预应力现浇箱梁支架预压与施工技术

朱玉宝，楼旭燕

（1.浙江金筑交通建设有限公司 杭州市 310051；2.浙江义达工程监理咨询有限公司 义乌市 322000）

预应力现浇箱梁支架预压与施工技术

朱玉宝1，楼旭燕2

（1.浙江金筑交通建设有限公司 杭州市 310051；2.浙江义达工程监理咨询有限公司 义乌市 322000）

互通立交作为高速公路路线交叉的主要方式逐渐增多，一般匝道桥的上部结构多为现浇箱梁，具有整体性好、外形美观、刚度大、可做成复杂形状等特点，每个施工阶段含搭设支架与支架预压，底板、腹板、横梁钢筋加工，以及压浆、封锚等工序。以某互通D匝道桥工程为例，介绍了预应力现浇箱梁支架预压与施工技术，通过观测数据，分析了门式支架的稳定性，为后续现浇箱梁的施工提供技术支持。

预应力；现浇箱梁；支架预压；施工技术

预应力混凝土现浇箱梁的主要特点是耐久性高、整体性好，在路桥工程中的运用变得越来越广泛，而这种结构型式要求的整体现浇施工工艺对施工技术提出了更高的要求，必须加强施工过程的控制。国内已有一些专家学者对现浇箱梁施工工艺、计算方式加以研究，如赵杰［1］介绍了现浇连续箱梁施工工艺中，工艺手段具有很多的优势，但是在具体的施工过程中所考虑的因素有很多，对其研究和认识是非常必要的。刘俊民［2］介绍了支架现浇箱梁施工工艺质量控制，支架法施工适用于地基条件较好，跨越旱地、浅水河流且桥墩高度较低的简支梁、连续梁等，对其研究和认识是非常必要的。秦楚、秦新栋、任国伟［3］介绍了后张预应力现浇箱梁施工工艺，前期准备时间长，施工中要占大量的支架和模板，施工费用一次投入大，对其研究和认识是非常必要的。本文依托D匝道桥工程，研究现浇箱梁施工过程。

1 工程案例

某互通D匝道桥位于构造剥蚀地貌区，桥台两端自然坡角约20～30°，植被稍发育，线路跨高速；D匝道桥起点桩号DK0+121.5，终点桩号DK0+753，桥梁总长631.5m，采用4×40m预应力混凝土连续T梁+12×25m预应力混凝土箱梁+4×40m预应力混凝土连续 T梁，桥面宽10.0m，两侧设置0.5m的防撞墙。全桥分为六联，第一、六联为四跨40m一联先简支后结构连续T梁，第二～五联为三跨25m一联现浇连续箱梁。D匝道在DK0+639.2处上跨209国道，交叉角度128°，净空均≥5.0m。第五联现浇箱梁高 1.6m，顶板、底板厚度为25cm，腹板厚度为50cm，底板宽6m，翼板宽2m，整联箱梁C50混凝土568.331m3，钢绞线 20.997t，钢筋101.41t。

2 箱梁施工支架搭设

2.1牛腿、临时墩、贝雷、门架搭设

该工程采用临时钢管、牛腿、支撑贝雷支架方案：

（1）跨中钢管柱基础采用桩基础，直径1m，深度5m（视实际地质情况，要求入岩深度为2m）。共2排，每排3根。系梁及桩基形式：两根桩基间设置厚30cm系梁（C25混凝土，设Ф16筋上下各6道）；高0.3m，宽1.0m，长8.0m；采用 C30混凝土浇筑，钢柱承压范围加双层抗弯钢筋。

（2）钢管柱采用直径60cm、壁厚10mm的钢管，钢管与桩基同轴，横向间距3.5m，纵向间距3m，共两排，每排3根。相互间用10#槽钢交叉互联，钢管9～12m为一管段，每段采用焊接相互连接成整体。

（3）牛腿托架支撑体系

牛腿托架采用2块20#b工字钢组合焊接而成，托架底部穿10cm直径实心钢筋。两边用Φ32mm精轧螺纹钢对拉螺杆。在立柱施工时预埋1根12cm管及2根5cm管作为支撑钢筋及对拉螺杆的穿束管道。每个十字墩支撑体系由8个牛腿组成，盖梁位置4个，立柱位置4个。立柱牛腿上放置2片40#b工字钢作为承重梁，而盖梁牛腿则是利用各2根Φ32mm精轧螺纹钢与2片40#b工字钢对拉稳固。

