公路工程中的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁預(yù)制工藝

李恒喜

（河北建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 河北石家莊 050000）

隨著公路建設(shè)的不斷發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)被廣泛運(yùn)用于各種工程項(xiàng)目中。然而，很多項(xiàng)目在進(jìn)行箱梁混凝土施工時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)一定的問(wèn)題，使得混凝土的強(qiáng)度、彈性模量等指標(biāo)無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)值，從而致使箱梁混凝土徐變與受力后彈性變形明顯提升；不僅如此，如果預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)一直處于高應(yīng)力狀態(tài)下，也將加快腐蝕速度，且只要開(kāi)始腐蝕，腐蝕的速度就會(huì)越來(lái)越快，極易使得銹蝕處斷面遭到磨損，同樣會(huì)加速預(yù)應(yīng)力的消失。綜上所述，不管是哪種問(wèn)題，都嚴(yán)重影響了混凝土結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的安全性、耐用性等，因此，本文對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁預(yù)制技術(shù)展開(kāi)研究非常必要。

1 工程概況

大南公路（加六線）（K0+300～K4+300）長(zhǎng)4km。其中，主路路基寬度設(shè)定為60m，雙向六車道，設(shè)計(jì)速度80km∕h；輔道規(guī)格則與城市次干道一致，設(shè)為雙向四車道，速度可達(dá)40km∕h。沿線建有1 座大橋、1 座輔道鋼構(gòu)橋、2 座匝道橋、3 座跨線橋，箱梁長(zhǎng)度20m、25m、30m及35m，屬于后張預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。

2 施工工藝流程

箱梁預(yù)制施工工藝流程圖，如圖1所示。

圖1 箱梁預(yù)制流程

3 后張法預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁施工工藝分析

3.1 制梁臺(tái)座與底模

根據(jù)預(yù)制施工要求，在現(xiàn)場(chǎng)劃特定的區(qū)域用于預(yù)制施工，清理雜物后整平，澆筑20cm 厚的C15 混凝土整體基礎(chǔ)，于上方進(jìn)一步施工30cm 厚的C25 鋼筋砼，于砼表面鋪6mm厚鋼板，形成底模，經(jīng)焊接后，將鋼板構(gòu)成完整的整體，同時(shí)，將其兩側(cè)分別與前期已經(jīng)預(yù)埋到位的角鋼連接，構(gòu)成制梁臺(tái)座［1］。經(jīng)過(guò)預(yù)應(yīng)力施加后，箱梁在外力作用下產(chǎn)生上拱度，在該作用下，構(gòu)成兩端為支點(diǎn)的簡(jiǎn)支梁。為保證梁板張拉起拱后臺(tái)座無(wú)斷裂問(wèn)題，加強(qiáng)對(duì)底座以下兩端250cm的處理，采取加寬、加厚措施，并設(shè)雙層15cm×15cm 鋼筋網(wǎng)片。預(yù)留側(cè)模下拉管道，按75cm的間距依次設(shè)置拉桿［2］。箱梁重量最大約100t，綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)空間特點(diǎn)，配備兩臺(tái)75t龍門(mén)吊，單臺(tái)設(shè)備的跨度為22m、高度為9m，聯(lián)合作業(yè)，將在預(yù)制梁區(qū)生產(chǎn)的鋼筋模板吊裝至指定位置，同時(shí)用于混凝土運(yùn)輸與箱梁起吊。

3.2 鋼筋綁扎和波紋管安裝

（1）鋼筋綁扎。在指定加工場(chǎng)由專員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙精準(zhǔn)加工鋼筋，于臺(tái)座上一次綁扎成型。開(kāi)始施工后，應(yīng)先對(duì)底板、腹板的鋼筋進(jìn)行綁扎，內(nèi)模安裝后，若無(wú)誤再綁扎頂板鋼筋以及各類預(yù)埋筋。連接方法根據(jù)鋼筋直徑進(jìn)行合理的選擇，超過(guò)12mm 時(shí)，焊接于一體；小于12mm 時(shí)，綁扎搭接，搭接長(zhǎng)度必須超出30d，且不小于500mm［3］。

