欧阳龙顺
核工业华南建设工程集团公司 广东广州 510800
摘要：本文主要针对现浇预应力钢筋混凝土箱梁桥的施工展开了探讨，比较了现浇梁式桥钢支架类型及支架方案的优缺点，并对相应的工程施工给出了一系列有效的技术措施，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词：现浇预应力；钢筋混凝土；箱梁桥；施工技术
现浇预应力钢筋混凝土箱梁桥在我国已经是一种成熟的桥型结构，但由于在实际的施工过程中存在着不少的问题，影响着桥梁工程的施工。因此，我们需要认真分析施工过程中存在的质量问题，采取有效的施工技术做好工程的质量控制，从而保障现浇预应力钢筋混凝土箱梁桥的施工质量。
1 现浇梁式桥钢支架类型及支架方案的优缺点比较
现浇梁桥钢支架早前大多采用普通扣件式钢管支架，或者是不合理地采用大规模贝雷材料堆叠。这些做法已经沿用很多年，技术相对落后。为了合理确定支架形式，应进行认真的方案比选。
1.1 普通扣件式钢管支架
1.1.1 缺点
（1）扣件强度不高，紧固性受人为因素影响大，杆件接头连接不牢固。
（2）支架杆件长度没有标准化，易造成施工不规范，产生结构受力安全隐患。
（3）钢管作为立杆时，因为长度偏大，使用于不同高度或高度有变化的桥梁时，经常只能对完整的钢管进行截断使用以满足高度要求，加上使用过程中易弯曲变形，不易矫直（矫直成本大），周转两三次后，钢管的可用性已经很差，很大一部分只能当废钢处理，造成相应摊销费用和施工成本大幅增加。对于那些施工人员疏于管理、随意施工现象突出的项目来说更是如此。
（4）支架搭设劳动强度大，施工效率低。
（5）由于杆件偏长偏重，拼装时不易持稳，连接件栓紧时间长，易使作业人员疲劳，导致高空坠落、物体打击等作业安全事故。
（6）租赁商镦厚钢管两端，以次充好，不加辨别就使用，结构安全系数将受到削弱。
1.1.2 优点
（1）材料产量大，易购买或租赁。
（2）适宜于脚手架结构。
1.2 贝雷梁支架
贝雷材料的优点是材料本身的强度和稳固性好，特定环境下是必用的支架结构。但用贝雷材料来搭设支架，也存在以下缺点：
（1）因为施工人员对贝雷材料的受力参数、受力计算掌握不到位，往往是凭感觉和经验使用，要么是超强布设，造成很大的、不必要的材料费用浪费；要么布设强度刚度不足，加载时发生支架受力安全事故。甚至同样的桥型参数，采用贝雷支架时材料的使用数量相差却十分悬殊。
（2）贝雷材料的材料费用较高。另外，贝雷支架一般要采用起重机械配合安装，是施工成本加大的一个因素。
（3）贝雷支架搭设的工作效率也较低。
（4）采用贝雷材料作异形桥梁（有弯道、超高横坡、斜交角或变截面的桥梁），还必须配套较多的其它周转材料。
因此，除高度较大，采用普通支架容易发生失稳或受地形限制（如跨沟跨河地形、陡峻地形）及需设较大跨径通行孔的现浇梁桥，从施工效率和施工成本的角度出发，笔者认为支架方案应尽量不采用贝雷支架。
1.3 碗扣式多功能脚手架
碗扣式多功能脚手架（简称碗扣架）是一种先进的多功能承插式脚手架，已广泛应用于建筑、市政及交通的各个领域。深受施工单位欢迎，已成为普通脚手架的更新换代产品。该类型脚手架具有以下特点：
（1）多功能：能组成单、多排脚手架、模板支架、支撑柱、爬升脚手架、悬挑脚手架。
（2）高工效：避免了螺栓作业，拼拆快速省力，拼装速度比扣件式快3～5倍。
（3）承载力大：杆件轴线交于一点，节点在框架平面内，接头具有可靠的抗弯、抗剪、抗扭力学性能，结构稳固可靠。
（4）安全可靠：接头自锁能力强，构件系列标准化，使用安全可靠。
（5）便于管理：无零散和易丢构件，堆放整齐，便于现场材料管理。
（6）易改造：可对现有的扣件式钢管脚手架进行改造。
（7）耐用经济：不易变形作废，经久耐用，摊销费用低。
（8）受力清楚：各向杆件（构件）受力清楚，受力计算简单明确，易查易算。