①最上精轧螺纹钢预埋孔布置紧贴盖梁骨架钢筋下方，向上调整托架钢轴预埋位置，保证钢轴下方混凝土厚度大于30cm。

②托架加固，托架需加强焊缝焊接处理（保证焊缝最小厚度不少于10mm），对于 Ф100mm钢管的预留孔位应增设Ф16U型加强筋（每端30cm各30cm范围内不少于5道且与管壁密贴）。

③采用Φ28U型弯筋，连接盖梁骨架顶面与钢轴，布置于第一与第二片骨架筋之间。

④控制好侧面第一、二片盖梁骨架钢筋的间距（不大于8cm）。

⑤盖梁托架下挂的精轧螺纹钢螺帽拧紧。

（4）贝雷桁架体系

十字墩墩身纵向放置整体7片贝雷桁架，钢管柱两侧分别是4片和4片贝雷组合，图1所示。每2片贝雷组合用45cm、90cm小框架连接为一整体，放置结构见贝雷组合剖面图2所示。

（5）支撑调节体系

该体系主要是由门式支架、10#槽钢、方木组成。作用是支撑、调节模板高度。支架横距、纵距为0.6m，门架根据地面与箱梁底部标高选择1.5m规格，立杆上配顶托后纵梁采用 10#槽钢、或 10cm× 10cm方木，横梁采用10cm×10cm方木间距30cm，面板为1.5cm厚竹胶板。

2.2铺设底模

在顶托上铺设方木，方木上铺设竹胶板做为底模，模板接缝要严密，防止漏浆。支架及模板应按要求设置必要的预拱度，做好施工过程中测量监控，严格控制顶、底板标高；底板施工时，外腹板上倒角加高浇筑2cm，保证箱梁倒角线型美观。

3 支架预压

3.1预压目标要求

为消除支架地基在全部施工荷载下可能引起的变形，对照设计分析，施工前须对支架进行预压。预压工作在支架搭设完成且底模铺设完成后，采用砂袋预压的方法，支架预压目的：

（1）检查支架的安全性能，确保施工安全确定。

（2）消除地基非弹性变形和支架非弹性变形的影响，有利于桥面线形控制。

一般预压荷载则是箱梁单位面积重量的100%。该方案采用加混凝土的办法进行预压。为了观测支架沉降工况，在预压之前检测每个测量管控点标高。在加载混凝土重量的50%和100%后均要复测各控制点标高，荷载持荷12、24、36h后要再次复测各控制点标高，如果持荷后所测数据变化很小时，表明地基及支架非弹性变形和沉降过程已基本完成，可以卸载，否则还须持荷进行预压，直到地基及支架非弹性和沉降过程结束后再卸载。

卸载之后，须再次复测各管控点标高，方便以后得出支架与地基的弹性变形量（等于卸载后标高减去持荷后所测标高），用总沉降量（即支架持荷后稳定沉降量）减去弹性变形量为支架和地基的非弹性变形（即塑性变形）量。预压结束后须对照预压成果通过可调顶托调整支架的标高。

3.2支架等载预压

支架预压采用100%等载预压，以消除支架体系的非弹性变形，荷载采用吊放预制混凝土块预压。待非弹性变形稳定后即撤除预压，并在卸除预压荷载时测出弹性变形值，绘出弹性变形曲线作为调整底模板标高的依据。预压时分阶段进行沉降值测量，利用前者观测与最后一次观测的读数分析得出支架和基础的沉降量。分阶段卸载时再分别对每个点进行测量，得出支架卸载后的回弹量，两次测量值分析，得出弹性变形值。

3.3加载方式

在支架搭设完成，检查无误后，按照施工图布置方木和安装箱梁底模。由专人测量记录各测点加载前的标高，然后用混凝土块对支架进行加载预压，加载量为箱梁恒载，翼缘板部分可适当减少预压。D匝道箱梁混凝土187m3/孔-墩顶24 m3-翼板30m3=133m3×2.6=346t，实际预压混凝土块260块，每块0.6m3×2.4=1.44t，加载共重375t，大于梁体实体段重量，合乎预压100%的要求。

3.4测点布置

测点布置在底模板上侧，纵桥向布置5排测点，分别在0、1/4L、1/2L、3/4L、L处设置，L为跨径，每排5个测点，图3为预压测点布置图。

根据计算的沉降及观测结果设置必要的预拱度及预设沉降量值，具体在观测和预压后做好相关的统计并按实际要求设置，在实际观测中根据高度和沉降及挠度组合变化加以必要的修正。

