摘要：公路桥梁交通基础建设对于高速发展的社会经济起着极大的促进和影响作用，在立交桥施工项目中，预应力钢筋混凝土连续箱梁成为了施工的重要内容和环节，随着现代桥梁中运用力技术的普遍应用是桥梁的性能和质量得到了较大的提升，同时也使桥梁的外观形态以及经济效益有效的得以提高，另外为了能够充分发挥预应力钢筋混凝土的作用，应加强对其施工技术的研究和实践应用。本文通过对立交桥现场施工案例，对施工技术和实践应用进行分析和探讨。
关键词：立交桥；预应力；钢筋混凝土连续箱梁
引言：随着生产生活地不断提高，对道路交通也提出了更多更高的要求，在道路桥梁的建设中，先进的施工材料、施工设备以及施工技术的不断开发和应用，使交通基础建设获得了长足的发展，同时也为其持续发展创造了有利条件。目前预应力技术在桥梁施工中得到了广泛的应用，同时也起到了不可估量的作用，不仅使桥梁在加固和承受力方面表现有所提高，也使桥梁施工水平得到极大的提升，充分发挥在桥梁建设中的作用以及使桥梁质量得到最大化的提升和保障，还需要通过对成功实例的分析，对预应力技术的运用进行研究和总结。
一、预应力施工技术的应用
（一）桥梁受弯构件
随着建筑行业的不断发展,大批先进的施工技术层出不穷，其中预应力技术在桥梁施工中有着显著的优点，使桥梁的性能和质量得到了较大的提升，目前主要应用在桥梁受弯构件中以及公路桥梁的加固等方面。桥梁常用的加固材料是采用强度较高的碳纤维，通过对钢筋混凝土公路桥梁受弯构件加入碳纤维片材的方式，使其极限拉应变以及极限承载力都得到提高，使公路桥梁的承载力得以提升[1]。
（二）桥梁加固施工
公路桥梁施工中，提高承载力的方法主要采用补强构件强度以及提高结构性能的方式，可以通过施加预应力在相应构件上，使其预先产生拉应力，让其在初始弯矩作用下，构件发生拉应变的情况减少。
（三）钢筋混凝土多跨连续桥梁
多跨连续桥梁在受力上主要有负弯矩区和正弯矩区两大受力区，跨中处多为正弯矩，而支座处通常为负弯矩，当极限抗剪承载力和连续桥梁的极限抗弯承载力无法满足实际使用要求时，就可以利用预应力技术对其进行相关的加固处理。
二、施工中的问题分析与处理
（一）压浆堵塞
由于施工人员的施工经验缺乏或专业技术知识不足，在预应力混凝土浇筑作业时，存在野蛮施工，另外没有做好混凝土养护管理，可能造成堵塞预留管道的情况，造成无法顺利进行张拉工作，对钢筋张拉的实际效果造成影响，在实际拉长值和理论计算值之间存在着较大的误差，对桥梁的施工预算和施工工期产生较大的影响。
（二）拉伸长量不足
在桥梁建设施工中常会出现预应力钢筋伸长量不足的问题，其造成的原因主要有：预应力钢筋预留管道不顺直，使预应力钢筋的平均张拉应力，在张拉应力不发生变化的前提下，受摩擦力的影响而有所降低；在理论计算时采用的弹性模量数据与实际的弹性模量之间存在着误差，实际伸长量与计算得出的伸长量存在差异。
（三）张拉裂缝
在持续荷载的作用下，钢筋混凝土结构会出现裂缝是不可避免的，同时部分预应力构件出现一定程度的裂缝也是可以接受的，但进行预制构件施工时应尽量减少因温差、干缩等造成的裂缝出现，在构件的表面和其他空间位置也常会出现裂缝，而且分布不均，宽度较小，在梁板类构件上裂缝多表现为短方向分布[２]。
三、施工工程概述
某立交桥梁体采用预应力钢筋混凝土连续箱梁，跨径为20米，梁高为1.2米，采用牛角连接每一联的箱梁，一联设定为五跨。下部结构为直径1.8米的桩基础，设计方案采用簿壁式桥台和园柱形桥墩，桥面采用1.7米幅宽的四车道设计。
四、混凝土箱梁施工组织
（一）施工流程图
五、梁体施工方法
本施工案例中所采用的桥梁设计为预应力钢筋混凝土结构，在横向纵向、顶部和底板，以及隐形盖梁上都进行了预应力张拉施工工艺的设计。每根箱梁内设有隐形盖梁，预应力钢绞线最长为70米。需进行连续浇筑施工，并对浇筑时间进行严格控制；最长的预应力钢绞线为70米，摩擦阻力大，坐标曲率大，较难控制张拉时双控指标；锚具安装和预应力钢绞线布设时，因牛腿处布设钢筋较密，使其安装较困难；顶板无粘连预应力筋和隐性盖梁属于横向布设，其间距较密，在施工时应按顺序张拉，同时还需要进行悬臂支架的搭设，因其高空作业，同时作业面较窄，造成施工极为不便。
（一）地基处理
