市政橋梁工程中現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)

馮保軍

（北京鑫雅市政建設(shè)工程有限責(zé)任公司，北京 100032）

1 工程概況

某市政橋梁建設(shè)工程的設(shè)計長度為8.28km，橋梁下方的流域樁號為：K14+000—K9+000，主線路項目總計12 座中橋及大橋，每一座橋梁的長度設(shè)計為2 240.47m。該橋梁的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計為6×25m 預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，整個現(xiàn)澆箱梁細(xì)分為兩部分，主承重構(gòu)件為混凝土連續(xù)梁。此外，在預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁施工時，施工人員將該工序細(xì)分為橫向施工與縱向施工兩部分，橫向頂板部位的預(yù)應(yīng)力設(shè)計使用單根預(yù)應(yīng)力筋，縱向頂板部位設(shè)計使用9-Φ15.24 鋼絞線，底板部位設(shè)計使用12-Φ15.24鋼絞線。

2 施工準(zhǔn)備

為保證該項目順利竣工，施工單位必須保證橋梁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，若施工現(xiàn)場不平整，應(yīng)使用鉆孔灌注樁技術(shù)提升橋梁地基的承載能力。結(jié)合預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁的實(shí)際情況，確保整個橋梁的穩(wěn)定性。在安裝支架時，應(yīng)切實(shí)考慮施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，使用竹膠箱梁模板，模板厚度設(shè)計為2cm即可。在安裝模板時，施工單位應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行施工，規(guī)范化的施工工序?yàn)椋旱撞磕０灏惭b→側(cè)面模板安裝→頂部模板安裝。

3 現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力施工

3.1 基礎(chǔ)施工

3.1.1 基礎(chǔ)類型

該項目的樁基礎(chǔ)為使用多根樁組合而成的群樁基礎(chǔ)，樁頂部位利用承臺連接為一個整體，承臺上部搭建墩身或臺身。

3.1.2 施工方法結(jié)合該施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況，確定使用干樁施工技術(shù)。如果在鉆孔過程中涌出地下水，則可以考慮換用水樁施工技術(shù)。在實(shí)際施工過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）施工中應(yīng)結(jié)合場地的實(shí)際情況合理選擇泥漿池的位置，鉆孔過程中產(chǎn)生的泥漿在經(jīng)過沉淀處理后應(yīng)轉(zhuǎn)運(yùn)至垃圾堆場內(nèi)，避免泥漿污染周圍環(huán)境。

（2）樁身部位的鋼筋籠應(yīng)在加工廠集中進(jìn)行加工，使用吊機(jī)吊運(yùn)至作業(yè)現(xiàn)場妥善保管。鋼筋籠堆放應(yīng)堅持“上蓋下墊”的基本原則。

（3）在開挖基坑的過程中，應(yīng)設(shè)置排水支護(hù)裝置；當(dāng)基礎(chǔ)施工結(jié)束后應(yīng)及時回填并進(jìn)行碾壓，確?；靥盍系膲簩?shí)度符合設(shè)計及規(guī)范要求。

3.1.3 樁基檢測

當(dāng)樁基礎(chǔ)施工完成后，應(yīng)對樁身部位的混凝土進(jìn)行檢測。該項目設(shè)計的樁徑小于2m，樁長小于40m，使用低應(yīng)變發(fā)射波法對樁基礎(chǔ)進(jìn)行檢測。檢測過程中應(yīng)選擇使用小能量錘對樁頂部進(jìn)行錘擊，樁頂部位的傳感器會將自身的發(fā)射信號傳遞至接收端，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對樁身的評價。

3.2 支架施工

支架法主要具備以下優(yōu)勢：（1）不需要使用大型轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備；（2）結(jié)合施工現(xiàn)場的情況合理選擇支架形式。

3.2.1 施工要點(diǎn)

支架應(yīng)設(shè)置在橋尾部位，先安裝底部模板，經(jīng)過施壓處理后，開始安裝內(nèi)外側(cè)模板，綁扎鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋、澆筑混凝土。當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后方可拆除模板。拆除模板后施加預(yù)應(yīng)力，并進(jìn)行管道壓漿處理，最終將支架拆除。

