市政桥梁工程钢筋预应力混凝土箱梁施工技术分析_陈顺元.pdf

Construction Technology工程施工技术1引言市政桥梁工程施工过程中，钢筋预应力混凝土箱梁施工技术应用较多，其具有刚度大、整体性能强、外观线条美观等特点。将该技术合理应用到桥梁的建设中，可在现浇梁混凝土施工时施加预应力，以抵消箱梁自身产生的荷载，有效提升箱梁负荷能力。在具体施工过程中，必须掌握每一个施工环节的技术要点，提高每项工作的施工质量，进而保障桥梁的整体质量。2钢筋预应力混凝土箱梁施工技术概述在现浇梁混凝土结构中，施加预应力是一种常用的抗裂缝措施。在桥梁现浇梁施工时，常采用后张法，即先安装预应力管道，根据设计要求穿束预应力钢筋，再浇筑现浇梁混凝土，待强度达到设计要求后，对预应力钢筋进行张拉、压浆。在混凝土受拉部位，预应力钢筋收缩力发挥其作用，可以很好地避免混凝土裂缝的发生，也可以防止混凝土结构在施工过程中过早地产生裂缝。3工程概况本工程位于太原市小店区最南边，滨河东路南延二期工程施工四标段北起洛阳村，南至南马村以南，施工起讫里程为K9+900K11+280，全长约1 380 m，滨河东路南延规划等级为城市快速路。潇河大桥起点为K10+115，终点为K11+097，共长982 m，其中，主桥长360 m，宽43.5 m，主跨100 m，结构高度8.5m。北侧引桥长310m，南侧引桥长312m，引桥宽30.5m。4钢筋预应力混凝土箱梁施工技术分析4.1地基处理与支架搭设潇河桥支架搭设场地位于现状耕地内，地质松软且地下水位较高，引桥段地基处理方案采用140 cm片石+30 cm中粗砂垫层+20 cm C35混凝土进行换填硬化处理，等混凝土强度达到设计要求后，作为支架搭设平台进行桥梁满堂支架搭设。主桥段地基处理方案采用10 m长50 cm水泥搅拌桩基础进行土体加固+30 cm砂垫层+20 cm C35混凝土硬化，水泥搅拌桩正三角形布置，间距1.2 m。上跨现状潇河段地基处理方案采用630 mm螺旋管（长度16 m，壁厚1 cm）+横向【作者简介】陈顺元（1989），男，陕西西安人，工程师，从事市政工程桥梁施工研究。市政桥梁工程钢筋预应力混凝土箱梁施工技术分析Construction Technology Analysis of Reinforced Prestressed Concrete Box Girder inMunicipal Bridge Engineering陈顺元（中铁十二局集团市政工程有限公司，广州 511458）CHEN Shun-yuan(ChinaRailway12thBureauGroupMunicipalEngineeringCo.Ltd.,Guangzhou511458,China)【摘要】主要对市政桥梁工程钢筋预应力混凝土箱梁施工技术进行分析，并制定科学、合理的施工技术应用措施。经过探讨得出结论：预应力箱梁技术在提高桥梁的负荷能力、提升桥梁工程的稳定性等方面具有重要作用，在应用该技术时，应保证工艺过关，做好安全控制措施，以此确保桥梁工程整体质量。【A b s t r a c t】The paper mainly analyzes the construction technology of reinforced prestressed concrete box girder of municipal bridgeengineering,andformulatesscientificandreasonableapplicationmeasuresofconstructiontechnology.Afterdiscussion,itisconcludedthattheprestressedboxgirdertechnologyplaysanimportantroleinimprovingtheloadcapacity andthestabilityofthe bridge project.When applyingthistechnology,itisnecessarytoensurethatthetechnologypassesthestandardandtakesafetycontrolmeasurestoensuretheoverallqualityofthebridgeproject.