高速公路現澆預應力混凝土連續箱梁施工工藝

姚志華

摘要 現澆預應力混凝土連續箱梁技術被廣泛應用于高速公路施工中，具有施工便利且效率高的特點，同時能夠保障交通順暢。文章結合預應力混凝土連續箱梁工程實例，針對項目施工要點，梳理施工流程，從現場準備、箱梁支架搭設、模板施工、預應力施工、孔道壓漿等各環節施工工藝進行論述，保證了箱梁的施工質量。

關鍵詞 高速公路；連續箱梁；預應力；施工準備；工藝分析

中圖分類號 U445.57文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）09-0126-03

0 引言

現澆預應力混凝土連續箱梁屬于公路橋梁中的常見結構，兼具抗彎剛度大、跨越能力強、穩定可靠等特點，對橋梁的高質量建設和安全使用均有益，但此類箱梁的施工細節豐富，且施工期間可能受到環境因素的干擾，易出現質量問題。因此，有必要深入探討現澆預應力混凝土箱梁施工工藝，依托科學的工藝保證箱梁的施工質量。

1 工程概況

某高速公路互通區匝道橋，橋跨6×26 m，橋梁下部為鉆孔灌注樁基礎、肋板式橋臺、單排架樁柱式橋墩，墩臺為雙柱結構。橋梁采用單箱雙室預應力混凝土箱梁，全寬15.5 m，梁高1.4 m，縱向設腹板束、底板束和頂板束。

2 現澆預應力混凝土連續箱梁施工要點

（1）橫向鋪設15 cm×15 cm方木、縱向鋪設10 cm

×10 cm方木，間距分別為50 cm、10 cm，于方木上方鋪設1.2 cm厚的防水竹膠板，形成滿堂鋼管腳手架支撐裝置。模板間的結合部位缺乏嚴密性，以墊入海綿雙面膠帶的方法進行填充，避免因熱脹冷縮而導致模板鼓起、混凝土施工期間漏漿的問題。

（2）預壓加載物采用土袋，數量根據土袋規格和預壓負荷計算確定。為判斷預壓引起的變形狀況，在模板兩側每間隔1 m布設一處測點，在預壓加載過程中進行觀測。變形趨于收斂時，仍持續一段時間的變形觀測，最終在箱梁具有穩定性后結束。上拱度是箱梁施工中的重點控制指標，根據支架的彈性及非彈性特性而定。

（3）澆筑所用的混凝土必須嚴格依據配合比拌制而成，均勻性、和易性各項性能均良好?；炷岭S拌隨用，通過吊車提升至指定點位后，緩慢澆筑，盡可能地減小澆筑產生的沖擊力，否則波紋管或其他已設置到位的材料可能因外力作用而偏位、變形和受損。澆筑時做振搗處理，使混凝土內部密實和表面平整。

3 施工流程及具體方法

按圖1所示的流程有序施工，最終建成現澆預應力混凝土連續箱梁。

3.1 場地處理

全面清理施工現場的雜物，保證場地的平整性，若局部有較大的起伏，根據起伏程度順勢設置為臺階型，用漿砌片石加固邊緣部分，增強邊緣的穩定性。若現澆箱梁施工現場存在淤泥或其他軟土，采取分層開挖換填和碾壓的處理方法，使換填部位的厚度、密實度各方面均達標。對處理后的場地做觸探試驗，若結果顯示地基的承載力達標且無其他異常狀況，可鋪設石渣，由推土機推平、壓路機壓實，使鋪設材料平整分布并密實穩定。

3.2 箱梁支架設置

（1）支架類型。根據結構穩定、搭建和拆除便捷的基本要求進行支架選型，在該工程中采用的是碗扣式多功能腳手架，為之增設剪刀撐，提升穩定性。

（2）承載力驗算。承載力是評價支架穩定程度的重要指標，需考慮現澆預應力混凝土箱梁施工條件，預估施工荷載，驗算支架在特定荷載作用下的承載性能，若達標則可行，否則優化支架設計方案。

（3）預留拱度。按如下公式計算：

F=f1+f2+f3 （1）

式中，f1——地基彈性變形；f2——支架彈性變形；f3——梁體撓度。

式中f2=σl/E計算，f3根據施工經驗取20 m跨徑為2 cm，30 m跨徑為3 cm。

預拱度最大值設置在梁的跨中位置，并按y =4f拱x（l-x）/l2的曲線方程式進行分配（取左支點為坐標原點，跨長為l，主梁跨中矢高為f拱），算得各點處的預拱度值后（如表1～2），通過在支架上項托對底模標高進行調整。

