂現(xiàn)澆法施工。為滿足工期要求，此工法需投入10套掛籃，費(fèi)用約530萬(wàn)元，費(fèi)用較高，且施工完所有箱梁需要6個(gè)月工期。

方案三：滿堂支架現(xiàn)澆施工。此工法主要采用碗扣式支架，對(duì)地基承載力要求相對(duì)較低且經(jīng)濟(jì)性較好。本項(xiàng)目需配備8套支架，費(fèi)用約420萬(wàn)元，可同時(shí)進(jìn)行4個(gè)工作面施工，工期僅為4個(gè)月，對(duì)以上兩個(gè)方案，該工法是首選方案。

3.4 滿堂支架現(xiàn)澆施工方法

3.4.1 地基處理

根據(jù)本項(xiàng)目地質(zhì)資料分析可得，橋梁灘頭地段天然地基承載力為110 kPa，根據(jù)計(jì)算要求，支架基礎(chǔ)承載力至少為150 kPa，必須對(duì)地基進(jìn)行處理。具體措施如下：（1）為保證漲潮時(shí)支架基礎(chǔ)穩(wěn)定，支架基礎(chǔ)頂面設(shè)計(jì)高程為5.0 m，邊坡坡度為1∶2;（2）采用堆碼砂袋的方法進(jìn)行支架基礎(chǔ)外側(cè)邊坡防護(hù)，設(shè)置5.0 m寬的護(hù)道，保證基礎(chǔ)穩(wěn)定;（3）對(duì)基礎(chǔ)頂面、邊坡進(jìn)行水泥砂漿抹面處理，厚度控制在3 cm，防止施工期間雨水、養(yǎng)生水等對(duì)支架基礎(chǔ)造成侵害;（4）采用分層灌水密實(shí)的地基處理方法，基礎(chǔ)頂面鋪設(shè)碎石，厚度控制在30 cm以內(nèi)，以水泥砂漿抹面。

完成地基處理工作后，對(duì)地基承載力進(jìn)行檢測(cè)。地基承載力檢測(cè)點(diǎn)位置見(jiàn)圖4。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果可知21#～22#墩地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為170～320 kPa，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可用于其他地段。

3.4.2 支架拼裝

（1）支架結(jié)構(gòu)：本項(xiàng)目支架縱向布置如圖5所示，支架立桿縱橫向間距見(jiàn)下頁(yè)表2。

（2）支架定位測(cè)量放線：嚴(yán)格按設(shè)計(jì)間距，測(cè)定支架縱橫向軸線。

（3）鋪設(shè)支架底部支承層：將舊木枕平行于支架橫向軸線方向進(jìn)行鋪設(shè)。

（4）擺設(shè)底托：在木枕頂面擺設(shè)立桿底托，要求底托底面與木枕頂面貼合，保證受力良好。

（5）安裝支架：在底托上進(jìn)行支架安裝工作。對(duì)每層支架頂面平整度進(jìn)行檢查，要求立桿頂面高差在±3 mm以內(nèi);對(duì)立桿垂直度進(jìn)行檢查，要求誤差不超過(guò)1%;本項(xiàng)目立桿長(zhǎng)度是定型尺寸，必須在安裝前根據(jù)設(shè)計(jì)高程選用立桿長(zhǎng)度，保證支架高度滿足要求。

（6）安裝頂托：支架立桿高度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后安裝頂托。

（7）鋪設(shè)方木：在頂托上，沿著與橋長(zhǎng)向垂直的方向進(jìn)行方木鋪設(shè)，在橫向方木上繼續(xù)鋪設(shè)縱向方木。具體尺寸參數(shù)如表3所示。

（8）鋪設(shè)底模板：本項(xiàng)目底模采用復(fù)合竹膠模板，具體尺寸規(guī)格為244.0 cm×122.0 cm×1.8 cm，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求設(shè)置好預(yù)拱度。

（9）安裝剪刀撐：為保證支架穩(wěn)定，本項(xiàng)目采用剪刀撐進(jìn)行加固處理，每隔4排立桿設(shè)一道剪刀撐，其與水平面夾角控制在45°～60°。

（10）支架預(yù)壓：本項(xiàng)目采用堆碼砂袋的方法進(jìn)行支架預(yù)壓，分4次加載，觀測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4，均滿足施工要求。

3.4.3 模板安裝

箱梁外模板采用的是122 cm×244 cm×1.8 cm定尺膠合模板，支架頂設(shè)可調(diào)高度頂托，木板與膠合板用釘子固定;內(nèi)模采用組合鋼模與木模相結(jié)合，以對(duì)拉螺桿緊固。模板的接縫必須密合，位置、尺寸精度滿足設(shè)計(jì)要求。

3.4.4 鋼筋安裝

鋼筋到場(chǎng)檢驗(yàn)合格后，按設(shè)計(jì)圖下料、加工制作，運(yùn)輸至各作業(yè)面，通過(guò)塔吊協(xié)助安裝就位。

3.4.5 混凝土澆筑

本項(xiàng)目采用汽車泵方式進(jìn)行混凝土澆筑施工，具體施工順序?yàn)椋鹤螅ㄓ遥┓赘拱濉遥ㄗ螅┓赘拱濉螅ㄓ遥┓敯濉遥ㄗ螅┓敯?，澆筑過(guò)程中塔吊配合作業(yè)。

（1）本項(xiàng)目為C50大體積混凝土施工，必須合理控制澆筑溫度（≤25 ℃）、內(nèi)表溫差（≤25 ℃）。

（2）科學(xué)振搗，切忌沖擊模板、鋼筋，同點(diǎn)位混凝土振搗至氣泡明顯析出減少、表面泛漿為止。

（3）混凝土澆筑完畢終凝后，落實(shí)養(yǎng)護(hù)工作。

3.4.6 預(yù)應(yīng)力筋張拉壓漿

待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉作業(yè)，采取油表讀數(shù)與伸長(zhǎng)量雙控制的方法，張拉結(jié)束后，采用真空壓漿工藝盡快壓漿。

3.5 橋梁復(fù)測(cè)結(jié)果

完成連續(xù)箱梁施工后進(jìn)行復(fù)測(cè)顯示：高程誤差≤10 mm、箱梁軸線偏離設(shè)計(jì)軸線位置≤10 mm，均滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋在我國(guó)現(xiàn)代交通體系發(fā)揮著巨大的作用，合理開(kāi)展相關(guān)施工工作，保證橋梁整體施工質(zhì)量，是確保橋梁運(yùn)營(yíng)安全的關(guān)鍵所在。對(duì)此，必須要對(duì)其施工技術(shù)有一個(gè)全面、深入的了解。本文主要圍繞幾種現(xiàn)澆工法展開(kāi)分析，在實(shí)踐中應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)項(xiàng)目情況、地質(zhì)條件、施工要求等合理選擇工法，規(guī)范落實(shí)各道工序，保證橋梁投入運(yùn)營(yíng)后獲得應(yīng)有的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

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