王家口某特大高架桥现浇预应力连续箱梁施工.doc

xx特大高架桥现浇预应力连续箱梁施工简介
1. 箱梁设计简介
xx特大高架桥位于xx至xx国道主干线xx省xx区xx处，大桥由左右分离式断面组成。桥梁上部为8跨(左幅第1孔和右幅第8孔跨径24m、第5孔跨径55m、其余孔跨径36m)现浇预应力连续箱梁（总长295m）和每联6×40m 预制预应力T梁（总长720m）组成，8号柱墩为箱梁与T梁的过渡墩。箱梁为一箱两室，跨中截面如图1所示，距跨端底板与腹板截面加厚。位于0号台和8号墩顶处的箱梁的横隔梁厚100cm，其余墩顶处的箱梁横隔梁厚180cm。
2. 预应力连续箱梁施工方案简介
2.1 左幅桥施工顺序以0号桥台为起点，在完成支架搭设及预压后，安装第1跨梁模板及钢筋至第2跨7m处（施工缝宽2m），浇筑砼，待砼强度达到设计强度的85%以上，张拉相应预应力钢束，接长腹板钢束至第3跨7m处（施工缝2m），进行第2跨施工，依次逐跨现浇至8号墩；右幅桥施工顺序以8号墩为起始点，安装第8跨模板及钢筋至第7跨7m处（施工缝2m），浇筑砼，待砼强度达到设计强度的85%以上，张拉相应预应力钢束，接长腹板钢束至第6跨7m处（施工缝2m），进行第7跨施工，依次逐跨现浇至0号台。见图2。2m施工缝为全断面断开。
2.2 现浇箱梁支架采用落地式满堂支架，箱梁考虑10mm预拱度（正拱），在顶托上调整。支架进行预压，预压重量为箱梁自重和施工荷载之和的85%。理论上箱梁现浇完成4孔时才能进行体系转换，因此支架搭设多于4孔。逐孔进行预压。
2.3 当砼强度达到设计的85%时进行预应力钢束张拉，张拉单向进行。施加预应力采用张拉应力控制，伸长值校核。预应力钢束张拉完成后，即可进行管道压浆。

3. 预应力连续箱梁施工简介
施工顺序，以左幅第1节为例：支架地基及基础处理→搭设支架（多于4跨）→设置支架平台→安装箱梁底模、盆式支座→第1跨支架预压1月以上→转移材料至第2跨预压1月以上→转移预压材料至第3跨，同时安装第1节箱梁横隔梁、底板、腹板钢筋（含2m施工缝）及预应力钢束→安装箱梁腹板、横隔梁模板（安装第2节箱梁钢筋）→现浇箱梁底板、腹板、横隔梁砼→拆除箱梁腹板、横隔梁模板，搭设箱梁顶板、翼板支架和底模（安装第2节模板）→安装箱梁顶板钢筋（灌注第2节砼）→现浇箱梁顶板砼→张拉腹板预应力钢束、压浆→张拉顶板预应力钢束、压浆→张拉底板预应力钢束、压浆→接长腹板预应力钢束→连接施工缝处钢筋→安装施工缝处腹板模板和顶板底模，2m施工缝砼与第2节顶板砼同时现浇（注：上述施工顺序有的可以平行，有的可以穿插进行）。
逐跨重复上述顺序至第8跨（第4跨全部完成后，可从第1跨开始卸架周转）→安装第8跨箱梁封锚钢筋、模板和现浇封锚砼→卸架。
3.1 满堂支架施工
