现浇箱梁预应力混凝土施工方法及其质量控制技术分析

徐鹏 孟德程

摘要 基于当下时代背景，随着国内高速公路建设事业的稳定发展，一定程度上促使桥梁建设活动的开展，预应力混凝土以自身的独特优势受到广泛采用，应用于大跨度桥梁的建设实践之中。预应力混凝土结构就是预先给混凝土引入内部应力的结构。其具有以下优点：该结构对构件的抗裂度、刚度和耐久性有着不小的提高作用;该结构可以明显减少施工过程中的材料消耗，从而可以节省成本，更重要的是，该结构可以减少构件本身的自重;预应力混凝土结构的使用能使得混凝土梁的竖向剪力、主拉应力有明显的减小;预应力混凝土可在施工期间降低负载引起的应力变化，实现桥梁抗疲劳性能稳定提升的效果。

关键词 构件耐久;节省成本;减小应力;抗疲劳性能

中图分类号 U445.57 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）01-0120-03

0 引言

目前，预应力混凝土连续梁桥的通用施工模式[1-2]主要有支架现浇法施工、悬臂浇筑法施工、顶推法施工、移动模梁法施工、吊装法施工等。国内众多学者及工程师对预应力混凝土各种施工方法进行了多方面的研究。预应力混凝土施工方法及质量控制技术要点复杂繁多，且施工难度较混凝土结构大。如果没有使用得当的施工方法和执行严格的质量控制措施，很容易留下安全隐患，不仅会损害企业的利益，而且会导致结构的强度明显下降，为后续的使用留下隐患风险问题[3-7]。该文以黄湖大桥为工程背景，对现浇箱梁预应力混凝土的施工方法及其质量控制技术进行研究。

1 工程概况

黄湖大桥（坝）改造工程为S248省道的控制性工程。起点桩号K0+000终点桩号K5+725.0，全桥长5 668 m。跨航道的主桥采用的是（45+70+70+45）m变截面预应力混凝土连续刚构。地处北亚热带湿润气候区域，年平均的气温在16.6℃，年平均的降水量约为1 307.2 mm，年平均日照时数2 023.7 h。该区域常年的主导风向为东北风，最大风速8级，属于平原湖沼地貌单元，湖泊周边地貌复杂，湖岸曲折。

黄湖大桥施工期间桥下无船只通行，丰水期平均水深约1 m，主桥箱梁采用支架分段现浇法施工，共分为3大节段。主梁截面形式为单箱单室，支架采用了承插型盘扣式支架A类支架，盘扣式满堂支架立杆纵距均为120 cm（70 cm中跨墩身旁各设置一道60 cm的立桿），立杆横距在翼缘板下为120 cm、底腹板下为30 cm、60 cm或120 cm。模板横梁：采用100×100 cm方木，在翼缘板下间距30 cm，在底腹板下间距20 cm。模板纵梁：采用工字钢，布置间距按立杆横桥向布置间距进行布置。下部支架基础采用贝雷梁+钢管支架，分配梁下为上下弦杆加强型贝雷梁，贝雷梁采用90 cm花架。

2 现浇箱梁混凝土施工方法

2.1 箱梁钢筋制作与安装

钢筋下料前必须核定下料尺寸，按正确的长度下料，钢筋的加工应严格按设计图示中的编号、直径、长度、弯制角度进行加工。直径16 mm及以上钢筋均要求焊接连接，焊接长度：单面焊10倍的直径长度，双面焊5倍的直径长度，钢筋无论采用何种接头方式，均须符合设计和规范要求，在同一断面内，钢筋接头应错开设置，不得设在最大受力处。主墩处腹板高度较高，在箍筋施工中要及时与底板纵向钢筋进行点焊，并增加50 cm宽的钢管支撑架，待纵向钢筋绑扎完成后，形成整体框架后，再分段拆除钢管支撑架。为了保障混凝土保护层的厚度满足实际需求，位置处于钢筋骨架和模板之间，宜采用高强机制混凝土垫块，数量一般每平方米不少于4～6个且与钢筋绑扎固定。锚固齿板内的钢筋和腹板、顶板、底板钢筋均需使用点焊处理方式进行有效连接，箱梁底板的内竖向平衡拉筋一定要和底板内上下层的主筋进行绑扎连接处理。主桥箱梁普通钢筋中所示拉筋呈梅花形布置，拉筋两端必须勾于主筋之上。

2.2 箱梁混凝土的拌制

箱梁混凝土采用集中厂拌，在混凝土拌制前应检查机械设备状态完好情况，定期进行保养维护。应保证混凝土所用的各种材料储备充足从而能满足混凝土拌和数量的需要。在箱梁混凝土正式浇筑前，必须进行试拌，严格按照混凝土施工配合比配料，对粗细集料的含水率进行检测。混凝土拌和时间应符合规范要求，混凝土拌合物一定要注意搅拌的均匀程度，颜色维持一致，避免离析、泌水问题的发生。于搅拌地、浇筑地分别对混凝土拌合物进行取样操作，检测其坍落度，并根据气温测定实际坍落情况。