（4）支撐架的設置。立桿橫橋向、縱向步距分別為60 cm、90 cm，支撐架頂面設可調頂托。主楞采用[14a]槽鋼，上方鋪設48 mm×3 mm架管作次楞，頂板模板通過扣件式鋼管支撐架維持穩定。從整體支撐架的受力條件來看，以隱形蓋梁處箱梁為高2.5 m的實體部分受力最強，為保證支撐架整體的穩定性，按最不利荷載計算，思路如下：

梁體自重：G=2.5 m×26 kN/m3=65 kN/m2；

模板荷載：1 kN/m2；

施工荷載：2 kN/m2。

考慮安全系數后的承載力為40 kN，而基于前述數據進行計算后確定的單根立柱所受荷載為24.5 kN（0.6 m×

0.6 m×（65+1+2）kN/m2=24.5 kN）＜40 kN，因此支撐架受力合理。

對于支撐架的搭設，分階段有序進行：于第一層立桿處搭設時，布置下托撐，用此裝置調節基底以保證此部位的平整性；再以圖紙要求為準，布設立桿，到達架頂部位后配置上托撐，最后將次楞和底模板布設到位。

3.3 箱梁支架的預壓

預壓的作用在于：①檢驗支架的安全性，保證支架可有效使用。②消除支架的非彈性變形以及確定彈性變形量。③消除地基的不均勻沉降，使經過支架預壓后的地基具有穩定性，為后續施工打好基礎。

支架預壓時間安排在支架搭設完成后，預壓加載物采用袋裝砂，加載量取箱梁自重的105%。從支座處開始預壓加載，逐步向中間推進。加載分級完成，依次為預壓荷載的30%、45%、30%，即最終加載結束后的荷載為箱梁自重的105%。加載后穩壓持荷，進行觀測。預壓加載作業結束后，按照與加載相反的順序進行卸載，分別為加載預壓荷載的30%、45%、30%。加載采用的袋裝砂必須經過稱量，保證每袋重量均合理，借助吊車將其吊裝至支架頂，實現加載。

3.4 模板施工

模板材料采用清水模板，原因在于用此類模板施工后的箱梁表面具有平整性。施工人員嚴格按照圖紙要求將模板準確布設到位，避免偏位、變形、板間拼縫漏漿等異常狀況。由于清水模板的平面剛度較差，安裝時增設加勁肋和拉桿，對模板做增強處理，以改善模板的使用狀態。

3.5 預應力裝置的設置

（1）波紋管的安裝。施工人員將波紋管準確布設到位后，設定位鋼筋，穩固波紋管，確保其在使用過程中始終保持穩定。在曲線段安裝波紋管時，適當加密定位鋼筋，提高安裝精度，將波紋管的位置偏差控制在許可范圍內。綜合考慮混凝土澆筑和振搗施工條件，進行波紋管位置的合理優化，以免在混凝土澆搗期間受到影響。

（2）錨墊板的安裝。垂直于預應力筋布設錨墊板，搭配螺旋鋼筋，使錨墊板維持穩定。

（3）鋼絞線的安裝。鋼絞線表面干凈、形態完整，所有鋼絞線均要做編號處理，按照順序依次安裝。鋼絞線端頭以錐形為宜，對其進行包裹，防護端頭，使其在穿束時無散絲和受損等問題。穿束時，通過卷揚機進行牽引，根據穿束要求嚴格控制牽引力。鋼絞線穿束應謹慎、細致地進行，確保鋼絞線不出現形態異常和受損等問題，且必須在專員的指揮下穿束。穿束過程中加強檢查，對于在此過程中出現的穿束受阻、鋼絞線扭曲等異?，F象，隨即暫停施工，妥善處理。

3.6 箱梁混凝土施工

經過模板、鋼筋等分項工程質量檢驗后，開始澆筑混凝土。按照“底板→腹板→橫隔板→頂板”的順序進行，保證各部分的混凝土均可有效澆筑到位?；炷翝仓r做振搗處理，作業人員準確控制振搗點位，在合適的點位進行特定深度的振搗，提高混凝土內部密實度和表面平整度。振搗具有擾動性，振搗設備可能碰觸模板、鋼筋等材料，導致部分材料出現偏位、受損、變形等問題，因此施工人員必須嚴格控制振搗設備的作業范圍，避免不良影響。

