预应力箱梁施工技术在市政桥梁工程中的应用探讨

沈增华

（福建嘉宜建筑工程有限公司）

0 引言

预应力箱梁施工技术在公路和铁路桥梁施工建设中得到广泛应用，预应力原理主要是指在结构受拉区预先施加预应压力，以使结构在实际使用过程中产生预应压力的应力，从而延缓裂缝的出现，提高施工质量，对保证桥梁工程的安全性具有重要意义。

1 工程概况

箱梁质量对桥梁施工有重要影响，若要提高桥梁工程施工质量，需对预应力箱梁施工技术进行详细分析。东界路（翔安北路-同安大桥段）道路工程位于厦门市翔安区西北部，下潭尾南片区，丙洲东侧，起点为翔安北路（原内垵路）与西福东路交叉处，往南沿线与规划一、二路及西亭路等三条规划路相交，终点与同安大桥连接线相交。道路总长度约3400 米，道路按城市Ⅰ级主干道标准设计，道路红线宽度40 米，路基和桥梁一次成形，路面近期实施双向四车道。其中马巷大桥全长1114.4米，东坑水道桥全长258 米，标准桥宽30.5 米。本项目采用3×25＋10×20 预应力混凝土连续箱梁结构型，主要考虑箱梁结构质量对桥梁施工带来的影响。

2 箱梁施工主要方法

2.1 立模

为防止模板界面粘结影响箱梁浇筑性能，提高立模、拆模效率，立模前先均涂脱模剂，按控制线安装模板后，绑扎钢筋稳定支撑。立模安装过程中，应注意相邻模板接缝处理密实，防止浇筑过程中出现跑浆、漏浆等问题。立模安装到位后，依次安装侧模、内模和端模，形成结构稳定的箱梁模板结构体系。

2.2 钢筋绑扎

东界路道路工程预应力钢筋混凝土箱梁结构复杂、数量众多，给钢筋绑扎带来一定难度，因此，在绑扎钢筋时，应先根据钢筋绑扎模型将其制作成骨架，绑扎过程中注意力矩扳手的拧紧值，按照施工规定的钢筋接头拧紧值严格把控，钢筋拧紧扭矩按钢筋直径进行控制，钢筋直径与扳手力矩对应关系为：φ16mm:105N·m；φ18mm:145N·m；φ20mm:177N·m；φ22mm:216N·m；φ25～φ28mm:275N·m；φ32mm:314N·m；φ36～φ40mm:343N·m。

当扳手发出“咔咔”的声响之后方可停止拧紧作业。骨架制作好后，对钢筋的预应力进行确定，并做好相应标记，之后再根据标记焊接定位筋，固定钢筋。

2.3 塑料波纹管绑扎

对预应力钢束孔道进行钻孔时，需采用预埋塑料波纹管，波纹管连接后会产生连接缝，需用3 层封口纸进行包裹。依据本工程施工图纸，确定预应力坐标，再放出波纹管的控制点。钢筋绑扎结束后，将塑料波纹管穿入定位网，注意穿入的位置要准确，不能出现太大的偏差，通常穿入误差控制在4mm 以内（如图1 所示），波纹管穿入并检查无误后方可将其固定。

2.4 混凝土浇筑

图1 波纹管定位筋

本工程桥梁工程施工中，混凝土浇筑要注意以下几点：

箱梁模板拼缝处漏浆：在本工程中，箱梁模板拼接时抓好质量，拼接应做到无缝、紧密、牢固，施工时拼接位置要做好止浆措施，用泡沫双面胶垫入模板之间防止漏浆。

混凝土振捣：箱梁结构由于空间限制，整个施工不会太顺利，因此在混凝土浇筑时需根据本工程结构特点，选择合适的浇筑方法，一般采用灌注方式浇筑，以适应箱梁模板的特殊结构。混凝土灌注入模时，采用吊配料斗进行，灌注时注意控制好角度，分层次进行。混凝土振捣宜采用φ30mm 的振捣棒进行插入式振捣，振捣时应快插慢拔，并随时使用木锤敲击侧壁，检查是否捣实，注意振捣过程不可用力过大，防止因为人为原因将波纹管捅破，从而影响施工质量。

2.5 梁体及混凝土养护

在梁体结构混凝土浇筑结束后，开始进行养护工作，梁体表面混凝土初凝后，需在其表面覆盖保护膜，并均匀喷洒水，保持混凝土表面湿润。应注意控制好洒水量，水温也应控制好；养护周期一般不少于7d。

