摘要：砼U形梁施工满堂支架现浇混凝土预应力张拉脚手架拆除及梁的质量控制
关键词：U形梁；支架；预应力；质量控制
1．工程概况
安徽省北沿江高速公路马巢段路基工程全长35.772km，位于安徽省巢湖市境内。全线设计U形梁上跨桥2座，全长120m。上部结构采用现浇预应力砼薄壁U形梁（下简称U形梁），结构跨径为30米，梁长为29.94米，砼强度等级为C50。
2.工程主要特点
2.1建筑高度低。直接行驶车辆的U形梁行车道板厚度（即建筑高度）一般为0.35～0.50m，较一般的轨道箱梁或T形梁降低约1.5m（以30m跨为例）。
2.2外观美观、视觉效果好。U形梁不但本身梁体外型优美，而且主梁上翼缘和腹板遮挡了外观较差的桥面系。
2.3降噪效果好。U型梁侧壁起到了隔音屏障的作用，大幅度降低对线路沿线的噪声影响。相对箱形梁，U形梁无箱体共鸣噪声。
2.4减少后续施工工序。U型梁施工一次成型，相比传统的箱梁、T梁减少了桥面铺装、护栏等工序施工，缩短了建设周期。
2.5节约成本、降低造价。相对现场浇注的箱梁工程造价节约17%左右。
3.U形梁施工工艺
在满足承载力要求的地基基础上搭设满堂支架，为梁体的施工提供支撑条件和工作平台，在工作平台上铺设底模、绑扎钢筋形成骨架、布设用于形成预应力筋孔道的波纹管，然后安装用于梁体的专用钢模板，浇筑梁体砼并进行养护，待梁体达到一定强度后拆除侧模板，并继续养护，当砼达到设计强度后进行预应力张拉、锚固，然后进行灌浆和封锚等工序，一次成型完成梁体施工。
3.1地基处理
首先对支架布设范围内的表土、杂物进行清除，在原有地基整平压实后，上铺30cm左右碎石土，碾压密实后在碎石土上浇筑20cm的C20砼，进行场地硬化。做好原地面排水，防止地基被水浸泡，桥下地面整平并设横坡排水，同时在两侧设置排水沟，防止积水使地基软化而引起支架不均匀下沉。
3.2支架布置搭设与底模铺设
1）采用碗扣式多功能脚手杆搭设，使用与立杆配套的横杆及立杆可调底座、立杆可调托撑。以梁体自重及荷载分布为依据，来确定支架纵、横向立杆的间距尺寸。支架纵、横向及水平均设置剪刀撑，剪刀撑间距布置必须符合规范要求。支架底层纵、横向水平杆距地面高度大于0.35m时，均设置扫地杆。2）在场地硬化后，进行放线，铺设好支垫钢板，进行支架搭设。
3）支架搭设完成后，进行底模铺设，模板采用厚1.5cm的优质竹胶合板，横板边角采用4cm厚木板进行加强，防止转角漏浆或出现波浪形，影响外观。底模铺设后，测放梁底模中心及底模边角位置和梁体横断面定位。
3.3支架预压
1）支架预压的目的：消除支架非弹性变形和地基非弹性变形的影响，进行桥面线形控制。检验查支架的稳定性，确保安全。
2）预压形式采用砼预制块进行预压。根据本桥梁的结构特点，在施工过程中将涉及到以下荷载形式：⑴ 箱梁自重荷载；⑵箱梁内模、底模、内模支撑及外模支撑荷载；⑶施工人员、施工材料和机具荷载；⑷振捣混凝土产生的荷载。综合以上荷载按照梁体自重1.2倍确定预压重量。
3）预压观测点点位布置：支架预压前，沿桥梁纵向每5m布设一个横断面，注用红油漆记上桩号，每个横断面上布设三个观测点（两侧和跨中）。测量标高点并记录每点的初始标高值H1，采用正立尺法测量相关标高，记入台帐，然后进行加载预压。