作为一种技术较先进的支架型式，碗扣架目前在国内的使用已十分普遍。在一些发达的省份，一二十公里长的高架桥，采用多跨碗扣支架对桥梁进行流水作业现浇施工，其施工规模和施工效率比前两种支架形式不可同日而语。
随着工程技术的进步，近年还出现了一些其他先进的钢支架类型，但应用相对较少，在此不做介绍。
2 满堂支架整体现浇预应力钢筋混凝土箱梁桥的关键技术、工艺和和施工质量控制措施
2.1 支架一般结构
现浇预应力钢筋混凝土梁式满堂支架的结构构成自下而上一般分为地基（基础）、立柱（杆、墩）、立柱纵向横向水平及斜向连接结构（起保证支架整体性和稳定性作用）、承受现浇荷载的纵梁和横梁（纵横向分配梁）等。支架上安装桥梁现浇模板。
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2.2 施工特点及要求
预应力筋为梁体的主要受力筋，在支架搭设至箱梁混凝土浇筑成型，但预应力束尚未按设计要求张拉完成的整个施工过程中，特别是从现浇开始到混凝土达到张拉强度，完成张拉，之间存在一个薄弱期—恒载已基本全部发生，而主要受力筋—预应力筋还未能参与受力，普通构造钢筋强度有限，箱梁的结构强度尚不足以承受本身的自重及施工荷载，极易因支架沉降变形等原因，发生受力开裂甚至大面积开裂，导致质量事故。
因此，现浇梁桥施工前必须认真做好桥梁结构、支架、模板及其他施工荷载分析和计算工作，通过认真正确的荷载计算确定支架的结构设计布置方案和地基承载力要求，确定地基处理方案。做好满堂支架的受力计算和地基承载力验算。
2.3 施工准备工作
施工准备工作包括编制施工方案、进行技术交底；各种设备材料（包括备用设备及材料）的准备及施工过程工作性能的保障；管理机构、管理责任的落实，管理人员和劳动力的合理布置等。
预应力材料、工具和张拉压浆机具的提前准备是一项特别关键的准备工作。箱梁混凝土浇筑前应完成预应力材料、张拉和压浆机具等的进场工作，并完成材料的进场抽样检验和张拉设备的配套标定，取得相关合法的检验合格证书和标定证书，并组织张拉人员提前熟悉张拉参数、张拉程序和张拉压浆设备的配套操作。目的是保证箱梁混凝土灌注完成并达到规定强度后，能及时完成张拉，防止未张拉的箱梁久置后发生沉降开裂。
另外，雨天和高温天气进行箱梁混凝土浇筑易致浇筑质量事故，浇筑前应了解天气预报，下雨和高温天气不进行浇筑。
2.4 支架地基的处理
（1）支架地基的处理是梁桥满堂支架施工的一个关键环节，必须认真细致地进行。对不符合承载力要求的地基（如淤泥、腐植土、未经有效压实的施工坑洞、松散、软弹等），均应作重新清除，用水稳性能好的填料作适当的分层回填和压实处理。一般要求按土方路基93区的填筑要求进行施工，一般填筑或换填3层，每层厚度30ｃｍ左右，保证每层压实度，确保承载力满足要求。特别不良地基尚应加厚或作地基加固处理。
（2）支架立杆与地基的接触处理。过去惯常的做法是垫枕木，这种做法的缺点是枕木会因雨水浸泡等原因发生下陷。另外，现在木材已成为一种紧缺资源，利用枕木做支垫成本比较大，不如采用一定厚度的混凝土硬化层来得经济。硬化层厚度经地基承载力验算确定，并作适当控制，既不能因为厚度不足使承载能力降低，也不要盲目超厚造成施工成本浪费。经验值一般为厚10cm的C15混凝土。另外，采用碗扣支架时，同一支架矩阵对地基面的要求为水平面，应注意平整度的精细化控制。地基存在纵坡时应用台阶处理，支架相应分为两个相邻矩阵。
（3）较陡斜坡地基的处理。
当满堂支架搭设在斜坡（包括自然原地面斜坡、桥台锥坡、已有公路边坡等）上面时，应将斜坡修建成台阶状，并采取措施使台阶稳固。不能将满堂支架直接搭设在未作台阶处理的斜坡上，否则在支架受力时会形成往下的斜向滑动面使支架底部滑动导致支架垮塌。
2.5 支架预压及预压的作用
