廖庆衍
深圳高速公路股份有限公司
摘要：现浇预应力连续箱梁的施工中，由于各箱梁的施工特点各不相同，施工标准化管理各有取舍。本文根据工程案例，对预应力连续箱梁施工标准化进行分析，供同行借鉴参考。
关键词：高架桥；箱梁；预应力；张拉；施工标准化
一、工程概述
某快速路的高架桥施工在施工准备前需要完成地面交通导改，对施工区域空中通信、电力线进行全面排查，特别要对高压电线安全距离进行分析评估，采取相应的警示看护、遮挡防护、避让或停电措施，确保施工环境安全。支架地基应进行碾压、硬化处理，要求地基承载力在 200 k Pa 以上，无软弱下卧层，C20 混凝土硬化厚度不小于 10 cm，表面平整。支架地基硬化处理范围应宽出支架以外 1.0 m，尽快做好排水，以避免雨水浸泡地基软化、沉陷。该高架格桥主要采用支架式 2 次现浇梁施工工艺，施工标准化工艺流程见图 1。
图1 箱梁施工标准化工艺流程
二、底模和内模、盆式支座的制作安装
（一）选用表面光洁、质地紧密、坚固耐久的 1.5 cm 厚优质竹胶模板和或竹夹板作为底腹板、翼缘板外露面的底模，以保证模板在使用周期内表面光洁，日晒雨淋不变形，多次周转不损坏。如果模板选用不当、质量低劣，在日晒、水洗、潮湿的工作环境会产生表面皱裂、发霉变黑、湿胀变形产生马赛克、搓衣板条纹，将严重影响箱梁底腹板面的外观质量。
（二）箱梁底腹板外露面的模板制作安装工艺要精细，模板拼缝处要贴双面胶带，起到嵌缝紧密不漏浆的作用。底腹板和翼缘板结构边线转角处要专门放线做限位锁角木方（见图 2），以控制好转角处结构边线的位置和角度，防止结构边线变形走样。各处结构模板制作好后，要专门对转角边线处进行仔细的切削打磨，确保外露面、线光滑平顺。
（四）底腹板仓内端横梁、中横梁处的预应 力锚具、垫板、螺旋钢筋、槽口模板要与底腹板模板同时制作安装；墩柱顶部支座和挡块预埋件也要同时安装。为后续钢筋和预应力波纹管制作安装做好准备。
（五）墩柱顶部盆式橡胶支座按位移方向的不同分为：单向活动支座、双向活动支座和固定支座 3 种。安装时一定要仔细核对型号，确定支座、选对安装方向。在箱梁变截面高度和形状的部位，要仔细核对支座标高和梁底标高，避免出现墩柱顶支座预埋高程错误。
（六）底腹板模板、张拉槽口、支座安装完成后，要全面擦洗、打扫仓面，准备钢筋安装。
三、箱梁钢筋、预应力束制作安装
（一）箱梁钢筋按设计图纸在钢筋厂下料、加工，按图纸计算各处钢筋保护层厚度，准备相 应的保护层垫块。
（二）底腹板仓面打扫完毕，技术人员对仓面结构、预埋件、钢筋进行仔细核对、查验。符合设计要求后方可进行钢筋的绑扎准备工作。
（三）钢筋保护层是城市高架桥质量监督实体检测主要项目，实体检测发现钢筋保护层严重不足的会被要求推倒、凿除重做。因为钢筋保护层不足，会造成钢筋没有被足够厚的混凝土紧密握裹，雨水和空气能够通过混凝土毛细孔渗透到钢筋表面，对钢筋产生锈蚀、膨胀，使保护层薄弱地方的混凝土逐渐被胀裂、锈渍渗出、混凝土脱落，造成严重质量隐患。因此要引起足够的重视，斜腹板处设计钢筋保护层为 4.6 cm，采用梅花形高强砂浆垫块，按2个/m2放置钢筋保护层垫块，并用扎丝帮扎牢固。
