现浇钢筋混凝土预应力箱梁的施工质量控制

摘 要：文章通过对某高架桥钢筋混凝土预应力现浇箱梁施工过程的叙述,阐述了箱梁施工的质量控制要点和注意事项.

关 键 词 钢筋混凝土；预应力箱梁；质量控制

1.引言

经济的快速发展提高了对路桥的要求,针对现代经济发展所需的公路交通基础设施,我国公路建设正呈现出快速发展的趋势.预应力混凝土技术所具有的高抗裂能力、高抗渗性能以及高刚度、高强度等特点使得其在现代路桥公路中有着重要的应用,其对我国路桥工程使用寿命、承载力的提高有着重要的意义.

2工程概述

某公路高架桥上部构造为8×30 m现浇预应力砼连续箱梁桥,桥梁全长248m,全宽24 m,下部结构桥墩为柱式墩,桥台为肋板式台及台帽,基础为钻孔灌注桩基础及扩大基础.箱梁现浇施工是该桥梁质量控制的重点,拟采用满堂支架法组织施工.下面就根据箱梁施工顺序,对该工程的质量控制要点进行阐述.

3现浇钢筋混凝土预应力箱梁的施工质量控制

3.1支架设计及布设

3.1.1地基处理

将箱梁下方30 m宽度范围内松软地段全部挖除,采用含石量在60%以上的砂砾石（开山石）换填,分层碾压,地基高出了地面20 cm～60 cm不等,山坡地段清理出坚硬的岩面,并设置横坡,坡度控制在3%范围内,便于及时排除雨水.如纵向坡度过大,采取设置台阶方式,便于底托支垫平整.

上游靠近便道开挖水沟排水,降低水位标高,以防止雨水和其他水流入支架区,引起支架下沉.

3.1.2支架布置

（1）支架材料规格

支架采用碗扣式钢管架,立杆主要采用3.0 m、2.4 m、1.8 m3种,立杆接长错开布置,顶杆采用长度1.5 m、1.2 m、0.9 m,横杆采用0.9 m、0.6 m两种组成,顶底托采用可调托撑.

（2）支架布置

箱梁下立杆纵距0.6 m,横距0.9 m,横向及纵向横杆步距0.6 m,并设置剪刀斜撑加固.支架下垫15×15 cm枕木,立杆底设可调底托支于枕木上,立杆上设可调顶托,顶托上方铺设15×15 cm横向方木,纵向铺设10×10 cm方木.碗扣支架为定型支架,安装时先确定起始安装位置,并根据地面标高确定立杆起始高度安放枕木,利用可调底托将标高调平,避免局部不平导致立杆不平悬空或受力不均,安装可采取先测量所安装节段地面标高,根据所测数据计算出立杆底面标高,先用可调底托将4个角标立杆高调平后挂线安装其他底托,后安装立杆.

（3）支架布设注意事项

①当立杆基底间的高差大于60 cm时,则可用立杆错节来调整.

②立杆的接长缝应错开,即第一层立杆应用长2.4 m和3.0 m的立杆错开布置,往上则均采用3.0 m的立杆,至顶层再用1.5 m、1.2m、0.9 m三种长度的顶杆找平.

③立杆的垂直度应严格加以控制15m以下架子按1/200控制,且全高的垂直偏差应不大于10 cm.

④脚手架拼装到3～5层高时,用经纬仪检查横杆的水平度和立杆的垂直度.在无荷载情况下逐个检查立杆底座有无松动或空浮情况,并及时旋紧可调座和薄钢板调整垫实.

⑤斜撑的网格应与架子的尺寸相适应.斜撑杆为拉压杆,布置方向可任意.一般情况下斜撑应尽量与脚手架的节点相连,但亦可以错节布置.

⑥斜撑杆的布置密度,当脚手架高度低于20 m时,为整架面积的1/2～1/4,斜撑杆必须对称布置,且应分布均匀.斜撑杆对于加强脚手架的整体刚度和承载能力的关系很大,不应随意拆除.

3.1.3支架预压

支架铺设完毕后,需进行预压,以检验支架及地基的强度及稳定性,消除整个支架的塑性变形,消除地基的沉降变形,测量出支架的弹性变形.

预压材料用编织袋装砂或水箱对支架进行预压,预压荷载为梁体自重的120%.支架拼装时按设计纵距及横距布置立杆,支架顶利用顶托调平,铺设横向方木和纵向木板,安装水箱或用吊车吊放砂袋对支架进行预压.

在每一节段的中心、横向左右侧布3个点进行观测,在预压前对底模的标高观测1次,在预压的过程中平均每2 h观测1次,观测至沉降稳定为止,将预压荷载卸载后再对底模标高观测1次,从以上的观测资料中计算出支架的弹性变形及地基的下沉.