【关键词】市政桥梁；预应力；混凝土箱梁；施工技术【K e y w o r d s】municipalbridge;prestress;concreteboxgirder;constructiontechnology【中图分类号】U445.4【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）06-0123-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.240123Construction&DesignForProject工程建设与设计45 b工字钢承重梁+纵向贝雷梁+横向20b工字钢分配梁+支架+横向双拼10b工字钢+方木（10 cm10 cm）高强竹胶板（15 mm厚）。螺旋管桩桩长16 m，横向布置在腹板及翼缘板位置，单排共计7根，纵向布置15排，间距为59 m，双幅总计210根。螺旋管桩上设45b工字钢作为承重梁，共计72条。承重梁上纵向通长安装贝雷梁，横向位置位于翼缘板、腹板及腹板中间位置，横向共设36道。贝雷梁上横向放置20b工字钢，工字钢中心间距为6090 cm。工字钢上进行支架搭设。为保证现浇梁在浇筑混凝土过程中支架的稳定性和施工安全性，支架采用盘扣式满堂支架体系。支架体系搭设在桥下处理硬化基础上，在基础上顺桥向放置20 cm5 cm木垫板，可调底座放置于木垫板上，盘扣式支架从下往上直至箱梁底板下，支撑架外侧通过钢管扣件连接纵向水平杆，以此搭设防护支架，钢管临边防护支架外侧满布密目网。搭设主桥跨中位置架体时，在顶底层各设置1道钢管水平剪刀撑，在桥梁翼缘板外侧及上跨河道位置设置安全网。搭设时将扫地杆与混凝土硬化地面之间的距离控制在35cm以内，标准段步距设置为150cm高，靠近梁底水平杆可根据线性控制高度设置水平杆加强层。4.2模板安装在城市桥梁施工中，混凝土外观质量直接影响着桥梁的美观性，现浇梁施工时必须保证模板表面光滑、平整，本工程采用了优质桥梁专用竹胶板作为现浇梁底模。在模板安装时，现浇梁底板位置和翼缘板位置将竹胶板横桥向铺设，避免出现错缝，影响混凝土外观。竹胶板底部采用10 cm10 cm木方，顺桥向铺设，中心间距设置为20 cm，相邻方木距离10 cm。将铺设好的模板用5 cm长铁钉固定在方木上，相邻竹胶板之间的缝隙采用双面胶进行处理，防止在混凝土浇筑时出现漏浆。在主桥靠近墩柱位置铺设模板时，首先将每根方木切割成2 m长，沿顺桥向方向均匀连续布置在14#工字钢上，并用铁丝进行固定，最后将模板沿顺桥向方向铺设在方木上，并固定牢固。铺设好的模板在横梁钢筋绑扎时必须采取保护措施，以免钢筋划伤竹胶板，损坏模板表面，对混凝土外观质量产生影响。4.3钢筋制作安装为保证箱梁钢筋尺寸准确无误，减小钢筋制作过程中的误差，箱梁钢筋统一由钢筋加工厂集中制作。制作过程中严格按照设计要求进行下料，严禁私自改变钢筋尺寸，严禁出现以小直径钢筋代替大直径钢筋。箱梁底板两层面层钢筋、腹板水平分布筋、顶板面层分布筋可直接在现场进行绑扎安装，无须进行厂内制作，以减少箱梁钢筋制作安装时间。在箱梁钢筋安装时，首先要对模板表面进行清理，避免杂物被钢筋压在模板上。钢筋安装前，在箱梁底模上弹出中横梁和端横梁及腹板的位置，设置好钢筋保护层垫块1，按顺序安装底板下层钢筋，再安装中横梁和端横梁钢筋骨架片，最后安装腹板钢筋。安装地板钢筋时，必须将地板分布筋伸入到横梁骨架钢筋中，保证设计要求的锚固长度。由于本工程桥梁位于纵坡上，为保证梁缝上下宽度一致，梁端面竖直设置，与箱梁顶底面不垂直，在箱梁钢筋安装时必须确保端头钢筋位置准确。施工用的临时进人孔设在箱梁顶板1/4跨处，进人孔需避开顶板预应力束。截断的普通钢筋，在封闭入孔前必须采用同型号钢筋进行焊接恢复，焊接要求必须满足设计及规范要求。4.4波纹管安装预应力作为箱梁的重要组成部分，在其受到荷载时起着举足轻重的作用。预应力管道的位置安装正确与否直接影响着预应力体系的施工质量和寿命。本工程为更好地保障预应力管道位置的准确性、管道完整性以及管材质量，采用了柔韧性高、安装便捷的塑料波纹管作为预应力管道。波纹管在安装前先将其整形顺直，并去掉毛刺，在波纹管安装过程中，腹板上的波纹管位置必须按照设计要求进行精确定位，施工时可采用贴双面胶定点或喷漆定点的方式进行位置控制。安装好的波纹管必须严格保证弯曲角度和坐标位置，穿过中横梁的波纹管必须保持顺直，并采用定位钢筋进行焊接固定。在安装端头锚垫板时，锚垫板必须与钢束端部垂直，不能留有缝隙，并用泡沫胶进行封堵，防止后期浇筑混凝土时水泥浆渗入波纹管内，造成管道堵塞。在主桥箱梁混凝土分段、分层浇筑开始直至初凝完成的全过程内，要安排专人对已安放在波纹管内的钢绞线进行上、下、左、右摆动和旋扭，以防止因管内少量渗浆造成钢绞线卡死，影响后期张拉。4.5钢绞线下料及穿束由于潇河桥主桥跨度长，结构高度高，预应力体系尤为重要。本工程采用低松弛高强度的钢绞线，单根钢绞线的直径为s15.2 mm，其标准强度为fPk=1 860 MPa，弹性模量为Ep=1.95105MPa，s15.2 mm钢绞线每股公称面积139 mm2。