（四）预应力箱梁钢筋和预应力结构复杂、密度大，要做好钢筋绑扎和预应力施工配合，制作安装顺序不能错，否则会造成后续施工无法进行的尴尬局面。其中注意：①横梁左右两端有横梁回型钢筋加密区，斜腹板和横梁交接节点两边有抗剪力箍筋加密区，要标识清楚，以免遗漏。②每根钢绞线首尾对应编号，并做明显标记。钢绞线锚固段应伸出挤压头 3～5 mm，太短没有余度，容易造成握裹力不够，太长造成浪费、不便于安装。钢绞线制作安装过程中要包裹覆盖，严防生锈、沾染污渍。③埋入混凝土的锚固段在安装、穿钢绞线时，挤压头要紧贴锚垫板形成整体（见图4），中间不能有空隙，否则空隙段的混凝土张拉时可能被压碎，造成伸长率过大。④钢绞线首尾上锚具、夹片时要对照编号、孔位穿束，穿束时不能扭曲、缠绕，要保持顺直。⑤箱梁钢筋与预应力波纹管相互干扰时不得切断，应采取合理避让。在箱梁预留的张拉槽口，遇有结构钢筋穿过的，必须按设计图纸做外展和位置避让，严禁擅自割断结构钢筋。⑥钢筋焊接时要在下面用铁皮遮挡焊渣，一是防止焊渣掉落烧坏底模在梁底混凝土面留下黑斑，影响外观；二是防止烫破波纹管，造成漏浆、漏水损坏预应力孔道。
（二）一般主线箱梁混凝土浇筑 采用2台天泵，匝道采用1台天泵，特殊加宽箱梁在满足交通的情况下可以选用3台天泵。混凝土天泵站位要事前规划好，道路要保证混凝土运输搅拌车进出顺畅，场地要够天泵伸支腿。2台天泵下料覆盖区域一定要有重叠交换区域，千万不要分开太远、首尾不能兼顾，造成仓内接头太多，无法及时衔接、覆盖，形成混凝土冷缝，留下质量隐患。并排布置2台天泵相距 15 m 左右比较合适。
五、箱梁底腹板混凝土浇筑及质量控制
箱梁底腹板仓位结构复杂，其内部由多道腹板和横梁形成若干个箱室，里面有预应力波纹管、支座、锚垫板、排气孔、排水孔等预埋件。因此，在准备箱梁底腹板仓混凝土浇筑时，一定要认真对待，做好浇筑人员分工，控制好下料接头和振捣顺序。要注意以下事项：
（一）浇筑人员 明 确分 工，分部位 固 定人员，统一指挥。整个浇筑仓面由一名经验丰富的浇筑队长统一指挥，按纵向每条腹板固定 2 个振捣器，振捣时工人上下配合振捣，确保斜腹板、底口八字角混凝土饱满、振捣密实；每个箱室底板固定 2 个人负责将腹板溢出、洒落的混凝土即刻铲出撒布到底板仓面，以免在模板上凝固后难以处理，并及时对底板平仓振捣、收平。要特别注意箱室底板二次布料的平仓和振捣，要求采用平板振捣器对整个底板复振 1 遍。锚垫板挤压头锚固段混凝土要一次下够下满，将波纹管、锚垫板挤压头完全覆盖并振捣密实，严禁在锚固段锚垫板处留下施工缝和松散混凝土。
（二）按从低处 往高处浇筑的下料原则，根据天气、温度情况，每台天泵接头不要拉太长，控制在 20 m 以内回转往复下料。由于横梁混凝土方量大，不要同时往2 个横梁下料。一个横梁混凝土料没有浇筑到顶时，另一个横梁不得下料，并且该箱室混凝土接头不可超过趾板，下料间歇不超过 2 h。注意观察混凝土凝结情况，必要时采取温控措施，防止接头初凝。
（三）室外日平均气温高于 35 ℃进入夏季施工，要采取措施降低混凝土入模温度不能高于 35 ℃，并使混凝土内外温差小于 25 ℃；室外日平均气温连续 5 d 低于5 ℃，进入冬季施工，要采取措施保证混凝土入模温度不能低于 5 ℃。如不能满足以上 2 个条件，应暂停箱梁混凝土浇筑。
