經驗交流：預應力橋梁現澆連續箱梁上部結構
發布時間：2010-01-14 共2頁
隨著我國經濟的增長，人民生活水平也不斷提高。我國在公路建設方面也不斷的加投資，尤其在高等級公路上投資建設。隨著橋梁工程量的投資建設作，積累施工經驗。作為預應力橋梁的施工工藝也慢慢的成熟。其結構比較節省材料、安全系數高等優點也常在橋梁工程中被普遍使用。下面對預應力橋梁現澆連續箱梁上部結構施工工藝作進一步的介紹
一、工程概況(以梅河高速公路K1+136.393跨線橋為例)
K1+136.393跨線橋為上跨梅州市西環高速及梅河高速公路的跨線橋，本橋梅河高速設計樁號K1+013.93m～K1+259.393，橋長246米，分左右雙幅橋，單幅寬為16.50m，上部結構采用預應力混凝土現澆連續箱梁，全橋共為三聯，1～3跨為一聯，跨經為20+2×25m，4～7跨為二聯，跨經為4×25m、8～10跨為三聯，2×25+20m。第二聯鋼束采用雙端張拉，第一聯及第三聯采用單端張拉，張拉端分別為0#、10#臺頂。與西環高速公路交叉樁號為K1+136.393(XHK18+461.588)交角為90.26°，5#墩中心與西環高速重合。
二、上部結構施工工藝
地基處理，搭設支架，制作加工安裝模板，支架預壓，鋼筋安裝，澆筑混凝土，張拉工作，孔道壓漿，封錨，支架、模板的拆除等。
1、地基處理
在橋跨與橋寬范圍內，將場地平整，采用18T以上振動壓路機碾壓4～5遍，回填地面高程距箱梁底高程距離約7.0m，0#～4#墩回填標高94m,5#～7#回填標高95.5m，8#～10#回填標高97.0m。壓實度不小于90%，并鋪填一層厚度為約10-15cm的石屑，按橫向間距1～1.2m，布置20cm×5cm的水平方木或16#槽鋼，使壓力擴散，確保支架在施工中不發生變形與失穩。
地基回填后，開挖一定數量的排水溝，防止雨水對支架底部的浸泡。
2、支架搭設及支座安裝
支架采用標準CKC門式腳手架（φ42×1219×1930），該支架輕巧，拼裝方便，但其剛度較小，為保證支架的強度及整體穩定性，支架采用四體品字形雙層結構排列，支架底部墊20cm×15cm水平方石木或16#槽鋼并與地面之間鋪一層石屑或小石子找平。支架之間用φ48×3mm的鋼管將門架縱橫交叉聯結，內部及外側用鋼管作剪刀撐，并用鋼絲繩對稱斜拉，在箱梁肋板，橫隔板位置處支架加密1倍，懸臂板部分可適當減少一些。上托頂架鋪設10×12方木,其支架高度可按地形及門式腳架調整搭設，利用上托調整預拱度。
支架搭設完后，在墩柱及臺身上用經緯儀準確測放出支座中心點位置，并按照設計圖紙要求安裝支座。
3、支架預拱度設置
預拱度計算公式：f=f1+f2其中f1：支架彈性變形；f2：梁體撓度預拱度，最值設在梁的跨中位置，并按拋物線形式進行分配，算得各點的預拱度值后，通過支架上的可調絲桿頂托或底座對底模進行調整。
4、模板的制作、安裝及支架的預壓
支座安裝合格后，依據圖紙尺寸加工并安裝箱梁底模板，模板均采用優質進口竹膠合板（1.2cm厚），表面光潔度、平整度、線條平順均能滿足美觀要求,其剛度強度能滿足要求。