清除支架所在位置的地面杂草、杂物、腐植土，将地面整平碾压，铺筑厚75cm天然砂砾，每层压实度95%以上，测定地基承载力，使满足允许承载力，然后铺设方木或现浇砼条形基础，基础顶放置15×15cm厚10mm钢板做为立杆支垫，再搭设满堂扣件式钢管支架。钢管为Φ48，δ=3.5mm。支架搭设沿桥横向半幅12m宽。立杆采用对接扣件，布设间距沿桥纵向60cm，横向60cm。横杆步距120cm。立杆顶端安装顶托，在顶托凹槽内搁置15×15cm方木或I20a工字钢，其上安放箱梁底模。在模板上堆放预压材料，逐跨预压1个月以上，在预压期间，需对支架基础上横向3m纵向4m设观测点，每天进行观测。架体卸载后，对各点进行一次观测，得出支架卸载后的回弹量，从顶托调整回弹量，同时将预拱度考虑在内，此时的标高即能满足梁体设计要求。观察支架，将支架缺陷修复。
3.2 钢筋制作、安装
根据设计图进行加工和安装。保证钢筋无锈、无污染，部位正确，绑扎或焊接符合规范规定。
先安装箱梁横隔梁钢筋，然后安装底板、腹板钢筋和预应力钢束，完成后经检验合格，灌注砼，安装顶板模板，然后安装顶板钢筋及预应力钢束。主筋安装将2m施工缝包含在内，连接采用搭接电焊。

3.3 箱梁腹板模板、顶板底模板安装
安装箱梁腹板、底板及横隔梁钢筋，同时将腹板和底板预应力钢束按设计安装完成后，即可进行模板安装。模板采用工厂加工定型钢模板。板厚5mm。
3.3.1 箱梁腹板外模为了安装、固定方便和保证模板平整度，同时便于汽车式起重机吊装，将750×1500mm钢模板拼合成3×6m整体式模板后再行安装；腹板内模采用1500×1500mm为主的组合钢模板。腹模采用方木及钢管脚手架固定，同时在腹模之间用Ф16钢筋作为拉杆连结，纵横间距60cm。模板工程完成后即可进行砼灌注。
3.3.2 当腹板及横隔梁砼灌注完成24小时以上后，可拆除模板，然后安装顶板及翼板的模板支架，安装顶板及翼板底模，模板以1500×1500mm为主的组合钢模板。然后安装顶板、翼板钢筋和顶板预应力钢束；同时将腹板预应力钢束张拉、压浆、接长。
3.3.3 将施工缝处的钢筋焊接，然后安装施工缝处的腹板和顶板模板，施工缝处的腹板、底板砼与下节顶板砼一起现浇。
3.4 预应力砼工程
3.4.1 箱梁砼采用现浇C50预应力砼。 每m3砼材料用量：42.5级水泥485kg；中砂716 kg；<2cm碎石1074 kg；水160 kg；硅粉31 kg；UNF-5高效减水剂4.37 kg。各种材料检验符合规范规定。砼采用JDY500型强制式搅拌机集中厂拌，搅拌机自动控制材料重量。砼采用HBJ60C型砼输送泵运送。
3.4.2 砼灌注先现浇横隔梁，然后对称向两侧浇筑，灌注腹板时沿整个横断面分层分段以斜坡层向两侧推进，斜坡层倾角20º～25º，灌注砼每层厚度30cm以内。在底板采用PVC管或钢管预留φ10cm通气孔。腹板采用插入式振动器，底板和顶板采用平板振动器。振捣时防止振动器触及波纹管，避免波纹管破裂漏浆。在浇注顶板砼时预留一个比底模略大的工作孔，剪断该处钢筋，待箱内有关工作完成后，将钢筋搭接电焊，再行浇注砼封闭工作孔。 外露砼采用麻袋覆盖，洒水养生。
3.5 预应力钢束张拉及压浆
3.5.1 波纹管制作与安装：
波纹管（圆管和扁管）采用波纹管成型机在预制场卷制波纹管带而成。波纹管接长采用大一号同型的波纹管做接头，接头长度为350mm，两端连接处用密封胶带裹严，防止砼浆渗入。
波纹管安装严格按施工图纸提供坐标安放，每隔1m将Ф12定位钢筋（马凳支托）