4）、对支架按照浇筑砼的顺序进行分级加载预压。布载后不可立即卸载，需持续施压24小时由专业测量人员采用精密水准仪每天定时对沉降观测点进行周期性观测，测量过程中，必须定人、定点、定仪器，第一天每8小时测一次；以后每天观测一次，连续两次沉降量在2mm以内后，通知监理工程师核实，在确认稳定后，由监理工程师通知施工单位卸载。卸载前测量各测量点标高值H2，卸载后由监理工程师与项目部测量人员共同测量观测点高程H3，此时就可以计算出各观测点的变形。
5）、变形观测点的数据处理
在变形观测的数据中，加载前标高值H1，加载完成后标高位H2，卸载完成后标高H3。
总变形= H2- H1
弹性变形= H3- H2
非弹性变形= H3- H1
6）、底模调整
通过以上测定底模及支架的弹性变形，（非弹性变形已消除）对底模标高进行调整，两个测点之间数据用内差法进行处理。故得：底模控制标高=砼设计标高+预拱度+弹形变形量。
3.4主梁模板制作、安装与拆除
1）U形梁的底模采用15mm厚涂塑竹胶板，下衬10*10方木。
2）主梁内、外侧模版采用钢结构组合模板。面板采用5mm钢板，横筋和背杠为8#槽钢，连接法兰为12*80mm带钢，拉杆座为8#槽钢，内侧模板和外侧模板采用M18的对拉杆，外侧模板和外侧模板采用M22的拉杆，对拉杆按照700mm间距排布。
3）为保证砼浇捣密实，并有效控制内模上浮，为保证U形梁的截面尺寸，采用￠48mm钢管把内侧模板与内侧模板连接成整体，纵向间距布置为1.0m。
4）模板安装工艺流程：模板试拼→放样→绑扎钢筋→波纹管定位→外侧模板安装→内侧膜板安装及堵头模板→模板调整→对拉螺栓紧固→验收。
5）模板安装前，必须除锈涂上脱模剂，保证模板干净。
6）相邻模板接缝处采用橡胶条作为嵌缝条，局部较大的缝隙采用泡沫条进行处理，以防止砼漏浆。
7）U形梁主梁非承重内外侧模板，当同条件养护试压块抗压强度达到2.5Mpa后，且能保证其表面及棱角不致因拆模而受损坏时，先拆除主梁内模和外模。
8）各紧固件依次拆除后，轻轻将模板撬离砼表面，在保证砼结构与模板之间无任何连接后，才可起吊模板，起吊时用方木条隔离模板与砼，防止模板碰撞砼成品。
3.5钢筋绑扎与波纹管固定
1）钢筋全部在钢筋加工场地下料加工成型，然后再运至现场进行绑扎。绑扎时先铺设梁底小横梁钢筋，然后依次绑扎底板钢筋，主梁钢筋，同时进行预应力孔道定位。
2）底板钢筋绑扎时，用φ14mm钢筋焊成小马凳放在底板两层钢筋之间，以保证两层钢筋的间距。在钢筋与模板间加垫砂浆垫块，并控制好保护层厚度。
3）绑扎主梁钢筋时首先在梁的两端及中间设置定位钢筋，然后带线进行绑扎，控制水平及垂直偏差。
4）预应力孔道采用塑料波纹管。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆穿管前，事先以50cm为一断面，根据钢束坐标精确定出孔道位置，并将定位网与梁体钢筋焊接牢固。波纹管采用直径稍大的同型号波纹管连接，并用密封胶布封住接口。
5）波纹管就位后，将波纹管与定位网钢筋绑扎结实，防止波纹管上下左右移动。穿波纹管结束后，安装主梁内侧模板及堵头模板。最后安装锚垫板，安装时锚垫板与孔道严格对中，并与孔道端部垂直，不得错位。锚垫板上的灌浆孔均采用棉纱封堵。
3.6钢套管与锚具固定
1）U形梁跨间横梁、中横梁、端梁以及主梁张拉端在