模板接縫處嵌填海綿條或采用膠帶封縫，并設置斜撐和壓腳，以防跑模和漏漿。模板安裝前，檢查其是否變形、污染。支架底模高程計入落地支架彈性、非彈性變形值，并加入第一、第十跨跨中設1.5cm的預拱度，第二、九跨跨中設2cm的預拱度，其他位置按拋物線設置預拱度，以確保箱梁的標高符合設計要求。預壓完成后，卸去砂包，把模板清洗干凈，并涂刷優質脫模劑。重新測量標高調整底板。
支架靜預壓：在支架搭設完成以后，應對支架進行預壓，預壓荷載不小于梁體鋼筋混凝土重量的1.2倍，預壓采用砂(或土)袋預壓，其荷載分布與現澆箱梁重量分布情況一致，預壓期間在每跨設置五個斷面15個觀測點，預壓前先測量復核支點標高，砂袋用吊機吊放到支架上，試壓分三次水平加載，第一次試壓重40%，第二次為40%，第三次全部加完，然后觀測7天，卸載按三次進行，第一次按試重的20%，第二次為40%，第三次全部卸完，每個觀測點在每一次加載（卸載）完了及全部加載完（卸載完）均要觀測，全部加載完成后先每一天觀測一次，若連續7d觀測結果在5mm以內，則可以認為地基沉降基本穩定。
5、鋼筋、波紋管、鋼絞線安裝
調整底板合格后、安扎鋼筋、安扎時分兩次，第一次安扎鋼筋為底肋板，在底板及肋板澆注砼后安扎箱頂及懸臂預埋鋼筋，在澆注箱頂板時，在頂板應力最小處（1/4跨）開1×1.5m天窗(每一箱1個)拆除箱內模板、支架后將天窗鋼筋焊接好，并采用與箱梁同標號砼澆筑平整。
在安裝綁扎完底板鋼筋及橫隔板骨架后，待波紋管，鋼絞線安裝完后，再綁扎肋板鋼筋。鋼絞線安裝程序：先按其長度，編號穿入波紋管，分布在肋部位置，再將波紋管及應力鋼束按曲線要素表準確定位，采用鋼筋“#”字架50cm間距將鋼束固定，彎曲部位間距為25cm，重復檢查，穿鋼束時波紋管是否有破裂，波紋管接口處采用橡膠條或封口膠布包裹密封，外用鐵絲扎緊，當鋼筋與鋼束位置發生矛盾時，鋼筋讓位于鋼束，在箱梁波紋管頂峰處引出氣孔，（用小膠管引出），安裝好波紋管鋼束后，重新檢查其坐標位置是否符合要求，進行調整，后完善其他肋板及橫隔板鋼筋，待砼澆注后，及時將鋼絞線在橋兩頭利用卷揚機來回拉動，施工時特別注意防止波紋管漏漿及壓扁引起下一道工序的困難。
6、混凝土攪拌、運輸、澆筑及其養生
(1)混凝土由L500強制式攪拌機攪拌，由攪拌站統一供給。配料由電子秤控制（已經過計量部門檢測標定），并嚴格按照中心試驗室提供的砼配合比攪拌，由兩臺6m3攪拌車運輸、采用泵送砼澆注施工。配8臺插入式振動棒振搗。
(2)箱梁混凝土分兩次澆筑（第一層為底板及肋板根部50cm高，第二層為肋板、頂板和懸臂板）。箱梁底板和肋板混凝土采用斜層法由低端向高端澆筑。第一層澆筑混凝土初凝后對施工縫鑿毛清理，并用鋼絲刷刷凈鋼筋上的水泥漿。第二層混凝土由中間向兩邊均勻攤鋪至設計標高，并由低向高推進。混凝土初凝后，用鋼絲刷拉毛，使其表面粗糙而平整、清潔。以便于橋面鋪裝混凝土的結合質量。第一層混凝土澆筑時采用插入式振搗器振搗，并振搗密實。第五跨3/4跨處50cm范圍設濕接縫，待混凝土強度達到30Mpa再澆筑，同時每個工作班制取試塊不少于5組。最后一層施工的混凝土，把二組試塊放在箱梁上同條件下養護，采用覆蓋養生。