（四）气温高于 30 ℃，低于 5 ℃，箱梁浇筑仓面要采取相应的温控、养护措施，以防止混凝土产生表面干缩龟裂、冻胀开裂等。当气温偏高、空气干燥时要防止混凝土料表面水分损失过快。否则，表面混凝土水分蒸发干缩，结构内部混凝土还处于流态，混凝土强度还没有上来，就会出现龟裂、炸口，特别是底板、顶板面积大的收平抹面仓问题更为突出。一般气温较高时，混凝土安排在早晚和夜间浇筑，采用喷雾措施降低仓面气温、增加空气湿度，覆盖薄膜土工布保湿，喷洒、覆盖时要防止损坏混凝土面。待收仓抹面完成，混凝强度上来，就可以按常规方法洒水保湿养护了。低温要保温、保湿，浇筑时跟进覆盖 １ 层塑料布和2层土工布，使仓内混凝土水分不散失，温度保持在 6 ℃以上，可避免冻胀破坏和干缩裂缝。
（五）底腹板与顶板混凝土之间的施工缝是箱梁结构的一个薄弱环节。由于钢筋密度大、模板结构复杂、加上工人缺乏责任心，这道施工缝很难处理好，常存在缝面光面、灰浆、乳皮没凿除，遗留、洒落的松散混凝土渣污染钢筋和预应力挤压头锚固段等问题。为此，要建立严格的缝面处理工艺方法和检验制度。引进高压风水枪冲毛工艺。冲毛首先要对底腹板模板和收仓线进行规划设计，在满足结构和嵌缝要求的情况下预留排渣排水口并设置一定的坡度。由于箱梁底腹板混凝土连续浇筑时间长，多在 16～24 h，对先浇筑好的仓面冲毛人员要经常喷雾保湿，检查混凝土面凝结情况，以初凝为准用高压风水枪冲毛。初凝判断标准：常规混凝土 4 h 左右，以混凝土失去塑性开始硬化，硬底鞋踩上去微微起痕为最佳时机。用自制 0.4 MPa 左右风水枪或专用冲毛机，按混凝土初凝的先后顺序跟进冲毛。由于 0.4 MPa 风水枪有一定切削力，以控制揭掉混凝土表层灰浆、砂石颗粒露出 1/3 即可，不要长时间大力冲洗破坏表面混凝土。冲毛下来的废水、废渣，集中吹送到出渣口排出仓外。冲毛工艺在桥 4、5 队得到了很好的运用，其他作业队没能很好地执行，拆模后还需要花费大量的人工用手锤、电镐一点点凿毛，有的缝面离钢筋面太高，还要用加长风镐凿毛，费工费时，而且效果不好。
六、箱梁顶板备仓和混凝土浇筑
（一）箱梁顶板仓包括两边翼缘板和数量众多的顶板扁束（间距 50 cm）。顶板两边翼缘板外露面底模要使用优质模板，建议翼缘板外缘 10 cm 处预埋小角钢，拆模后形成截水槽，防止梁面废浆废水流到箱梁底面，影响外观。截水槽以后浇入防撞墙体内。
（二）顶板纵向预应力张拉槽口模板 呈 “簸箕 ”形，锚具、锚垫板都安装在它的上面，顶板混凝土浇筑时，该处模板在泵送混凝土的流动推力和浮托力作用下，极易产生上浮和偏位，使预应力锚具、锚垫板、线形偏离设计位置，造成严重后果。因此，预应力槽口模板要有专项加固方案、专人加固安装、专项检查、混凝土浇筑专人值守，确保锚垫板牢固不动、槽口后座混凝土振捣密实。
（三）人孔、翼缘板外缘要使用整片梳齿挡头模板，禁止使用小插片。由于翼缘板外缘要预埋防撞墙插筋和连接筋，钢筋结构紧密间距只有 10 cm，留下的外缘挡头立模板空间只有 8 cm 左右，有的模板班组为图省事用 8 cm 宽，20 cm 长的模板片插在钢筋空隙中充当挡头模板，由于钢筋紧密没实施有效加固措施，模板缺乏足够的刚度和稳定性，在顶板混凝土浇筑时，所有的小插片模板都产生了不同程度的歪斜、倾倒，致使人孔和翼缘板外边缘混凝土流淌，难以振捣密实，留下质量隐患。为保证质量，要求必须使用整片梳齿模板作挡头，并实施有效的加固，以保证边缘混凝土质量。