预压过程中进行精确的测量,可测出梁段荷载作用下支架将产生的弹性变形值及地基下沉值,将此弹性变形值、地基下沉值与施工控制中提出的因其他因素需要设置的预拱度叠加,算出施工时应当采用的预拱度,按算出的预拱度调整底模标高.同时要注意在支架外侧2 m处设置临时防护设施,防止流水和雨水流入支架区,引起支架下沉.预压完成,移除水箱或砂袋调整立杆高度.

3.1.4施工预拱度

在确定预拱度时应考虑下列因素卸架后箱梁本身及活载一半所产生的竖向挠度；支架在荷载作用下的弹性压缩；支架在荷载作用下的非弹性变形,支架基底在荷载作用下的非弹性沉陷；由温度变化而引起的挠度；由砼徐变引起的徐变挠度.

根据梁的挠度和支架的变形所计算出来的预拱度之和,作为预拱度的最高值,设置在梁的跨径中点.其他各点的预拱度以中点为最高值,以梁的两端部为支架弹性变形量,按二次抛物线进行分配.根据计算出来的箱梁底标高对预压后的箱梁底模标高重新进行调整.

3.2模板制作及安装

3.2.1模板制作及安装

（1）底模板采用大块胶合板,铺在支架顶纵向布置的木板上,木板与胶合板用钉子固定,调模、卸模采用可调顶托完成.

（2）外模板使用5 cm厚大板刨光后内贴δ等于12 mm～15 mm竹胶板,竖向设间距为90 cm的方木支撑肋,横向设间距为50 cm槽钢支撑肋.外模直接立于分配梁上,当内外侧模板拼装后用Φ18对拉螺杆对拉. （3）内模采用组合钢模,局部尺寸变化采用木模,内模板的紧固主要用对拉螺杆,并用脚手架连接.箱梁顶板采用钢管支架支模,支架直接支撑在底板.

（4）堵头模板因有钢筋及预应力管道孔眼,模板采用胶合板挖孔,按断面尺寸挖割,孔眼必须按钢筋及预应力管道位置精确定位切割.

3.3钢筋加工及安装

首先将钢筋进行试验,符合要求后进行钢筋加工,受力钢筋的焊接采用双面焊接,焊接长度不少于5 d,接头设置在内力较小处,并错开布置,焊接接头面积不宜超过50%.依据设计图纸,将钢筋在下料厂下料后运至现场绑扎.顶板、底板、腹板内有大量的预埋波纹管,为了不使波纹管损坏,一切焊接在波纹管埋置前进行,管道安装后尽量不焊接,当普通钢筋与波纹管位置发生矛盾时,适当移动钢筋位置,准确安装定位钢筋网,确保管道位置准确.钢筋绑扎前由测量人员复测模板的平面位置及高程,其中高程包括按吊架的计算挠度所设的预拱度,无误后方进行钢筋绑扎. 为使保护层数据准确,保护层垫块不被压坏,箱梁施工垫块采用定型塑料垫块.

3.4波纹管加工安装

按设计图纸所示位置布设波纹管,并用定位筋固定,安放后的管道必须平顺、无折角.管道所有接头长度以5 d为准,采用大一号的波纹管套接,要对称旋紧,并用胶带纸缠好接头处以防止混凝土浆掺入,当管道位置与非预应力钢筋发生矛盾时采取以管道为主的原则,适当移动钢筋保证管道位置的正确.波纹管端部的预埋锚垫板应垂直于孔道中心线,并在砼浇筑期间不产生位移.波纹管安装好后,将其端部盖好防止水或其他杂物进入.施工中人员、机械、振动棒不能碰撞管道. 浇注混凝土之前对管道仔细检查,主要检查管道上是否有孔洞,接头是否连接牢固、密封,管道位置是否有偏差,严格检查无误后,采用空压机通风的方法清除管道内杂物,保证管道畅通.

3.5砼浇注及养生

采用混凝土泵车泵送砼,一次浇筑成形,先底板,后腹板,再顶板,每个T构对称进行,分层浇筑,每层30 cm,从前端向后端浇筑,在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕,保证无层间冷缝,混凝土的振捣严格按振动棒的作用范围进行,严防漏捣、欠捣和过度振捣,当预应力管道密集、空隙小时,配备小直径30型的插入式振捣器,振捣时不可在钢筋上平拖,不可碰撞预应力管道、模板、钢筋；混凝土在振捣平整后即进行第一次抹面,顶板混凝土应进行二次抹面,第二次抹面应在混凝土初凝前进行,以防早期无水引起表面干裂,混凝土浇筑完毕后,覆盖麻袋或草袋进行湿润养护.

4.结论

通过该高架桥的施工实践证明,现浇钢筋混凝土预应力箱梁的施工质量一般根据设计要求及行业标准的规定进行施工控制,根据《公路桥涵施工技术规范JTG T F50-2011》规定并结合施工经验,笔者认为在现浇钢筋混凝土预应力箱梁的施工质量控制工作主要在于加强支架设计及布设控制、模板制作及安装控制、钢筋加工及安装控制、波纹管加工安装控制、砼浇注及养生控制、张拉施工前控制、张拉施工过程控制、封锚压浆控制,以确保预应力施工的质量.