(3)澆筑混凝土時注意：
①在澆筑混凝土過程中，為了避免踏扁波紋管，防止變形，有專人負責看護，指揮及檢查；
②嚴格按規范分層(30cm)澆筑，并且拉斜坡；
③嚴格控制混凝土坍落度，消除由于混凝土體積收縮產生的裂紋；
④嚴格控制澆注時間(接縫)及時振搗。
7、預應力張拉
<1>在混凝土強度達到設計強度95%后，且齡期于7天后方可進行張拉。預應力鋼束張拉嚴格按照設計圖紙提供的張拉順序和張拉控制應力進行。張拉設備在使用前須進行檢查和校核。
<2>本橋預應力箱梁采用后張法，預應力筋為低松弛預應力鋼鉸線，張拉工藝根據設計圖紙分別采用兩端同時張拉。
<3>預應力張拉采用雙控，以張拉力進行控制，以伸長量進行校核，實際伸長量值與理論伸長值之差若超過規范要求應暫停張拉，查明原因并采取措施加以調整后，再繼續張拉。
預應力鋼絞線張拉時理論伸長值：△=P.L/Ag.Eg
式中P為預應力鋼絞線平均張拉力(N)
L為預應力鋼材長度(cm)
Eg為預應力鋼材彈性模量(N/mm2)
Ag為預應力鋼材截面面積(mm2)
預應力鋼絞線實際伸長值△=△L1+△L2,△L1為從初應力至最張拉力間的實測伸長值，△L2為初應力時的推算伸長值，采用相鄰級預拉力伸長值。
預應力鋼絞線張拉后每束的斷絲或滑絲不超過1絲，每個斷面斷絲之和不得超過該斷面鋼絲總數的l%，如超過限制數，應進行更換。張拉噸位控制為0.75。
<4>張拉設備校核：張拉機具與錨具配套使用，在進場使用前進行檢查與校核，每臺千斤頂與壓力表、壓力盒、測力計及其他裝置，應具有±1%的讀數精度。壓力表精度不應低于1.5級。千斤頂一般使用超過6月或200次，以及在使用中出現不正常現象時，應重新校準。
一、工程概況(以梅河高速公路K1+136.393跨線橋為例)
K1+136.393跨線橋為上跨梅州市西環高速及梅河高速公路的跨線橋，本橋梅河高速設計樁號K1+013.93m～K1+259.393，橋長246米，分左右雙幅橋，單幅寬為16.50m，上部結構采用預應力混凝土現澆連續箱梁，全橋共為三聯，1～3跨為一聯，跨經為20+2×25m，4～7跨為二聯，跨經為4×25m、8～10跨為三聯，2×25+20m。第二聯鋼束采用雙端張拉，第一聯及第三聯采用單端張拉，張拉端分別為0#、10#臺頂。與西環高速公路交叉樁號為K1+136.393(XHK18+461.588)交角為90.26°，5#墩中心與西環高速重合。
二、上部結構施工工藝
地基處理，搭設支架，制作加工安裝模板，支架預壓，鋼筋安裝，澆筑混凝土，張拉工作，孔道壓漿，封錨，支架、模板的拆除等。
1、地基處理
在橋跨與橋寬范圍內，將場地平整，采用18T以上振動壓路機碾壓4～5遍，回填地面高程距箱梁底高程距離約7.0m，0#～4#墩回填標高94m,5#～7#回填標高95.5m，8#～10#回填標高97.0m。壓實度不小于90%，并鋪填一層厚度為約10-15cm的石屑，按橫向間距1～1.2m，布置20cm×5cm的水平方木或16#槽鋼，使壓力擴散，確保支架在施工中不發生變形與失穩。