（四）预应力箱梁顶板设计有众多间距 50 cm 的 顶板预应力扁束，由于顶板仓内钢筋结构复杂，扁束在穿波纹管时经常会遇到钢筋或模板的阻碍，如处理不好，扁束波纹管会前后、上下蛇形弯曲偏移，改变了扁束孔道的线形，扁束张拉时将造成预应力损失。所以备仓安装扁束时一定要避免弯折，确保预应力平行顺直，间距均匀
图6 箱梁顶板预应力扁束安装
（五）箱梁顶板钢筋覆盖面积大，中间、两边预埋防撞墙钢筋多，要仔细核对设计图纸，避免错漏。顶面钢筋样架和标高带布置要合理，要有有足够的刚度，能够承受混凝土浇筑下料时的冲击力和浇筑人员行走的压力。标高带要醒目，便于浇筑人员控制收仓面高度。
（六）由于顶板混凝土中腹板、横梁、顶板预应力趾板处混凝土料较深，一般在在 50～70 cm，而其余部位为板状结构，所以顶板混凝土浇筑除了采用软轴振捣器进行点振捣外，还要配备平板振捣器，必要时配备振动梁和磨面机，以确保顶板大面积混凝土振捣密实、表面平整。
七、预应力张拉、压浆和封锚、封人孔
（一）预应力张拉
预应力施工使用的千斤顶、油泵、压浆机、焊机、钢筋加工机械使用前要进行检查维修，张拉设备按规定进行标定。
1）同条件养护的底腹板、顶板混凝土试块强度，结合现场回弹仪检测满足设计要求后方可开始张拉。
2）施工过程中要对穿入孔道的预应力钢绞线进行保护，采取覆盖、包裹等措施，防止雨水、养护水、混凝土浆等的污染，使钢绞线生锈。严禁用钢绞线作为电焊机的接地线。
3）张拉前，采用实测的钢绞线弹 性模 量计 算 钢 束理论伸长量；做好千斤顶的检修工作，尤其对千斤顶和油泵进行仔细检查，保证各部分不漏油，并能正常工作。当千斤顶使用时间超过 6 个月或 200 次以及使用过程中出现不正常现象或检修以后，应重新校验，确定张拉力与油表读数之间的关系。张拉机具配套校验，配套使用。
4）预应力 锚具、夹片安装 要 精细紧 密，不能出 现夹片不齐、钢绞线弯折、锚具偏斜、非设计结构和不正常的间隙，以防止张拉崩裂。如出现锚垫板上浮、锚具开裂破损情况必须报告监理、设计、业主统一处理意见，严禁擅自加垫钢板进行处理。
5）预应力张拉采用张拉应力与伸长量双控制的方法，以应力控制为主，如果实测伸长量与理论伸长值相差超过 6 %，应找出原因，否则重新进行校顶或测定钢绞线的弹性模量。
6）预应力钢 束 应采用两 端、左右 同时对 称 张拉，张拉顺序应按设计要求进行，设计没有规定时原则上应采取“先上后下，先中间后两边，对称于构件截面竖直轴线”的顺序进行。
7）预应力钢束 为低松弛 钢绞线，张拉 顺序 按设计要求进行，如设计未考虑锚圈口摩阻损失，在正式张拉前应调整千斤顶张拉力。
8）一束张拉完后，应检查断丝、滑丝情况是否满足规范要求，夹片是否对称齐整紧密，若不满足，则应退锚重新穿束张拉。锚固时夹片如果不齐整紧密，要防止夹片断裂崩出伤人。
9）预应力钢绞线在张拉控制力达到稳定后方可锚固，端头多余的钢绞线应用砂轮机切除，不得使用电焊高温烧断。长期外露时，应采取防锈蚀措施。
10）做好张拉原始记录，整理填表，填表数据要真实合理，经得起推敲。
（二）压浆