2.3 箱梁混凝土浇筑方法

预应力钢筋混凝土结构的构件实际对于混凝土的要求，相比普通钢筋混凝土而言普遍较高，主要如下：（1）强度要求较高。高强度混凝土能保证预应力钢筋的强度性能和实际作用可以充分体现出，减少了构件截面的尺寸，同时还能够满足局部的抗压强度需求。（2）匀质性好。预应力混凝土结构中多存在明显的高应力特点，因此通常需要混凝土有较高的匀质性特征，于实际施工前期须进行严格的检查工作。（3）能够快速硬化，并且早期就能够具有较高的强度，从而可以提前进行张拉锚固处理，一定程度上促使施工进度的加快，提高功能工作效率。

使用支架现浇法应在桥跨位置搭设支架，在支架上进行现浇施工。支架对结构物外形起到定型作用。近年来随着市政桥梁的快速发展，支架法成为首选方案。现浇满堂支架由多杆件构成空间结构，可以保证桥梁整体刚度。

主桥箱梁浇筑前应对支架、模板、钢筋、预应力管道、预埋件等进行检查，符合要求后方可进行浇筑。由于桥梁跨度较大，且梁底为抛物线设置，为保证混凝土施工的质量，浇筑顺序如下设置：纵向浇筑顺序为：混凝土总体应从跨中向墩顶连续浇筑，对于一区和二区梁底曲线较大，易产生离析的部位由低向高进行浇筑，如图1。水平分层浇顺序为：第一次浇筑至翼缘板和腹板倒角处（略高），腹板浇筑一定高度，使下倒角处密实，然后补平底板（底板设活动板，以确保混凝土振捣密实）。

一区及二区腹板混凝土高度较大，为防止翻浆情况发生，需严格按照纵向浇筑顺序进行，先完成1.5 m高的腹板浇筑，待最下层混凝土稳固后再进行剩余腹板浇筑，如图2。在浇筑过程中需指定专人进行巡查，若发现翻浆则立即停止浇筑，等待混凝土稳固后，再缓慢进行放料和振捣。

待一区及二区腹板混凝土浇筑的施工缝凿毛清洗干净后，再进行后续的流程，一般为内模的安装以及顶模、绑扎顶板钢筋等，验收完成后需要浇筑顶板及翼缘板混凝土，由跨中向墩顶浇筑混凝土，以梁纵向中心线左右对称浇筑，如图3。

混凝土振捣需要使用插入式振捣器开展相应的工作，振捣器移动间距不得超过作用半径的1.5倍范围之内，并插入混凝土下层5～10 cm。振捣构成中要尽可能避免振捣棒对模板、钢筋，特别是波纹管的触碰，在钢筋设置较为密集的部位不能漏振，振捣过程中要以混凝土面气泡完全消失当作振捣完成的标准。为保证下倒角处混凝土饱满，振捣棒的相邻插入点间隔要少于30 cm，且同一断面内外侧均应进行振捣[8-11]。在浇筑箱梁顶板混凝土后按设计标高刮平浮浆，然后反复搓压数遍，使表面密实。在混凝土初凝前应进行二次收面，最后用硬毛刷进行拉毛，实现混凝土表面龟裂问题的有效控制，可以一定程度减少混凝土表面的水分散发，消除塑性裂缝。

3 现浇箱梁混凝土质量控制技术

混凝土施工质量控制工作的开展直接影响到工程后续的整体质量和效率[12-15]。因此，在实际施工过程中质量管控人员要把握好质量控制的关键点，把质量控制的措施落实到位，确保预应力箱梁质量符合设计的规范，保证工程安全。

积极针对混凝土初凝时间、坍落度的要素进行有效控制，认真落实质量责任制度，积极强化人、机、物的前期预控，针对混凝土搅拌方面，时间可以实际情况和使用为基础进行适当延长或者缩减，促使混凝土搅拌得充分，发挥出应有的性能和作用。积极强化混凝土入模之前的质量检查工作，设置多层次的检查人员：第一是配料操作员，第二是试验人员，第三是现场浇注人员，不论哪层人员一经发现混凝土的质量不能满足实际需求，要立刻制止混凝土的入模。同时，还要注意混凝土会直接对模板有冲击，防止模板的损坏，进而影响到混凝土表面的光洁度。砂石料的级配應相对稳定，在允许的范围内不可有过多的变动，同时，按相关标准严格控制其中的含泥量、含水量，特别是清仓砂、石料。模板的清理工作如下：在前期具备浇筑的必要条件基础之下，通过高压水枪的使用实现模板面的全面清理，之后所形成的污水、杂物通过预留清扫孔及时排出。及时安排专门的人员在混凝土浇筑期间担任检查支架、模板的工作，一旦出现问题要及时通知立刻停止浇筑工作，并根据实际情况进行针对性地处理。在进行箱梁浇筑工作之前，至少提前一天通知拌合站做好前期的准备工作，进而保障混凝土的连续供应。具有在施工现场准备发电机的意识，以应对施工期间的突然停电问题。由于混凝土的浇筑工作量较大，需积极做好夜间浇筑的照明准备工作，保证整个施工场地均有较好的照明，满足施工需求，且每箱室内要及时配置安全电压防潮灯具，每间隔5 m设置1盏，并设置鼓风机进行箱梁内部送风。箱梁底部及侧面混凝土保护层厚度要严格控制。

4 结语

综上所述，该文依据黄湖大桥（坝）改造工程中现浇箱梁预应力混凝土施工的应用，从箱梁钢筋制作与安装、箱梁混凝土的拌制、箱梁混凝土浇筑方法三个角度展开分析，深入探究现浇箱梁混凝土质量控制技术的开发与合理应用，研究结果具备一定现实意义，可以进行工程施工过程的中的推广使用。

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