3.5沉降观测

（1）支架预压沉降观测数据整理

一座桥在每一个跨支架预压荷载都必须加载满足规范性质后，同步完善外业所监测到的数据，对观测数据确保没有错误之后，依据该监测到的数据进一部对支架稳定做出合理分析。本文以D匝道桥15#～16#墩各点位监测数据完善后汇总所得到数据进行讲述，支架15#墩顶左、右、2/1跨左、右、4/3跨左、右、16#墩顶左、中、右沉降观测数据分别见表1。依据观测的数据完善后，计算一个个点位在不相等荷载以及持荷周期下的沉降数据，看一个个点位的观测数据是否具备卸载要求。

（2）支架稳定性透析

在一定规范下观测频率与设计荷载的条件，在一座桥跨预压施工工况结束后，加载后连续监测的3次数据累计沉降偏小5mm或每个点平均沉降量偏小1mm时，支架预压才可验收。由表1数据可知每个跨点位数据均符合卸载条件，可行卸载。在卸载之后观测每一个点位高程，计算支架的整体沉降量与弹性变形和非弹性变形，为以后现浇梁的预拱度提供基础依据。每一个跨现浇箱梁支架预压验收后都要上交预压报告，报告呈现的内容如以下三个要求：

表1　D匝道桥15#～16#墩现浇箱梁沉降观测数据

（1）具体阐述该点位布置图；

（2）沉降观测记录表和数据汇总表；

（3）点位沉降曲线变化图。

4 底版、腹板、横梁钢筋加工

钢筋进场后进行检测，检测合格后才能使用。钢筋加工时，保证钢筋表面洁净，使用前应先将表面的油渍、漆皮、锈斑等清除干净。钢筋成型前，应根据配料要求长度进行截断，通常宜用钢筋切断机进行。钢筋的弯曲成型用弯曲机进行。现浇箱梁钢筋，从钢筋加工场用吊车吊至箱梁上，然后进行现场绑扎，绑扎必须严格按照施工图纸和技术交底进行。

5 预应力张拉及孔道压浆

当现浇箱梁混凝土达到规定强度后（达到现浇箱梁C50混凝85%）且龄期超过7d后再进行张拉，张拉应按设计要求进行。施加现浇的机具设备及仪表应由专人使用和管理，并应定期维护和标定。张拉机具应与锚具配套使用，并在进场时进行检查和标定。张拉采用应力控制方法，以伸长量进行校核，实际伸长值与理论伸长值的差值应符合设计要求，控制在6%以内，否则应暂停张拉，待查明原因并采取措施予以调整后再继续张拉。

5.1现浇的张拉程序及伸长量控制

现浇钢绞线张拉顺序严格按照图纸要求进行张拉，千斤顶张拉作用线与现浇钢绞线的轴线重合一致。钢绞线的张拉程序如下：0→15%σk→30%σk→103%σk→100%σk（持荷2min）→锚固。按钢绞线双向张拉伸长量计算表控制施工，通过必要的超张拉保证伸长量达标，同时控制每束过程应力不超过1860MPa×80%的安全要求。

5.2张拉的操作步骤

张拉按设计要求的顺序进行，N1、N2、N3、N4、N5束分示如图4与表2～表5所示。

（1）安装锚具，将锚具套在钢丝束上，使分布均匀。

表2　D-5#联腹板束（上　N1、中　N2、下　N3）张拉油表读数

表3　D-5#联　顶板束　N4、底板束　N5张拉油表读数

表4　D-5#联　腹板束（上　N1、中　N2、下　N3）张拉油表读数

表5　D-5#联　顶板束　N4、底板束　N5张拉油表读数

（2）将清洗过的夹片，按顺序依次嵌入锚孔钢丝周围，夹片嵌入后，人工用手锤轻轻敲击，使其夹紧现浇钢丝，夹片外露长度要整齐一致。

（3）安装千斤顶，将千斤顶套入钢丝束，进行初张拉，到达15%初应力时，抄录千斤顶的伸长数据。连续张拉到达30%初应力时，抄录千斤顶伸长数据，二者之间读数差也是为了钢绞线初张拉时的理论伸长量。