3.2.2 施工工藝流程

本工程使用鋼管立柱+貝雷梁的梁柱式支架，施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備→支墩基礎(chǔ)施工→支墩施工→安裝橫向配梁→安裝縱向貝雷梁→安裝工字鋼→鋪設(shè)方木→安裝底部模板→檢查支架結(jié)構(gòu)→預(yù)壓處理→質(zhì)量驗(yàn)收→安裝側(cè)面模板→鋼筋綁扎及安裝→安裝內(nèi)部模板→澆筑混凝土→預(yù)應(yīng)力張拉→管道壓漿→拆除支架。

3.2.3 支架搭設(shè)

該項目的箱梁支架設(shè)計使用貝雷鋼立柱支架。當(dāng)鋼管柱基礎(chǔ)施工結(jié)束后，應(yīng)在兩邊承臺上部各安裝4根Φ609mm×16mm 鋼管立柱作支撐立柱，跨中部位應(yīng)安裝兩排鋼管立柱，每排的鋼管立柱還應(yīng)設(shè)置剪刀撐。

支架搭設(shè)施工計劃應(yīng)結(jié)合科學(xué)的計算結(jié)果進(jìn)行編制，鋼管立柱的高度表達(dá)式為：基礎(chǔ)頂部標(biāo)高+活絡(luò)頭的高度+貝雷架的高度+鋼管柱的高度+底部模板的厚度+預(yù)拱度+梁底標(biāo)高。

3.2.4 支架預(yù)壓

（1）預(yù)壓目的。當(dāng)支架安裝施工完成后，為檢驗(yàn)支架施工的安全性與可靠性，避免出現(xiàn)非彈性變形現(xiàn)象，為強(qiáng)化對梁體部位的線性控制，在施工過程中應(yīng)結(jié)合施工情況合理設(shè)置兩側(cè)拱度，并對支架體系進(jìn)行預(yù)壓處理。

（2）預(yù)壓方法。預(yù)壓的荷載值應(yīng)是梁體自身的重量加上施工過程中產(chǎn)生的荷載，梁體預(yù)壓借助重力構(gòu)件完成。鋼筋的重量、混凝土管的重量可以通過過磅的方式進(jìn)行確定。預(yù)壓材料的重量確定為支架體系能夠承受的最大施工荷載的110%。荷載預(yù)壓應(yīng)采用分段面的方式進(jìn)行，簡單而言就是將現(xiàn)澆箱梁的斷面細(xì)分為3個區(qū)域，分別進(jìn)行預(yù)壓處理。

（3）預(yù)壓監(jiān)測。支架上部可以設(shè)置多個觀測點(diǎn)：縱橋方向可以設(shè)置5個觀測點(diǎn)，橫橋方向應(yīng)在貝雷梁上部的旋桿設(shè)置3個觀測點(diǎn)，支架的下部柱腳處的檢測點(diǎn)應(yīng)均勻布置。

3.2.5 支架拆除

（1）在安裝落架設(shè)備的過程中應(yīng)保證螺紋鋼豎直，螺紋管嚴(yán)禁與墊梁、貝雷梁、橫梁接觸，以避免出現(xiàn)橫向作用力。

（2）為避免貝雷梁移動支架過程中出現(xiàn)高空墜物，移動前應(yīng)將底部模板、方木全部拆除，并將貝雷梁表面的雜物清理干凈。

（3）貝雷梁拆除的過程中，應(yīng)在橫向兩側(cè)焊接防傾覆擋塊，確保分配梁與貝雷梁加固為一個整體，確保作業(yè)過程中的安全性。

3.3 模板架設(shè)技術(shù)

（1）結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況合理地選擇模板的類型，可以使用鋼模板、竹膠板或異型鋼模板，模板的關(guān)鍵指標(biāo)必須滿足設(shè)計要求，簡化模板的安裝結(jié)構(gòu)，為施工人員提供一定的便利。

（2）模板的形狀必須滿足設(shè)計圖紙的要求。此外，模板與支架必須具備足夠的剛度，保證混凝土結(jié)構(gòu)的尺寸偏差保持在合理范圍以內(nèi)。

（3）實(shí)際施工過程中應(yīng)逐節(jié)進(jìn)行施工，保證側(cè)面模板安裝的牢固性，模板安裝完成的外觀質(zhì)量必須滿足設(shè)計要求。

（4）循環(huán)使用的模板必須保證表面平整，無明顯污漬，不會出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，若模板出現(xiàn)形變則應(yīng)立即進(jìn)行修整。