焊接一组在箍筋上，将波纹管用ф6倒U型筋点焊在定位筋上防止波纹管偏移或上浮。检查波纹管位置、曲线形状、接头、管壁有无破损等缺陷，予以及时修复。波纹管安装与钢筋施工同步进行，电焊时防止火花烧伤管壁。波纹管安装完成后，安装张拉端的锚具的锚垫板和螺旋筋（扁锚无），同时在固定端波纹管或连接器外罩上设置PVC压浆排气管，排气管露出梁外。
3.5.2 预应力钢束制作与安装：
钢绞线加工：1×7标准型钢绞线公称直径15.24mm，强度级别Ryb=1860MPa。钢绞线下料时，焊接一个专用的钢筋笼，将一盘钢绞线放入笼中，然后开卷从中央逐步抽出，用电动圆盘砂轮切割机切割下料，在下料及堆放时其下垫方木以防止钢绞线污染、生锈、磨损等。
固定端挤压头制作：挤压器型号GYJA型，配用油泵ZB4-500型。挤压头制作是将异型钢丝挤压簧（弹簧状）套在预应力钢绞线上，再套上剂压套（断面为圆环）一起被剂压器顶杆推入剂压模锥孔中，由于模孔小端直径小于剂压套外径，挤压套被牢牢地压缩在预应力钢绞线上，异形钢丝挤压簧内侧锋利刃卡住钢绞线，外侧刃嵌入剂压套，制成固定端挤压头。此挤压头与连接器中挤压头的制作相同。挤压套涂有防锈油，保证无污染。如污染，则用柴油清洗后再用。挤压时，将挤压机顶杆凹槽内残留的异型钢丝挤压簧清除干净。
钢束制作：编束时，逐根理顺，防止相互缠绕，每隔1m绑扎一道20号铁丝，铁丝头弯进钢丝束里，编好的钢束编号堆放在方木支垫上，并予以覆盖。带固定端的钢束每根钢绞线先穿过固定锚板锚孔，安放螺旋筋，挤压头靠紧锚板，然后再编束绑扎。
钢束安装：钢束前端扎紧并裹胶布由人工穿入波纹管中。因固定端埋入砼中，因此顶、底板钢束在灌注砼前完成穿束，腹板左幅第1跨（右幅第8跨）穿束先于砼，其余各跨穿束有的在灌注砼之前，有的在砼灌注之后。穿束时采用导链将钢束吊起，工人站在脚手架上逐步穿入，完成穿束工作。箱梁腹板钢束一束由15根钢绞线组成，一个腹板由4束组成（其中第5跨6束）,采用连接器接长连续；箱梁顶板、底板钢束一束由5根钢绞线组成，半幅桥由6束组成(其中底板第5跨12束)。顶板钢束以横隔梁纵中线对称7m布置，底板以跨中为中心越过横隔梁纵中线7m对称布置。

3.5.3 预应力张拉与锚固：
钢束张拉机具：①、腹板钢束采用穿心式液压千斤顶YCW400型，公称拉力
3420KN；底板和顶板钢束采用YCW100型，公称拉力980KN。②、高压电动油泵型号ZB4-500型。机具在使用和保养中严格按产品说明书要求进行。
箱梁腹板OVM15-15固定端P型锚具（见图3）位于左幅桥第1跨（右幅第8跨）起点和第5跨每个腹板两加强束起点（左幅伸进第4跨7m、右幅伸进第6跨7m）；OVM15-15型张拉端锚具（与图4相似，锚板类似于联接体但无凸起、无 外罩等接长部分）位于左幅桥第8跨（右幅第1跨）末端和第5跨两加强束终点（左幅桥伸进第6跨7m、右幅伸进第4跨7m），完成张拉后进行锚固。位于施工缝处采用联接器接长钢束的，完成张拉后由联接体先行锚固，然后接长钢束。箱梁底板、顶板扁锚具BM15-5固定端P型（类似图3，但各部尺寸不同）和BM15-5张拉端（锚板截面矩形）。张拉端均在施工缝处。