在本案例的施工现场，地面类型不仅有公路路面，还包括位于公路两侧的地基，以及房基面和一般地面，其中两侧土基通过现场量测，其承受力大于≥250KM/M2；混凝土结构的公路路面和房基面承载力符合规定要求；一般路面还需要进行相应的施工处理。具体处理根据现场的实际情况有三种施工方案，公路两侧土基需要用混凝土方砖作为立杆底座基础；通过对一般地面进行连槽石的换填，通过分层碾压使其满足密实度的需求，再进行混凝土方砖的铺设，便可作为立杆底座基础。和周围地面相比，地基高出10－15CM，表面整平压实，在周围挖设水沟，并铺设双向坡，这样有利于地基排水，避免冰水浸泡而使地基出现沉陷的问题。在雨季施工时，则需要混凝土垫层对碾压密实的原地基进行保护，并做好相应的排水系统，使地基稳定性得以保证[３]。
（二）支架
因支架间距不同对承载力的要求也有所差别，在进行支架布设时，需对其纵向间距进行分段计算，使碗扣式脚手架支架立杆和连续箱梁施工的荷载组合能够满足承载需求，确保支架的整体稳定性。根据施工现场的相关试验结果以及施工技术规范，对底模标高进行设计，同时对预拱度进行设计。
预供度分配计算设计如下：
最大预供度设定为：Ymax
按二次抛物线对其它各点进行分配：Y＝4（Ymax/L2）X2。
底模标高的计算公式为：H＝h+y+s,其中s是指支架的沉落量；h是指浇梁底的设计标高；H是指底模板的施工标高。
（三）模板
在进行相关设计时，不仅需要保证模板的结构尺寸、刚度、强度以及稳定性能够满足规范要求，还要保证结构物的外部美观度。采用高强度覆膜竹胶板进行底模分块拼装，尺寸大小为2440MM×1220MM×12MM，制作过程中需要对接缝予以避免或减少，通常采用直接在支架上拼装满铺。箱梁横截面采用悬臂结构，其底板和侧膜可以采用预先加工的整体拼装的方式进行制作。为了有效防止模板在负载后发生变形的情况，使其牢固，联结方式可采用楔口咬合的工艺，能有效防止在混凝土浇筑过程中出现漏浆的情况，同时箱梁边线在拆模后，会更加均匀、顺直和光洁。
（四）钢筋施工
严格按照相关的施工规定进行，对桥梁施工所采用的钢筋材料予以重视，材料进场后，进行分类、按规格摆放，并做好标记；遇到多雨的季节，钢筋容易出现锈蚀，应尽量控制钢筋的库存，在施工中注意天气变化，尽量保证在较短的限期内使用完；钢筋绑扎次序应该在绑扎之前进行事先排序，同时对波纹管的位置进行充分考虑，避免在施工中造成绑扎次序不当，与波纹管的位置发生冲突或是绑扎困难的情况[４]。
（五）混凝土浇筑
针对本案例，桥梁混凝土浇筑采用的是每一单元五跨，进行连续浇筑，二次现浇的方式，浇筑用量每次约为在1200M３左右，采用集中拌合，严格控制混凝土塌落度，使其保持在12－14CM之间。施工中的关键环节主要有：进行振捣作业时，通常采用插入式的振捣器，极易与纹管及锚具发生碰撞，会造成其破裂、移位，严重时发生变形，漏浆的现象，因此在作业时一定要小心避免和杜绝；在施工中因支架跨中的沉降量与墩台处的沉降量存在着较大的差异，在进行连续浇筑作业时，会因其存在的差异导致沉降出现不均匀的情况，箱梁的顶板容易因其影响出现开裂的现象，所以在施工时，准确把控混凝土初凝时间，提高浇注速度，每跨初凝时间应保证不低于8－10小时，浇筑时间严格控制在6－7小时之内；在泵送混凝土时，应注意避开已经绑扎好的梁体钢筋，防止已经振捣完成的混凝土因机械振动而受到影响；预留张拉槽口处的混凝土，及时派专人进行清理，确保张拉口几何尺寸准确无误；在浇注过程中，要派专人对模板和支架的变化进行观察记录，如出现异常状况，应及时进行校正；浇筑好的混凝土，需要注意养护，保证其湿度符合规范要求[５]。
六、预应力施工技术的研究
（一）连接和安装波纹管
接头采用大一型号、长度保证在300MM左右的波纹管进行安装时，先对底管坐标，以箱梁底模板、预应力筋曲线作为基准进行计算，在箍筋上量出相应点的高度，对波纹管曲线位置进行确定，固定时采用600MM间距的Ｕ型卡，在安装过程中避免对其出现践踏、弯曲、挤压等操作，否则将会导致管壁开裂，同时也要避免在电焊中管壁出现损坏烧伤的情况。在安装完毕之后，对曲线形式和位置进行检查，确认其符合相关设计要求，另外还需检查接头完好度、牢固度，以及管壁是否存在破损等情况，如发现问题，应及时进行修补和校正。设计排气孔可以有效保证孔道的注浆质量，在管道孔中间的坡峰处进行开孔设计，并将垫片和带有喷嘴的弧形压板置入，用铁丝进行绑扎固定，再直接插上钢管或塑料管，并将其引出梁顶面，大约高度在200－300MM左右。