3.4 混凝土施工

3.4.1 混凝土澆筑

箱梁部位的混凝土應(yīng)使用混凝土泵車進(jìn)行澆筑，混凝土的配合比應(yīng)滿足設(shè)計要求。此外，混凝土還應(yīng)保證和易性、強(qiáng)度、凝結(jié)速度等多方面性能符合設(shè)計要求。在正式澆筑混凝土之前，必須保證模板表面清理干凈，并檢查波紋管、預(yù)埋件等組件的質(zhì)量，保證混凝土澆筑過程中不會出現(xiàn)質(zhì)量問題[1]。

混凝土澆筑過程中應(yīng)由中間向兩側(cè)進(jìn)行澆筑，澆筑方式使用分層澆筑，每層澆筑的厚度不得超過30cm?；炷琳駬v使用插入式振搗棒，振搗應(yīng)快插慢拔。

3.4.2 混凝土養(yǎng)護(hù)

箱梁部位的混凝土澆筑完成后應(yīng)及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)過程中應(yīng)確保混凝土始終處于濕潤狀態(tài)，避免風(fēng)吹日曬。外露部分的混凝土可以在表面收漿完成，且混凝土達(dá)到初凝強(qiáng)度后使用土工材料進(jìn)行覆蓋，然后灑水養(yǎng)護(hù)。

4 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉及管道注漿的基本要求

4.1 預(yù)應(yīng)力張拉施工的基本要求

（1）張拉預(yù)應(yīng)力前，需提前檢查混凝土的尺寸、養(yǎng)護(hù)時間以及強(qiáng)度，在以上檢查質(zhì)量均符合設(shè)計要求的情況下才可以開始張拉作業(yè)。若設(shè)計圖紙中對混凝土的強(qiáng)度無特別要求時，可以將張拉作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)界定為混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值的85%。張拉作業(yè)至少要待混凝土澆筑后7d進(jìn)行，但不得超過21d。墊板下側(cè)及四周部位的混凝土必須振搗密實(shí)，若存在蜂窩麻面等質(zhì)量缺陷，則應(yīng)拆模并采取必要的治理措施，在處理完成以后方可開始張拉作業(yè)[2-3]。

（2）以曲線段的預(yù)應(yīng)力筋或是直線預(yù)應(yīng)力筋（長度超過25m）來看，若設(shè)計圖紙無特別要求，則應(yīng)采用兩端張拉的方式進(jìn)行作業(yè)。若相同截面內(nèi)存在多束預(yù)應(yīng)力筋時，其張拉端需要設(shè)置在構(gòu)件的兩端。

（3）實(shí)際張拉過程中，按照設(shè)計圖紙要求的順序進(jìn)行作業(yè)，若設(shè)計圖紙無明確要求時，則可以分批次、分階段進(jìn)行張拉。結(jié)合施工需求合理選擇張拉設(shè)備。

（4）安裝張拉設(shè)備過程中，確保張拉合力作用線與預(yù)應(yīng)力筋的軸線保持一致。安裝錨具、限位板之前需要提前檢查孔位分布是否滿足設(shè)計及規(guī)范要求，確保不會出現(xiàn)偏位現(xiàn)象。

（5）預(yù)應(yīng)力筋張拉作業(yè)完成且錨固后，保證錨具的夾片頂面相互對齊，夾片之間的位錯差異控制在2mm內(nèi)。

（6）預(yù)應(yīng)力筋錨固完成后，將剩余部分切除，保證預(yù)應(yīng)力筋外露的長度控制在30mm 以內(nèi)，在切割預(yù)應(yīng)力筋時不得使用電弧焊切割方式。

（7）夾片式、錐塞式等錨具，錨固作業(yè)完成后，嚴(yán)禁施工人員大力敲擊或擾動預(yù)應(yīng)力筋。

（8）錨固作業(yè)完成后，卸力時應(yīng)滿足以下要求：①承壓式錨具，預(yù)應(yīng)力卸除保持緩慢、勻速。②使用放松設(shè)備將錨具松開。③不得在預(yù)應(yīng)力筋受到拉力的情況下直接卸除錨具。④確保存在夾痕部分不會處于受力狀態(tài)。⑤施工前制訂完善的放張方案，詳細(xì)記錄放張作業(yè)的具體情況。