主梁竖向预应力采用高强螺纹钢筋锚固体系，高强螺纹钢筋公称直径d=32 mm，屈服强度为Rel=785 MPa，抗拉强度Rm=980 MPa，高强螺纹钢筋螺纹成型工艺为连续滚压加工方式，外形全螺纹结构，小径32 mm，螺距为12 mm，牙高1.8 mm，其表面需做124Construction Technology工程施工技术防腐处理，螺母、钢垫板、螺旋筋、连接器表面需做镀锌处理，这样能有效降低摩阻力。施工时预应力钢筋下料及端头切割均严禁使用电弧切割工艺，竖向预应力钢筋施工中须按竖向预应力管道定位钢筋大样设架立钢筋，以保证坚向预应力钢筋位置准确和管道不变形。4.6混凝土浇筑本工程通过施工方案优化，大跨度长连续现浇梁大体积混凝土浇筑时采用了分节段、分层的浇筑方式，分层的位置选择在截面变化处，且避开应力集中的位置，第一次浇筑至腹拱下缘位置，浇筑高度为0.56.25 m，第二次浇筑剩余部分。分节段的位置设在弯矩为零的位置。通过此浇筑方式，大大缩短了大方量混凝土浇筑时间，有效防止了混凝土因温度变化而产生的裂缝，对混凝土施工质量得到了很好的保障，降低了施工难度，提高了施工效率，缩短了施工工期。4.7混凝土养护由于箱梁混凝土方量大，水化热产生的热量多，为防止混凝土高温时出现裂缝，本工程采用土工布对箱梁顶面外露混凝土进行覆盖洒水养护，以减少混凝土的收缩和徐变，减少裂缝出现2-3。在箱梁内部采用喷洒湿润的方法养护，但不能使梁体内部出现积水。为减少箱梁混凝土的早期微裂缝，箱梁混凝土外露面的保湿养护时间不得少于14 d。4.8预应力张拉潇河桥箱梁混凝土浇筑完成，混凝土强度达到100%，且养护时间不少于10 d后，对箱梁预应力进行张拉。张拉前必须严格检查每套锚具的性能及配套产品，包括锚垫板、夹片、锚圈、加强螺旋筋、工作锚等。所用千斤顶和油表必须提前进行标定，标定后的千斤顶和油表必须对应使用，不得混用。预应力张拉时采用张拉力和伸长量双控技术，以张拉力为主，伸长量作为参考。实际伸长量与理论伸长量误差应该控制在6%以内。顶板、底板、腹板及横梁中每束钢绞线的断丝率不得大于该截面总钢绞线数的1%。钢束张拉时必须遵循对称均衡的原则，箱梁纵横向预应力钢束除单端张拉外，其余全部采用对称张拉，同一根钢束张拉时两端必须保持同步。在钢绞线张拉过程中，每一次加载完成后，按规定将千斤顶伸长量和油压表度数做好记录，并计算出钢绞线实际伸长量直至与张拉的设计值相一致。若张拉到了活塞冲程，则在完成相应的记录后将油液送回，然后进行自锚。张拉完毕后，用切割设备切割被工作锚杆拉伤的钢绞线。4.9压浆和封锚本工程预应力管道压浆材料采用纯水泥浆，压浆采用真空循环压浆施工工艺。安装好的波纹管在压浆前先清理干净管道内的杂物，并用空气压缩机吹干管道内残留的水分。压浆时进浆口连接压浆机，安装好止浆阀。出浆口同样安装止浆阀，并用细管连接至回浆桶内，打开止浆阀。压浆时必须保证压浆饱满，循环进行压浆，压降压力宜为0.50.7 MPa，压浆的最大压力不宜超过1.0 MPa。压浆充盈度应达到循环孔道出口一端排出饱满浆体为止。关闭出浆口后，在不小于0.5 MPa的压力下保压35 min。为保证箱梁结构的耐久性，在压浆完成后，安装封锚段钢筋，在端头装上封头模板，采用无收缩高性能细石混凝土进行封端，对新老混凝土的连接界面需进行防水处理，并做好养护工作。4.10模板支架拆除张拉压浆完成后，在考虑支架体系安全稳定拆除的前提下，非承重侧模板在混凝土抗压强度达到2.5 MPa，且能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时进行拆除。此外，主桥装饰段及翼缘板侧模在预应力钢束张拉前拆除，底模及其余支架在箱梁完全建立预应力体系后进行拆除。为保证在盘扣支架拆除过程中箱梁底板和顶板受力均匀，支架拆除时应从每跨跨中开始拆除，依次向墩柱位置对称进行，端横梁和中横梁位置的支架须在横梁预应力束张拉完成后进行拆除。5结语在市政桥梁施工过程中，箱梁预应力施工技术应用具备很多优势，不仅能有效提高城市桥梁的负荷能力，还能提升桥梁结构的稳定性，同时也能保障桥梁在后续使用过程中的安全性。在箱梁预应力技术应用过程中，只有不断提高预应力技术的施工水平，保障现场施工的安全，才能提升桥梁施工的进度，为桥梁的质量提供保障。【参考文献】1常建国.桥梁工程中预应力钢筋混凝土箱梁预制施工质量控制J.山西建筑，2019（15）：113-114.2杜燕芳.预应力混凝土连续箱梁施工质量控制J.住宅与房地产，2021（12）：178-179.3姜强基.市政桥梁工程中引桥现浇箱梁施工技术应用J.价值工程，2016（28）：133-135.【收稿日期】2023-04-02125