（二）钢铰线制作和安装
在施工前应先对预应力钢绞线的强度和外观进行检查，确保无损伤、无锈蚀，其伸长率和抗拉强度都符合规范和要求。在进行下料时严禁使用电焊或气焊作业，宜采用无齿锯方式进行切割作业，另外在切口两侧用钢丝绑扎好，避免作业时散开。切割完后，钢铰线应立即穿束安装作业，不宜长期堆放在暴露的环境里，容易出现锈蚀的情况。在装束之前将Ｐ型锚具安装完毕，按照相关设计图纸以及厂家提供的相应说明书进行操作，使部件间距和位置的准确性得以有效地保障。穿束通常采用机械和人工相配合的方式，作业时将每七根钢绞线一起绑扎，每隔一米用绑扎丝捆紧，顶端用胶布扎牢缠紧，再将其置入穿梭器，在作业前端，利用卷扬机进行牵引，作业后端利用人工推送的方式进行配合作业。在操作时应注意管道的接头，防止因人力或设备拉动过快导致接头损坏的现象出现。裸露在波纹管外的钢绞线，在穿束完成后应用胶带进行包裹，避免因养护或雨水的浸泡而出现锈蚀。
（三）预应力筋张拉和压浆
在进行施工之前需要做好相应的准备工作，对张拉设备进行资格检测，同时相关操作人员也应持证上岗。如果千斤顶等张拉设备，出现6个月未使用或使用次数超过200次，甚至双控不符合要求等情况需要进行重新标定。预应力筋的张拉作为施工中的关键工序，其施工顺序应严格按照相关设计要求和规范进行，此案例中的张拉顺序为从零到初始应力0.05（时间5分钟），然后是1.05(时间两分钟)，接着锚下张拉控制应力再到锚固；纵向先中跨后边跨的顺序进行，横向的顺序为先中束后边束；对其张拉质量需要进行相应地检查，可采用双控的方法，并对误差进行严格控制，需保持在±6%[６]。在预应力筋张拉完成后10－14个小时进行压浆操作，保证水泥浆具有较小的干缩性、泌水性以及较大的流动性，水灰比保持在0.4－0.45，水泥浆中掺入少量的铝粉可以使孔道内密实度得到保证，在硬化过程中水泥浆可以发生膨胀。从孔道的一侧向另一侧进行压浆操作之前，应先用高压水对管道进行清洗，将管道内的污物等清洗干净,再用高压风将管道内的积水排出，之后再进行注浆操作。在压浆完毕后，将安装在注浆孔上的一节带阀门的钢管关闭，使水泥在孔道内凝固时处于有压的状态。采用二次压注法可以有效的保证压浆质量，在第一次压注作业完成之后30分钟，再从波纹管道的另一端进行反向压注，并保持0.5－0.7MPa的压力，相关工序完成后，通过设置在波纹管道上的排气孔进行封端作业，先清洗锚头、槽口以及垫板处里的灰碴、油污等废料，再通过相应的设备将积水排出；对于外露长度超过30MM预应力筋，在锚固后，用无齿锯将其多余部分切割掉，同时需要保证混凝土的封端强度不低于相关设计要求。
结束语：
结合实际案例中预应力混凝土连续箱梁的施工实践，可以得出，通过其应用提前了施工工期，避免了质量和安全事故的发生，使综合经济效益得到显著提高。通过借助成功的施工案例，加强对预应力施工技术的应用和研究，可以有效确保施工质量和施工水平的提高，便是道路桥梁建设的良性持续发展得到有效促进。
参考文献：
[1]章嘉强, 宋新桥. 立交桥预应力钢筋混凝土连续箱梁的施工实践[J]. 绍兴文理学院学报(自然科学), 2005, 25(7):115-117.
[2]彭彬. 东莞市莞长公路某立交桥预应力连续箱梁施工工艺[J]. 中国西部科技, 2009, 8(15):10-11.
[3]张坤, 李文静. 预应力混凝土异形连续箱梁空间分析[J]. 交通运输研究, 2013(9):91-94.
[4]牛德强. 某项目现浇预应力砼连续箱梁施工技术研究[J]. 河南科技, 2013(2):41-41.
论文作者:张辉
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第09期
论文发表时间:2019/8/15
标签：预应力论文; 桥梁论文; 作业论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 承载力论文; 钢筋混凝土论文; 《建筑实践》2019年第09期论文;