4.2 梁體混凝土裂縫的控制措施

4.2.1 荷載裂縫的控制措施

荷載裂縫即因外部荷載影響而形成的裂縫。例如，彎曲裂縫、扭轉(zhuǎn)裂縫、受拉裂縫、受壓裂縫、剪切裂縫等，可以通過優(yōu)化設(shè)計或分析裂縫出現(xiàn)的原因進(jìn)行處理。以常規(guī)性鋼混箱梁橋或預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋作為案例進(jìn)行分析。首先，需要探究這種類型的橋梁在施工過程中自身內(nèi)力的變化規(guī)律，從而對箱梁的縱向配筋、橫向配筋進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化的內(nèi)容包括正負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力束。在特殊情況下也可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置臨時預(yù)應(yīng)力束，以保證整體結(jié)構(gòu)具備足夠的抗扭強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度，以此避免橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)彎曲裂縫、受剪裂縫或受扭裂縫。預(yù)應(yīng)力束錨固以后的局部區(qū)域可能出現(xiàn)受壓裂縫或受拉裂縫，可以使用加強(qiáng)筋進(jìn)行處理；因橫向彎矩而形成的縱向裂縫，可以沿橫向預(yù)應(yīng)力筋來調(diào)整橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀況。在選擇預(yù)應(yīng)力筋時，優(yōu)先使用錨固可靠、預(yù)應(yīng)力損失較少的鋼筋，盡量減少預(yù)應(yīng)力的損失量，確保橋梁結(jié)構(gòu)擁有足夠的預(yù)應(yīng)力。

現(xiàn)階段，我國的橋梁計算理論及方法不斷地完善，由原本單一、簡單的平面理論逐步發(fā)展為空間理論，后發(fā)展至全過程預(yù)測分析，即會對各種影響因素、橋梁結(jié)構(gòu)特征、負(fù)荷情況等內(nèi)容展開全面分析。所以，隨著理論研究的不斷深入，在平面設(shè)計的基礎(chǔ)上，將空間受力因素融入研究體系內(nèi)非常有必要。其可以保證橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性及實(shí)用性，同時還可以在很大程度上彌補(bǔ)平面設(shè)計存在的缺陷。

4.2.2 變形裂縫的控制措施

變形裂縫即因橋梁非荷載影響而出現(xiàn)的裂縫。例如，溫度變形、收縮變形、地基不均勻沉降等現(xiàn)象。此類變形主要是受到了外部約束，混凝土實(shí)際受到的應(yīng)力超出了混凝土自身的抗拉強(qiáng)度，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。所以在實(shí)際設(shè)計的過程中，需要兼顧天氣、地質(zhì)、環(huán)境、施工工藝、原材料等因素的影響，結(jié)合實(shí)際情況制定科學(xué)的處理措施，以避免裂縫出現(xiàn)。

（1）在對基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)保證基礎(chǔ)與地質(zhì)條件相協(xié)調(diào)。若橋梁所處區(qū)域的地質(zhì)比較復(fù)雜或是軟弱，采用混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)會對橋梁結(jié)構(gòu)的整體安全性造成巨大的影響。因此，在基礎(chǔ)設(shè)計之前需要提前掌握地質(zhì)條件的具體情況?；A(chǔ)設(shè)計過程中，需要兼顧以下內(nèi)容：①如果地勘數(shù)據(jù)不全面或不精準(zhǔn)，將導(dǎo)致基礎(chǔ)形式、基礎(chǔ)尺寸、基礎(chǔ)的埋設(shè)深度缺乏合理性；②相同區(qū)域內(nèi)的軟弱地質(zhì)條件下，盡可能采用相同的基礎(chǔ)形式，以保證地基不會出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，可以有效地避免裂縫出現(xiàn)；③不宜在不同的地質(zhì)條件下采用相同的基礎(chǔ)形式。結(jié)合實(shí)際情況分析，不同的地質(zhì)條件下，基礎(chǔ)的沉降量必然存在一定的差異，這種差異會導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

（2）保證支架設(shè)計剛度的合理性?，F(xiàn)場澆筑的支架或移動模架的剛度會對混凝土澆筑過程中的變形現(xiàn)象造成直接影響。若支架的剛度過大，則會提高施工成本，同時也會增加施工難度，進(jìn)而影響施工工期。但如果支架剛度過低，則會增大混凝土成型過程中支架出現(xiàn)變形的可能性。

5 結(jié)語

綜上所述，在市政橋梁工程施工時，使用預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)可以保證施工質(zhì)量符合設(shè)計及規(guī)范要求。本文對橋梁工程中的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)進(jìn)行研究分析，指出實(shí)際施工過程中的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)與施工難點(diǎn)，以期提高橋梁工程建設(shè)質(zhì)量。