箱梁混凝土澆筑、振搗結束后開始養護。養護方式根據混凝土的成型狀態、現場氣候條件而定，經過養護后，使混凝土在良好的溫濕度條件下有效成型，確保全程不出現裂縫或其他質量問題?；炷恋某尚托Чc溫度、含水量有關，因此養護期間需加強對兩項參數的檢測與控制，適時做好保溫和灑水作業。養護方法需要根據箱梁混凝土的實際養護狀態靈活調整，竭力創設有利于混凝土成型的良好環境。在針對養護溫度、濕度采取控制措施時，還需加強防護，例如避免磕碰。對于拆模時間，以混凝土的齡期和實測強度為準進行確定，保證拆模作業的順利進行。拆模時，應避免混凝土黏附至模板上、磕碰受損等問題。

3.7 預應力張拉

在混凝土強度達到設計強度的90%后，通過后張法進行預應力張拉作業。張拉前，檢查工作夾片、千斤頂、限位板等各類輔助裝置，要求各自的布設位置準確，性能穩定可靠。從箱梁兩端開始對稱張拉預應力，盡可能保證兩端張拉應力的一致性。箱梁預應力張拉分級進行，即荷載值的20%、40%、80%、100%，各級持荷時間均為5 min。為保證張拉的有效性，采取“雙控”措施，以張拉應力為主要控制對象，利用鋼絞線的伸長量檢驗，合理狀態是張拉應力達標且鋼絞線伸長量的偏差在6%以內。在“雙控”的張拉質量控制方式下，若某項指標存在異常，均視為不合格，需要分析原因，妥善處理。

3.8 孔道壓漿

在張拉完成后的48 h內安排孔道壓漿。壓漿前，檢查錨具、預應力筋等，確保各自均無質量問題；進行試驗，確定漿液的類型、配合比，為提升性能，在漿液拌制中摻入適量的微膨脹劑。漿液拌制完成后，隨即投入使用。以真空智能壓漿的方法從上部開始逐步向下壓漿，全程連續進行，順暢完成各部分的壓漿作業。對曲線孔道做壓漿施工時，從最低處壓漿，逐步向高處推進，其間檢查最高處出漿口的漿液排出狀況，判斷壓漿效果。在一端用真空泵抽真空至低于?0.1 MPa，在此條件下從另一端壓注漿液，經過一段時間的壓漿后，排氣孔開始排氣和出漿，表明壓漿具有飽滿性?？椎缐簼{盡可能地連續進行，非必要不中斷。正常狀態下，出漿口的排出物應發生“空氣→水→稀漿→濃漿”的變化，經過足量漿液的注入后，出漿口流出的漿液與壓入漿液的稠度一致，表明孔道壓漿效果良好，關閉出漿孔的閥門，仍壓注一段時間，確保漿液嚴密填充至孔道內?？椎缐簼{過程中，漿液借助壓力推送到位，因此壓漿期間及時監測進漿壓力具有必要性，待其達到0.5～0.7 MPa后，穩壓3 min，若無異?，F象，關閉進漿口的閥門。按前述提及的流程進行操作后，完成一處孔道的壓漿作業，以此類推，進行各孔道的壓漿。若施工期間的檢查結果顯示局部壓漿不飽滿或有其他問題，必須在有效處理后方可恢復正常壓漿作業狀態。

3.9 支架拆除

縱向鋼束張拉結束、混凝土強度達標后，開始拆除支架。拆除作業采取先中跨、后邊跨的順序，在各跨的支架拆除活動中，均向兩端支點對稱拆除?，F澆預應力混凝土箱梁的支架拆除遵循對稱、均勻、緩慢、安全的原則，保證拆除的有效性。根據先搭后拆的要求，確定如下拆除流程：松頂托，解除部分結構間的約束，將底梁板、翼緣板底模與梁體分離，再拆除拉桿、支撐裝置、橫桿、立桿等其他的構件，最終完成支架的拆除作業。需注意，拆除過程中及時檢查梁底的形態，禁止在梁底變形時進行拆除。支架拆除后，將產生的構件分類放置、修整、清理，以便重復利用。

4 結語

預應力混凝土連續箱梁施工工序可直接影響到整個高速公路工程的進度。在工程實踐中，工程人員需要從現場施工條件出發，以工程質量要求為目標，確定合適的現澆預應力混凝土連續箱梁施工方案，做好支架搭設、模板支立、鋼筋綁扎等基礎工作，規范進行混凝土澆筑、張拉和孔道壓漿，在保證箱梁施工質量良好后需謹慎拆模，最終建成優質的現澆預應力混凝土連續箱梁，保證我國高速公路事業的正常發展。

參考文獻

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