（4）连续张拉一定钢丝束的控制应力时，持荷2min然后抄录当时千斤顶数据。计算出钢丝束的实测伸长量并与理论值比较，如果超过±6%停止张拉作业，分析原因。

（5）使张拉油缸缓慢回油，夹片将自动锚固钢绞线，如果发生断丝滑丝，则割断整束钢丝线，穿束重拉。

5.3张拉时的注意事项

（1）严格按照操作程序进行张拉，严禁违章操作。

（2）张拉时千斤顶前后严禁站人，防止发生安全事故。

（3）千斤顶后方安放张拉防护墙，防止钢绞线及夹片飞出伤人。

（4）千斤顶安装完毕，安全员检查合格后再张拉。

5.4压浆、封锚

现浇张拉完毕后应及时吹除积水，尽早压浆。孔道压浆采用C50水泥浆，要求压浆饱满。压浆使用压浆泵从梁的最低点开始，直到规定稠度的水泥浆充满整个孔道为止。水泥浆水灰比控制在0.39。膨胀剂的用量根据试验试配而定，水泥浆稠度控制在14～18 s之间，在现场备有1725ml漏斗随时作漏斗试验。水泥浆在使用过程中应频繁搅动，在30～45min内用完。具体步骤如下：

（1）压浆采用活塞式灰浆泵压浆，压浆前先将压浆泵试开一次，运转正常并能达到所需压力时，才能正式压浆，压浆时灰浆泵泵压保持在0.5～0.7MPa。从下至上进行压浆（比较集中和邻近的孔道，先连续压浆完成，以免串到邻近孔后水泥浆凝固，堵塞孔道）。

（2）当梁另一端排出空气-水-稀浆至浓浆时使用阀门控制流浆，并提升压力至0.7MPa，持压2min，从压浆孔挤出喷嘴，并立即关闭阀门。压浆中途发生故障，不能连续一次压满时，要立即用高压水冲洗干净，故障处理完成后再压浆。

（3）构件中的锚具对其应进行封锚；在压浆后应先将其周围冲洗干净、凿毛，然后设置钢筋网并浇筑封锚混凝土。

5.5支架等拆除

模板、支架的拆除时间根据模板部位和混凝土所达到的强度而定。箱室内顶模、支架应在同步养生的试块强度达到设计强度70%时，再行拆除；对于箱梁底板、翼板及支架，必须在钢绞线张拉和压浆完成后，方能卸架。支架的卸落应按程序进行。每次卸落均由跨中开始，纵向应对称、均衡，横向应同步平行。拆除支架的施工班组要分工明确，有专人指挥。

6 结束语

通过D匝道桥首件第5联现浇箱梁施工过程的探索积累，施工工艺基本满足现浇箱梁施工的要求，可以指导后续的现浇施工。通过施工，也使全体施工人员加深了对现浇箱梁施工工艺的掌握，相互增强了施工合作、安全生产、质量优良的整体意识。在后续施工中我们将发扬首件工程中的有效经验，继续改进和优化工艺，为优质、安全地完成我标段的现浇箱梁施工不断努力。

［1］ 赵杰.预应力桥梁现浇连续箱梁施工工艺探讨［J］.黑龙江科技信息，2013（12）.

［2］ 刘俊民.支架现浇箱梁施工工艺质量控制［J］.城市道桥与防洪，2013（6）.

［3］ 秦楚，秦新栋，任国伟.浅谈后张预应力现浇箱梁施工工艺［J］.公路交通科技（应用技术版），2014（10）.

［4］ 高永亮.沉降观测技术在超宽现浇箱梁满堂支架预压中的应用［J］.浙江建筑，2014（10）.

Precompression and Construction Technology of Prestressed Cast-in-situ Box Girder Bracket

ZHU Yu-bao1，LOU Xu-yan2

（1.Zhejiang Jinzhu Transportation Construction Co.，Ltd.，Hangzhou 310051，China；2.Zhejiang Yida Engineering Supervision Consulting Co.，Ltd.，Yiwu 322000，China）

As the main patterns for route intersection of expressway，cast-in-situ box girders are usually used in the upper structures of common ramp bridges with the gradual increase of interchanges.Cast-in-situ box girders have features like good integrity，beautiful appearance，large rigidity，complex shape and so on.Build-up bracket and precompression process of bracket are contained in each construction stage.Taking D ramp bridge engineering of an interchange as an example，the precompression and construction technology of prestressed castin-situ box girder bracket are introduced，and the stability of gate-type bracket is analyzed through observation data，thus providing technical support for the construction of subsequent cast-in-situ box girder.

Prestress；Cast-in-situ box girder；Bracket precompression；Construction technology

U445

B

1673-6052（2016）01-0023-06

10.15996/j.cnki.bfjt.2016.01.006