（2）波紋管安裝。用鋼筋定位，配備圓順的管道，確保鋼絞線的彎折部位能夠平順過(guò)渡。直線段的定位鋼筋間距為100cm，曲線段加密至50cm［4］。

3.3 模板施工

（1）為了有效避免箱梁出現(xiàn)形變，施工前，需要將模板提前固定好。施工過(guò)程中，施工人員可以借助調(diào)整底模鋼墊塊的高度，完成底模預(yù)設(shè)下?lián)?。施工人員可以將底模鋼板焊接在鋼架中，令其成為一個(gè)整體；模板與底座之間可根據(jù)需要安設(shè)一定量的鋼墊塊。此外，底模面板的厚度需控制為0.8cm，間距控制在30cm［5］。

（2）外膜主要由大塊的鋼模板制成，整體效果美觀。板厚約0.6cm；橫肋由槽14 制成，間距控制在25cm；縱肋則由H 型鋼制成，高度控制為20m，模板應(yīng)滿足強(qiáng)度和剛度要求，以及滿足梁外形整體尺寸和平整度的精度要求。

（3）考慮到項(xiàng)目所需使用的預(yù)制節(jié)段梁數(shù)目較多，工程量非常繁瑣，為了節(jié)約施工周期，項(xiàng)目單位可將內(nèi)模制成支持液壓調(diào)節(jié)與支撐千斤頂支承的移動(dòng)設(shè)備，以便在施工過(guò)程中進(jìn)行運(yùn)輸。

（4）項(xiàng)目端模主要由鋼板制成，縱橫向加勁肋與型鋼桁架整體連接在一起。設(shè)計(jì)方案規(guī)定，面板厚度應(yīng)達(dá)到1cm，橫、豎筋均使用扁鐵制成，厚約8mm，間距控制在4cm 左右。施工時(shí)，可借助連接螺栓將端模與側(cè)模、底模連接成為整體，從而分?jǐn)偦炷翝仓^(guò)程中形成的水平推力。為了確保最終梁體外形大小符合設(shè)計(jì)規(guī)定，可以采取側(cè)模、內(nèi)模、底模、側(cè)模覆蓋底模的方式進(jìn)行施工。在本項(xiàng)目中，端模被設(shè)計(jì)成為組合式整體鋼模板，支持拆裝；不僅如此，剪力鍵、預(yù)應(yīng)力制孔機(jī)均支持拆卸，施工時(shí)，需要提前預(yù)留出剪力鍵和預(yù)應(yīng)力制孔機(jī)螺栓孔的位置。端模安裝前，應(yīng)檢查板面是否光滑，有無(wú)凹凸變形及殘漿。端模螺栓孔應(yīng)清理干凈，未使用的孔應(yīng)密封［6］。

在生活中，人類最大的威脅便是人類自己。在工業(yè)化時(shí)代來(lái)臨之后，雖然人類的生活與發(fā)展得到了質(zhì)的飛躍，但是由于工業(yè)發(fā)展所帶來(lái)的環(huán)境健康與資源消逝問(wèn)題又深深的困擾著人類。人與自然和諧相處，這是人類發(fā)展應(yīng)堅(jiān)持的底線，只有人類溫情的對(duì)待地球母親，地球母親才會(huì)溫情的回報(bào)我們。只有我們認(rèn)識(shí)到當(dāng)前我們所處的時(shí)代困境之后，我們才能真正對(duì)當(dāng)前各項(xiàng)行為予以反思，并且真正愿意改變自身的行為。

3.4 混凝土施工

3.4.1 混凝土澆筑與振搗

從梁體一端開(kāi)始澆筑混凝土，逐步向另一端推進(jìn)，全程連續(xù)作業(yè)，若中斷，則有可能影響箱梁結(jié)構(gòu)體的完整性。首先從內(nèi)模預(yù)留槽澆筑底板，采用分層的方法，單層厚度不超過(guò)30cm，各層施工中采取振搗措施，提高混凝土的密實(shí)性，整平收光后再封口；其次，從兩肋下料，澆筑腹板的混凝土，此部分單層厚度不超過(guò)30cm，依然采取振搗措施；最后，進(jìn)入頂板和齒板兩部分的澆筑環(huán)節(jié)。