施工前预埋钢套管，钢套管应符合国家标准《结构用无缝钢管》GB/8162-1999要求，钢套管内壁采用两道铁红防锈处理。
2）钢套管按照图纸尺寸加工成型置于锚垫板前，钢套管与锚垫板点焊在一起，且与预应力钢束垂直。
3.7砼浇筑
1）U形梁砼由砼搅拌车从拌和站运至桥位处，采用汽车砼输送泵送至浇筑部位，浇筑方向应由低向高进行。
2）浇筑方式采用先浇底板横梁、底板，再浇主梁，水平分层对称浇筑。浇筑U形梁的底板至密实，并收水保证设计横坡，根据天气因素约1.5~2h后，底板砼接近初凝但尚未初凝时再进行主梁浇筑，这样确保了主梁砼和底板砼有良好的衔接，在底板和主梁交接处的砼质量必须进行严格控制。浇筑主梁砼时，此处砼的坍落度应适当降低2－3个，防止砼下落流动，从侧模内翻浆至底板砼内，砼振捣时不得漏振，也不宜过振。
3）浇注时采用分层分段施工，每层分段长度要依据以底层混凝土完成初凝前灌注上层砼为准。振捣棒采用50棒和30棒两种，30mm棒用于振捣钢筋密集部位，50mm棒用于钢筋绞稀疏部位。砼振捣采取划区专人负责，做到责任到人，振捣时要特别注意腹板与横隔梁交叉处、张拉端、锚固端等钢筋密集部位及箱内的振捣，以免漏振。振动过程中要严禁振动棒碰撞波纹管，浇筑时应要有专人看护，随时检查模板、管道、锚固端钢板以及支座预埋件等，以保证其位置、尺寸符合设计要求。以免漏浆、跑模。
4）混凝土浇筑期间设专人看模板并设仪器观测支架沉降量，观测点每跨三个，分别在跨中和1/4L处，发现问题，及时处理。
5）砼浇筑完成、收浆结束后，用无纺布覆盖，开始洒水养护，养护时间不得少于规范要求。
3.8预应力钢铰线穿束、张拉及压浆
1）下料：钢绞线下料场地应平整，钢绞线下料长度误差控制在（-50，+100）㎜的范围内，下料采用砂轮切割机切割，不得使用电弧切割。
2）穿束：钢绞线端头必须做成锥型并包裹好，先穿引丝，引丝用高强钢丝或钢铰线，引丝用人工先穿，穿过后，一端接在钢束头上，另一端用卷扬机牵引，并且人力辅助推送。穿束前先用空压机吹风清理孔道内的污物和积水，再进行穿束，保证钢绞线束在孔道两边长度大致相等。预应力筋安装在管道中后，管道端部开口应密封以防止湿气进入；在任何情况下，当在安装有预应力筋的构件附近进行电焊施工时，对全部预应力筋和金属件均应进行保护，防止溅上焊渣或造成其他损坏。
3）张拉
在梁体混凝土强度达到设计强度的90%后方能进行张拉。张拉设备采用YCW450型千斤顶、高压油泵配精度为1.5级压力表，施工前先将千斤顶、压力表送具有国家认证资质的单位进行标定。当千斤顶使用超过6个月或在使用过程中出现不正常现象或检修以后应重新校验。锚具在使用前用干布擦去铁屑、泥砂等杂物，锈蚀严重者一律不能使用。将工作锚环安装在定位槽口内与孔道对中。
每根钢铰线要按穿束时所通过的编号排列穿入工作锚环，各根钢束不能交叉扭结。张拉严格按设计图纸中要求的张拉顺序进行。主梁预应力钢束采用采用两端张拉，底板横梁预应力钢束采用一端张拉，一端固定，两侧错位张拉。