①、工地试验表明C50砼7天强度可达到100%，一般在砼灌注7天后开始张拉。张拉为一端张拉。施加预应力采用张拉应力控制，伸长值校核。单根钢绞线施工张拉应力：考虑1.025的锚口摩阻损失系数，σcon1=1860×0.7×1.025=1334.55MPa（左第1跨、右第8跨0.7Ryb）；σcon2=1860×0.75×1.025=1429.88MPa（其余各跨0.75Ryb）。
张拉程序：0→初应力→σcon（持荷2分钟锚固）。初应力为控制应力σcon的15%，伸长值应从初应力时开始量测△L1。
预应力钢束施工张拉力值通过千斤顶、油压表配套标定的油压值 — 张拉力关系曲线换算成相应的张拉油压表数值。
②、理论伸长值按JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》的公式12.8.3-1计算，由于各钢束之间参数不尽相同，钢束较多，其计算本文从略。实际伸长值控制在-5%～10%之间，其计算见公式12.8.3-2，公式中的推算伸长值△L2可按张拉与伸长值成正比例关系计算。例如：初应力为15%张拉力，初应力至终应力荷载差值为85%张拉力，其实测伸长值为△L1，则推算伸长值△L2=△L1/8.5。
③、钢束张拉顺序遵循同步、对称原则：中腹板钢束（中间束→最上端束→最下端束）→边腹板钢束（两腹板中间束→两腹板最上端束→两腹板最下端束，即对称张拉）→顶板
钢束（中间束→对称向两端束）→底板钢束（中间束→对称向两端束）。张拉钢束严格按顺序进行，按规程操作，张拉正面严禁站人。张拉达到控制应力，量测伸长值进行校验，全部符合要求后，持荷2分钟锚固。
④、滑丝处理：在施工中也出现滑丝现象，一般更换夹片后，使用小型千斤顶重新张拉锚固。
3.5.4 孔道压浆：
压浆材料为50#水泥浆，1m3材料用量：普硅水泥42.5级1300kg、硅粉78kg、UEA低碱膨胀剂65kg、水468kg、SW系列高效减水剂10.4kg。
压浆设备主要有灰浆搅拌机、电动挤压式灰浆泵等。当预应力钢束张拉锚固完成后，立即从梁的张拉端的锚垫板注浆孔注入，直至从梁的另一端预留的排气孔冒出浓浆后封闭，继续加压0.5～0.6MPa约2分钟，立即封闭注浆孔。压浆前将排气管口放开，保证排气畅通，压浆时需连续、缓慢、均匀地进行。
3.6 腹板钢束接长：
腹板钢束接长采用连接器， OVM15L-15型联接器（如图4）为周边悬挂的挤压式联接器，位于箱梁腹板第2～8跨7m施工缝处。钢束张拉后由联接体先行锚固，完成压浆，然后将接长钢束的15根钢绞线分别卡入联接体周边对应的凹槽内，由挤压头卡住，安装外罩、约束圈等，在外罩上安装PVC压浆排气管至梁外，将各接合处用胶布裹紧，防止水泥浆渗入，完成了钢束接长工作。
3.7 现浇左幅第8跨（右幅第1跨）末端封锚砼
按上述步骤逐孔施工至左幅第8跨（右幅第1跨）末端，将封锚处梁体砼冲洗干净并凿毛，焊接封锚钢筋，安装模板，现浇C50砼。至此，预应力连续箱梁施工全部完成。
3.8卸架
当半幅桥的箱梁完成4节或全部完成时，可以开始依次逐孔拆卸支架和底模进行
周转使用，支架的卸落应对称、均匀有顺序地从跨中向两端进行。
4 结束语
现浇预应力连续箱梁为解决不等跨、斜交、实现较大跨径等提供了较好的途径。具有整体性好，施工方便等特点。同时比实施同长度预制预应力T梁造价低。