振搗是箱梁混凝土澆筑時(shí)的關(guān)鍵作業(yè)內(nèi)容，梁體以插入式振搗器為宜，提高混凝土的密實(shí)性，頂板用平板振動(dòng)器復(fù)振，再由施工人員找平頂板。隨混凝土澆筑進(jìn)程的推進(jìn)，距離梁體末端3m 處時(shí)，從末端開(kāi)始逐步向中間下料，最后在與端部相距約3m 的部位收口。振搗施工的細(xì)節(jié)較多，需要落實(shí)持證上崗制度，由具有資質(zhì)的員工參與振搗。嚴(yán)格控制振搗設(shè)備的作業(yè)點(diǎn)位，不碰觸模板、鋼筋以及預(yù)埋件，且避免過(guò)振、漏振。

3.4.2 養(yǎng)護(hù)

梁體混凝土澆筑、振搗后，收漿抹面，保證表面具有平整性；覆蓋土工布，進(jìn)入養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，混凝土收漿結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)做好防護(hù)，即在其表面覆蓋土工布或帆布。若項(xiàng)目單位選擇在夏季進(jìn)行施工，需要使用噴淋養(yǎng)生法，且養(yǎng)護(hù)時(shí)間必須超出7d；若是選擇在冬天進(jìn)行施工，則需使用蒸汽養(yǎng)生法，此時(shí)，養(yǎng)生時(shí)間需根據(jù)梁體強(qiáng)度選定適宜的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，最終以強(qiáng)度超出設(shè)計(jì)值90%為準(zhǔn)。

3.4.3 拆模

梁體澆筑混凝土的強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后（指的是達(dá)到拆模強(qiáng)度要求），先以人工作業(yè)的方法拆除鋼內(nèi)模，有序?qū)⒃摬糠秩〕?；隨后，龍門(mén)吊與人工聯(lián)合作業(yè)，拆除外模板，在此期間靈活應(yīng)用脫模器，以便在安全的前提下使側(cè)模和端模脫離梁體，謹(jǐn)慎拆除，避免強(qiáng)撬硬掰，否則會(huì)損傷混凝土以及模板。拆模后，將模板依次吊裝至指定位置，清理該處的雜物，作適當(dāng)?shù)男拚瑢⒕哂锌芍貜?fù)利用價(jià)值的模板妥善保管。

3.5 預(yù)應(yīng)力施工

開(kāi)始張拉之前，施工人員必須校檢、標(biāo)定提前準(zhǔn)備的張拉設(shè)備，并提前計(jì)算出和張拉噸位相匹配的油壓表讀數(shù)、鋼絞線伸長(zhǎng)量等指標(biāo)，從而制定出張拉施工的流程。除此之外，施工前施工人員還應(yīng)標(biāo)出油壓表讀數(shù)、繪制出實(shí)際拉力的標(biāo)定曲線。

3.5.1 鋼絞線的制作、編束

（1）鋼架線制作。以設(shè)計(jì)圖紙要求為準(zhǔn)，用砂輪機(jī)切割鋼絞線，得到尺寸合適、形態(tài)完整的加工產(chǎn)品。鋼絞線制作時(shí)，禁止采用電弧焊切割的方法，否則易損傷鋼絞線。加工所用的各類鋼絞線必須保持潔凈、無(wú)銹蝕問(wèn)題。

（2）編束。鋼絞線制作成型后，根據(jù)規(guī)格、型號(hào)以及長(zhǎng)度的不同，分為多個(gè)類別，掛牌標(biāo)識(shí)，下放墊枕木，上方采取覆蓋防護(hù)措施。編制成束后，穿入特定的孔道內(nèi)。

3.5.2 預(yù)應(yīng)力管道安裝

預(yù)應(yīng)力管道選擇的是塑料波紋管，取大一號(hào)的波紋管，用作接頭套管，管道連接時(shí)，用水密性膠帶密封，保證嚴(yán)密性，避免泄漏；控制好接頭的位置，做到相互錯(cuò)開(kāi)。預(yù)埋前，先布設(shè)適量定位鋼筋，采用此裝置有效固定波紋管，提高管道的穩(wěn)定性，以防混凝土澆筑時(shí)管道受施工干擾而偏位。