实施张拉时，应使千斤顶的张拉力作用线与预应力筋的轴线重合一致。预应力筋的张拉控制应力应符合设计要求。在任何情况下不得超过设计规定的最大张拉控制应力。预应力筋采用应力控制方法张拉时，应以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6％以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后，方可继续张拉。张拉基本程序为0→10%σcon持荷2min（量伸长量δ1）→σcon持荷2min（量伸长量δ2）→回油（量伸长量δ3）。钢绞线张拉采用双控，以控制应力为主，实测伸长量校核，计算实测伸长量δ=（δ2-δ1）×P/（P-P0）。
4）孔道压浆
张拉完成后，用无收缩水泥砂浆封锚，将锚板及夹片、外露钢绞线全部包裹，厚度大于15mm，将孔道系统密封。在24小时内进行孔道压浆，压浆顺序按照先下后上的原则进行。
压浆采用普通活塞式压浆泵。待水泥浆搅拌完成后，在构件一端开始灌浆，待水泥浆从另一端流出且稠度和灌浆端相当时，关闭截止阀，再持压2min以保证孔道内水泥浆浆体饱满。每根波纹管灌浆时除压浆泵压力控制外，其实际灌浆量应不小于理论灌浆量。做好试块和压浆记录。
4.U形梁质量控制
4.1严把原材料质量检验关
主材钢筋、水泥必须有厂家的试验报告和出厂合格质量证明，使用前先按照《公路工程金属试验规程》进行分批检验。钢材按国家相应标准进行屈服点、抗拉、延伸量、和冷弯试验，每批不大于60t。直径超过12mm钢筋时还应进行机械性能和可焊性试验。
砂、石等地方材料，每批进场材料均由试验室检验合格后，第三方检验合格后方可使用。
4.2材料存储保管
场内钢筋放置在高出地面0.3米的枕木或其它支承上，以免钢筋损伤或受潮锈蚀破坏，使用前应将表面的油腻、漆皮、铁锈清除干净。
4.3施工质量控制
1）加强全员质量意识教育，树立“百年大计，质量第一”思想，进行全面质量管理教育，推行全面质量管理。
2）建立、健全质量管理工作体系，认真贯彻三检制度。
3）认真做好施工原始数据的记录，做到资料完整准确，内容齐全。工程每一部分混凝土浇筑日期、时间及浇筑条件都有完整的记录。
4）加强施工全过程的质量监控，实行质量否决权。
5）开工前试验室做好原材料的检验和配合比设计，施工过程中每道工序自检，交接检查，质检员专职跟踪全过程检查，确保符合质量标准，监理工程师批准后方可进行下道工序施工，对质量不合格的工程坚决推倒重建，确保工程质量达到优良。
6）加强职工技术培训，提高技术水平和操作技能。
7）钢筋加工、安装及预应力管道安装满足规范及设计要求。
8）模板采用液压油作为脱模剂，液压油在模板上保持时间比脱模剂长，而且脱模后外观质量好，气泡少；模板出厂时，进行预拼装，拼装验收合格后对每块模板进行编号，做到接缝严密、不漏浆。
9）主梁内侧模板安装前，要对支座高程、线型坐标、预应力孔道坐标、预埋件进行核验。
10）混凝土浇筑前对模板进行一次全面的清理。具体清理方法：用清水冲洗一遍，同时也起到润湿模板的作用，将污垢由模板上设的清理口排出。清理时间应选择天气晴好，无风时进行，完成后应马上做好浇筑砼的准备，避免再次污染。
11）砼浇筑完成后及时养护，且必须有足够的养护期，防止产生各种收缩裂缝。
论文作者:王洋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/13
标签：模板论文; 预应力论文; 钢筋论文; 孔道论文; 支架论文; 预压论文; 标高论文; 《基层建设》2017年第13期论文;