2.6 拆模

桥梁工程模板拆除过程需按照混凝土强度依顺序进行，当混凝土强度达到15MPa 以上方可拆除内模，内模拆除后，注意监测混凝土强度，当强度达到75%以上时，方可拆除箱梁顶层支架。

3 预应力施工方法

3.1 钢绞线准备

钢绞线通常是用冷拔钢丝绞扭而成，其方法是在绞线机上以一种稍粗的直钢丝为中心，其余钢丝则围绕其进行螺旋状绞合（如图2 所示）。

图2 预应力钢绞线的截面

根据本工程施工要求，选用合适的钢绞线，将施工规定的钢绞线用切割机将其切割好放置在指定位置，绑扎好，注意不得让其扭曲。在将钢绞线进行下料时，需根据施工要求确定孔道长度，防止钢绞线在下料过程中出现偏差，编束钢绞线时需要控制好钢绞线张拉端的长度，待钢绞线下料施工结束后，需要在钢束两端安装灌浆孔，并根据施工要求合理安装排气孔。

3.2 张拉、锚固

张拉、锚固施工工艺流程如下：施工准备→设置张拉平台→穿钢绞线束→清理锚垫板、波纹管杂物→张拉、锚固施工→施工数据统计→张拉、锚固施工结束→施工检查。

施工准备：张拉、锚固施工之前必须确保混凝土施工结束一周，且在混凝土强度符合要求的前提下进行，此外，还应对孔道进行相应检查，查看孔位是否符合要求，若孔位出现偏差，需及时进行定位。检查灌浆孔和排气孔，确保两孔清洁透气无杂物，若在检查过程中发现孔内存在杂物，应及时清除干净。

张拉、锚固施工：在每段箱梁混凝土强度达到85%设计强度后方可进行预应力筋的张拉。张拉采用设计应力和伸长值进行双控，主要以设计应力进行控制，辅以伸长值进行校核，实际伸长值与理论伸长值相差应控制在6%以内，若在张拉时超过6%，应立即停止张拉，查明原因并妥善处理后方可重新张拉。理论伸长值的计算见以下公式。

⑴直线预应力筋

伸长值的计算：

式中：

Nj——预应力筋张拉端的拉力（N）；Ap——预应力筋截面面积（mm2）；

Es——预应力筋的弹性模量（N/mm2）；

L——预应力筋的长度（mm）。

⑵曲线预应力筋（简化计算法）

曲线预应力筋孔道摩擦损失的指数曲线转化为直线。

伸长值的计算：

式中：

LT——预应力筋的曲线长度；

θ——曲线段的圆心角。

对多曲线段组成的曲线束，或直线段与曲线段组成的折线束，应分段计算，然后叠加，较为准确。

施工过程中应严格根据张拉施工顺序进行，先对顶板进行张拉，再对底板进行张拉，张拉从开始到结束应两端对称同时进行。张拉施工过程中应将张拉油压差控制在5MPa 以内。在千斤顶处进行张拉时，由于千斤顶处张拉距离不足，应采取分段张拉的方式，保证每一段张拉长度符合要求，并对每一段的张拉值进行记录。进行锚固施工时，则需根据本工程施工状况，先固定一端，再固定另一端。如果在锚固施工过程中发现一端的油压过低，则应补足压力后再进行操作（如图3 所示）。

图3 张拉锚具安装示意图

3.3 压浆

压浆作业应从最低点进行压入，为了保证压浆作业的顺利进行，应从最下面的孔道开始进行压浆作业，注意压浆应匀速进行，中间不可出现断开现象，中间排气孔应按照顺序进行排气，确保排气畅通。压浆过程中如果遇见漏浆问题应及时处理，避免出现管道堵塞的现象。

3.4 封端

孔道压浆结束后，应做好清洗工作，首先清洗两端的水泥浆，再清洗锚具，最后对混凝土顶端进行凿毛处理，确保顶端混凝土表面平滑。

4 结语

本工程通过严格控制箱梁浇筑质量，并在箱梁强度达到设计强度85%后进行张拉施工，张拉施工以张拉力和伸长量双控，采用分级张拉技术方案，严格控制预应力筋伸长值在6%以内，并加强压浆、封端处理，预应力箱梁施工符合工程设计要求，达到预定施工目标，取得了良好的经济效益和技术应用效益。