3.5.3 穿鋼絞線束

穿束采用人工作業(yè)的方法，用膠帶紙封住鋼絞線端部30cm，多名員工協(xié)同作業(yè)，將鋼絞線穿入管內(nèi)。檢測(cè)并有效控制鋼絞線束兩端露出錨墊板的長(zhǎng)度，要求兩部分盡可能一致。

3.5.4 鋼絞線張拉

箱梁預(yù)應(yīng)力筋由高強(qiáng)度低松弛φs15.2mm 鋼絞線制成，其fpk大小為1860MPa。施工人員以雙控的方法完成張拉，嚴(yán)格把控應(yīng)力，定期測(cè)量伸長(zhǎng)率。待砼強(qiáng)度超出設(shè)計(jì)值的85%，同時(shí)，確?；炷笼g期超出7d，才能真正開(kāi)始張拉。

張拉的作業(yè)流程為：0→15%σcon（持荷5min，測(cè)量引伸量）→100%σcon（持荷5min，測(cè)量引伸量）→錨固。在引伸量的測(cè)量中，將實(shí)測(cè)結(jié)果與計(jì)算的理論值做對(duì)比分析，誤差在±6%以內(nèi)時(shí)，按照流程推進(jìn)下一步工作。

3.5.5 壓漿封錨

割切錨外鋼絞線束，施工人員應(yīng)確保切割完成后的余留長(zhǎng)度控制在2cm 以內(nèi)，錨具外側(cè)預(yù)應(yīng)力筋的間隙需均勻填充環(huán)氧樹(shù)脂膠漿，防止壓漿時(shí)出現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，磨損灌漿壓力。此外，開(kāi)始?jí)簼{之前，施工人員還應(yīng)徹底沖洗管道，并借助壓縮空氣排出孔內(nèi)殘留的積水，但需保證孔道濕潤(rùn)，以便水泥漿與孔壁能夠較好地結(jié)合在一起。

壓漿采用的是真空輔助壓漿的方法。施工前，深度清理壓漿孔、排氣孔，檢驗(yàn)配套壓漿設(shè)備的運(yùn)行性能，若有異常運(yùn)行的情況，予以調(diào)整，直至其完全滿足壓漿要求為止；用壓力水沖洗管道，使其保持潔凈，而后注入壓縮空氣，目的在于排除管道內(nèi)的積水，以免在水的摻入下影響漿液的性能；用真空泵對(duì)管道抽真空，直至實(shí)測(cè)真空度穩(wěn)定在-0.1～-0.06MPa為止。考慮到抽出的漿體將進(jìn)入真空泵的情況（容易使泵裝置受損），配備空氣濾清器，剔除雜物。

連續(xù)壓漿施工，壓力穩(wěn)定在0.7MPa，按照自下而上的順序壓漿。隨著漿液注入量的增加，待出口處流出水泥漿的濃度與壓入部分一致時(shí)，表明孔道壓漿達(dá)到飽滿狀態(tài)，結(jié)束壓漿。壓漿布置圖，如圖2所示。

圖2 壓漿布置圖

首先，對(duì)梁體斷面的混凝土作鑿毛處理，再用清水沖洗雜物，按照要求綁扎鋼筋網(wǎng)格，將該部分與預(yù)埋鋼筋連接，使其呈穩(wěn)定的狀態(tài)，立封端模板，澆筑混凝土并適度振搗。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，預(yù)制箱梁施工在橋梁工程中占據(jù)較大的比重，對(duì)于采用預(yù)制箱梁的橋梁，必須按照施工方案完成各項(xiàng)預(yù)制工作，制得形態(tài)完整、質(zhì)量穩(wěn)定可靠的箱梁。經(jīng)過(guò)本文的分析，提出后張法連續(xù)箱梁預(yù)制工藝要點(diǎn)，希望給類似工程提供參考。