地基回填后，開挖一定數量的排水溝，防止雨水對支架底部的浸泡。
2、支架搭設及支座安裝
支架采用標準CKC門式腳手架（φ42×1219×1930），該支架輕巧，拼裝方便，但其剛度較小，為保證支架的強度及整體穩定性，支架采用四體品字形雙層結構排列，支架底部墊20cm×15cm水平方石木或16#槽鋼并與地面之間鋪一層石屑或小石子找平。支架之間用φ48×3mm的鋼管將門架縱橫交叉聯結，內部及外側用鋼管作剪刀撐，并用鋼絲繩對稱斜拉，在箱梁肋板，橫隔板位置處支架加密1倍，懸臂板部分可適當減少一些。上托頂架鋪設10×12方木,其支架高度可按地形及門式腳架調整搭設，利用上托調整預拱度。
支架搭設完后，在墩柱及臺身上用經緯儀準確測放出支座中心點位置，并按照設計圖紙要求安裝支座。
3、支架預拱度設置
預拱度計算公式：f=f1+f2其中f1：支架彈性變形；f2：梁體撓度預拱度，最值設在梁的跨中位置，并按拋物線形式進行分配，算得各點的預拱度值后，通過支架上的可調絲桿頂托或底座對底模進行調整。
4、模板的制作、安裝及支架的預壓
支座安裝合格后，依據圖紙尺寸加工并安裝箱梁底模板，模板均采用優質進口竹膠合板（1.2cm厚），表面光潔度、平整度、線條平順均能滿足美觀要求,其剛度強度能滿足要求。
模板接縫處嵌填海綿條或采用膠帶封縫，并設置斜撐和壓腳，以防跑模和漏漿。模板安裝前，檢查其是否變形、污染。支架底模高程計入落地支架彈性、非彈性變形值，并加入第一、第十跨跨中設1.5cm的預拱度，第二、九跨跨中設2cm的預拱度，其他位置按拋物線設置預拱度，以確保箱梁的標高符合設計要求。預壓完成后，卸去砂包，把模板清洗干凈，并涂刷優質脫模劑。重新測量標高調整底板。
支架靜預壓：在支架搭設完成以后，應對支架進行預壓，預壓荷載不小于梁體鋼筋混凝土重量的1.2倍，預壓采用砂(或土)袋預壓，其荷載分布與現澆箱梁重量分布情況一致，預壓期間在每跨設置五個斷面15個觀測點，預壓前先測量復核支點標高，砂袋用吊機吊放到支架上，試壓分三次水平加載，第一次試壓重40%，第二次為40%，第三次全部加完，然后觀測7天，卸載按三次進行，第一次按試重的20%，第二次為40%，第三次全部卸完，每個觀測點在每一次加載（卸載）完了及全部加載完（卸載完）均要觀測，全部加載完成后先每一天觀測一次，若連續7d觀測結果在5mm以內，則可以認為地基沉降基本穩定。
5、鋼筋、波紋管、鋼絞線安裝
調整底板合格后、安扎鋼筋、安扎時分兩次，第一次安扎鋼筋為底肋板，在底板及肋板澆注砼后安扎箱頂及懸臂預埋鋼筋，在澆注箱頂板時，在頂板應力最小處（1/4跨）開1×1.5m天窗(每一箱1個)拆除箱內模板、支架后將天窗鋼筋焊接好，并采用與箱梁同標號砼澆筑平整。