1）压浆工艺流 程：水泥 浆配合 比 试 验→压浆设备准备→封锚→封锚头、安装控制阀门→连接真空泵对孔道抽真空→制浆、压浆。
2）压浆前，应将锚具、预应力筋 头上 的锈 渍、水 泥浆清理干净，用环氧砂浆保证密实封住锚头，预留灌浆孔道、阀门，排气管必须保证通畅和气密性。由于预应力孔道设计有连续竖曲线，在竖曲线顶部要预设排气管。正式开始压浆前将所有管口封闭，采用真空泵试抽真空。
3）孔道真空度不小于-0.08 MPa，保持真空泵在启动状态，开启压浆端阀门，将拌制好的水泥浆往孔道压注，直至与压浆口相同稠度的浆体从出浆端的透明管中排出。
4）压浆工作应连续进行，让浆液将管道内残留水、空气、废浆彻底排除，直至各排气管、出浆口冒出的废浆稠度与进浆口相同时，封闭所有管口，闭浆持荷2 min。持荷的目的是保持孔道内浆液压力稳定，把残留的水、气挤排干净，确保孔道内混凝土浆密实饱满无空隙。
5）为保证钢绞线束全部充浆饱满，进浆口应予封闭，直到浆液终凝前，所有孔洞、气门均不得打开，防止漏气、漏浆，孔道内形成空隙。
6）压浆作业过程中，要不停搅动水泥浆，若中间停止时间超过 2 h，应将剩余的浆液废弃，彻底清洗压浆设备。压浆完成后，应立即清洗工作管道，以便下次使用。
7）若压浆时气温低于 5 ℃，在无可靠保温措施的情况下，不得进行压浆作业。白天气温大于 35 ℃时，宜在夜间进行压浆。
8）灌浆过程中产生的废浆废水，要采取措施收集、排放，严防流到箱梁底面。由于此时尚未拆模，张拉后箱梁底面与模板间会出现空隙，废浆废水流入其中空隙会造成大面积污染，给箱梁混凝土底面外观造成巨大破坏，难以处理。
（三）封锚、封人孔，支架拆除
1）孔道压浆完成后，尽快进行张拉槽口、人孔处的混凝土浇筑，以免锚具、槽口钢筋长期暴露生锈、泡水。首先将箱室内杂物清理干净，内部缺陷修补验收完成，排气、排水孔按设计要求检查疏通。箱室逐个检查验收后方可封人孔。
2）张拉槽口必须进行封锚二期混凝土缝面凿毛，将梁端、张拉槽口里的灰浆凿除，积水、杂质冲洗干净，清除锚垫板、锚具上的灰浆和污渍。槽口钢筋按设计要求恢复。
3）封锚模板应平整牢固，留有混凝土下料、振捣口，梁端封锚时应严格按设计要求设置伸缩缝和预埋件。封锚混凝土要仔细振捣密实，确保锚具被混凝土包裹密实。严禁使用砖头、石块充填封锚混凝土。
4）封锚混凝土浇筑后应带模浇水养护 7 d，拆模时及时修复上口空隙。
5）箱梁 支架拆 除前混凝土外观缺陷要修补完成。逐个检查梁底支座将锁固螺栓解锁。支座挡块是“H”形钢的要按设计结构方向焊接好，并刷防锈漆。底板和斜腹板上的排水、排气孔要逐个检查疏通，发现遗漏的要用钻芯机补打。以上项目检查验收合格后方可拆除支架。
八、结语
因高架桥预应力箱梁施工项目的各级管理人员和技术工人技术水平各有差距，对预应力箱梁每一道工序的施工工艺要点进行总结其目的是统一标准，保证各道工序能够按标准进行施工，达到优质、美观的建设目标。
论文作者:廖庆衍
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/9/29
标签：混凝土论文; 预应力论文; 腹板论文; 钢筋论文; 顶板论文; 模板论文; 支座论文; 《防护工程》2018年第11期论文;