满堂支架按施工方案搭设完成和验收后，要进行满载预压。预压的作用不仅是验证支架承受荷载的能力，另一方面的重要作用是使地基的沉降充分发生和消除支架的非弹性变形，以预防这些变形在梁体施工过程或施工后再发生而造成梁体开裂。所以预压应全桥全面积满载进行，不能仅局部预压，否则更容易导致已压部分和未压部分的不均匀沉降开裂。预压可分段分级进行，并在预压前合理布置好高程观测点，及时观测记录和整理好预压前和各分级预压阶段的高程数据，计算和分析沉降量，异常时采取妥善的处理措施。采用沙（土）袋预压，应进行有效覆盖，防止雨天雨水渗入使预压荷载大幅增加，超出支架承载能力，导致支架变形或垮塌。
2.6 模板设计、安装及检查
对模板、拉杆及其布置密度、紧固方法认真进行设计计算，并在灌注混凝土前和灌注过程中设专人认真对拉杆进行逐根检查和加固（灌注前的检查尤其重要），以防止胀模。清水模板目前已广泛使用，优点显著。采用清水模板作箱梁模板虽具有方便施工的好处，但其平面刚度差，应通过受力计算，设置足够强度和密度的横、竖向加劲肋和拉杆，防止混凝土分层浇筑时模板夹不紧混凝土，上层混凝土浇筑振捣形成的浆体渗入模板和下层已成型的混凝土表面之间，影响梁体外观质量。同时底、顶板底模的支撑认真施工、认真检查验收，确保模板牢固不崩塌。
2.7 密筋部位的处理
锚头密筋部位和其他密筋部位如按正常配合比制作的混凝土拌合物粗骨料不能正常进入，则极有可能造成施工后这些部位混凝土不密实或因实际级配发生改变导致混凝土强度不足，发生预应力筋张拉时锚头下陷等次生问题和事故。此问题可通过配合比设计配制小骨料混凝土解决。
2.8 箱梁的成型方案及浇筑程序
（1）箱梁的成型方案常用为两种，即一次整体成型和分两次成型，分两次成型即第一次浇筑至腹板顶部高程，形成一个朝上的U型开口箱，再于第一次的基础上支模完成顶板（包括翼板）的浇筑。笔者倾向用此方案，因为底板和腹板在U型敞口上进行混凝土浇筑作业，可更易更好控制混凝土浇筑质量和底、顶板厚度。但分两次浇筑预示着从初次混凝土成型至整个箱梁浇筑完成并完成预应力束的张拉，施工周期会相应加长，易导致箱梁因支架沉降开裂的风险，所以更应强调严格的地基处理和支架预压处理。
（2）箱梁混凝土的浇筑应严格按程序进行，即先底板→再腹板→后顶板。加强振捣，防止漏振（要特别重视内倒角和密筋部位的振捣）。并保证在上一层施工时下一层的任何部位混凝土均未发生初凝。如不能保证，则按以上浇筑顺序从箱梁一端开始，以纵向分段，水平（或斜向）分层的施工方法逐步往另一端推进，防止混凝土初凝冷缝的出现。箱梁底板和顶板顶面应按设计纵横坡和标高认真收浆平整，既保证最小厚度要求，也要同时保证厚度不超出规范要求，并确保预埋筋（件）整齐，平面位置及高度符合要求。
（3）箱梁浇筑时应采取严格的管理措施确保混凝土的拌合质量和稳定性，其质量和稳定在运输到场后亦应严格监控。梁体混凝土配合比应根据泵送混凝土规范的要求设计，但实际施工时，应在保证可泵送性的同时适当减少用水量，预防梁体收缩开裂。
（4）箱梁混凝土浇筑完成后，掌握适当的开始养护时机，拆模时机，加强箱梁混凝土浇筑后的养护，对全外露面进行养护。养护时间和养护质量要满足规范要求，保证混凝土强度和外观质量。
3 结语
综上所述，由于在实际的工程施工中，存在着不少的质量问题，对现浇预应力钢筋混凝土箱梁桥的施工有着一定的影响。因此，我们要采取有效的施工技术，针对施工存在的问题做好应对处理，从而为有关方面的工程施工带来帮助。
参考文献：
[1]赵庆久.浅谈后张法预应力混凝土连续箱梁桥现浇施工技术[J].科技创新导报.2013（34）.
[2]连伟.现浇预应力混凝土连续箱梁桥施工技术总结[J].建筑知识.2010（S2）.
论文作者:欧阳龙顺
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/15
标签：支架论文; 混凝土论文; 预应力论文; 预压论文; 地基论文; 现浇论文; 材料论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;