在安裝綁扎完底板鋼筋及橫隔板骨架后，待波紋管，鋼絞線安裝完后，再綁扎肋板鋼筋。鋼絞線安裝程序：先按其長度，編號穿入波紋管，分布在肋部位置，再將波紋管及應力鋼束按曲線要素表準確定位，采用鋼筋“#”字架50cm間距將鋼束固定，彎曲部位間距為25cm，重復檢查，穿鋼束時波紋管是否有破裂，波紋管接口處采用橡膠條或封口膠布包裹密封，外用鐵絲扎緊，當鋼筋與鋼束位置發生矛盾時，鋼筋讓位于鋼束，在箱梁波紋管頂峰處引出氣孔，（用小膠管引出），安裝好波紋管鋼束后，重新檢查其坐標位置是否符合要求，進行調整，后完善其他肋板及橫隔板鋼筋，待砼澆注后，及時將鋼絞線在橋兩頭利用卷揚機來回拉動，施工時特別注意防止波紋管漏漿及壓扁引起下一道工序的困難。
6、混凝土攪拌、運輸、澆筑及其養生
(1)混凝土由L500強制式攪拌機攪拌，由攪拌站統一供給。配料由電子秤控制（已經過計量部門檢測標定），并嚴格按照中心試驗室提供的砼配合比攪拌，由兩臺6m3攪拌車運輸、采用泵送砼澆注施工。配8臺插入式振動棒振搗。
(2)箱梁混凝土分兩次澆筑（第一層為底板及肋板根部50cm高，第二層為肋板、頂板和懸臂板）。箱梁底板和肋板混凝土采用斜層法由低端向高端澆筑。第一層澆筑混凝土初凝后對施工縫鑿毛清理，并用鋼絲刷刷凈鋼筋上的水泥漿。第二層混凝土由中間向兩邊均勻攤鋪至設計標高，并由低向高推進。混凝土初凝后，用鋼絲刷拉毛，使其表面粗糙而平整、清潔。以便于橋面鋪裝混凝土的結合質量。第一層混凝土澆筑時采用插入式振搗器振搗，并振搗密實。第五跨3/4跨處50cm范圍設濕接縫，待混凝土強度達到30Mpa再澆筑，同時每個工作班制取試塊不少于5組。最后一層施工的混凝土，把二組試塊放在箱梁上同條件下養護，采用覆蓋養生。
(3)澆筑混凝土時注意：
①在澆筑混凝土過程中，為了避免踏扁波紋管，防止變形，有專人負責看護，指揮及檢查；
②嚴格按規范分層(30cm)澆筑，并且拉斜坡；
③嚴格控制混凝土坍落度，消除由于混凝土體積收縮產生的裂紋；
④嚴格控制澆注時間(接縫)及時振搗。
7、預應力張拉
<1>在混凝土強度達到設計強度95%后，且齡期于7天后方可進行張拉。預應力鋼束張拉嚴格按照設計圖紙提供的張拉順序和張拉控制應力進行。張拉設備在使用前須進行檢查和校核。
<2>本橋預應力箱梁采用后張法，預應力筋為低松弛預應力鋼鉸線，張拉工藝根據設計圖紙分別采用兩端同時張拉。
<3>預應力張拉采用雙控，以張拉力進行控制，以伸長量進行校核，實際伸長量值與理論伸長值之差若超過規范要求應暫停張拉，查明原因并采取措施加以調整后，再繼續張拉。
預應力鋼絞線張拉時理論伸長值：△=P.L/Ag.Eg
式中P為預應力鋼絞線平均張拉力(N)
L為預應力鋼材長度(cm)
Eg為預應力鋼材彈性模量(N/mm2)
Ag為預應力鋼材截面面積(mm2)
預應力鋼絞線實際伸長值△=△L1+△L2,△L1為從初應力至最張拉力間的實測伸長值，△L2為初應力時的推算伸長值，采用相鄰級預拉力伸長值。
預應力鋼絞線張拉后每束的斷絲或滑絲不超過1絲，每個斷面斷絲之和不得超過該斷面鋼絲總數的l%，如超過限制數，應進行更換。張拉噸位控制為0.75。
<4>張拉設備校核：張拉機具與錨具配套使用，在進場使用前進行檢查與校核，每臺千斤頂與壓力表、壓力盒、測力計及其他裝置，應具有±1%的讀數精度。壓力表精度不應低于1.5級。千斤頂一般使用超過6月或200次，以及在使用中出現不正常現象時，應重新校準。
