某高速公路采用预应力现浇箱梁的设计施工分析

维普资讯 http://www.cqvip.com 版　交通与路桥建设ｌ、ｌ专　＜　某高速公路采用预应力现浇箱梁的设计施工分析　口黄启青　摘要：本文对预应力现浇箱梁的设计施工进行了详细分析，同时对本高速公路的工程实践作了分析，可供同　行参考。　引言　某高速公路为我区纵贯东西的一条重要高速公路，其互通　式立交是与我市连接的重要出入口。桥梁的中心桩号为　ＲＫ５９＋１６９．３８５，起点桩号为ＲＫ５９＋０９６．３８５，终点桩号为　ＲＫ５９＋２４２．３８５，全长１４６．Ｏｍ。上部结构为现浇预应力混凝土　连续箱梁，其中左幅桥箱梁底扳宽度由１６．５２ｍ渐变至　１４．１　５ｍ。箱梁分４箱室，钢绞线３Ｏ束，每束１２根，宽度渐变以　调整最右侧箱室宽度来完成。中、右幅桥为２箱室，钢绞线均为　１８束，每束１　２根。中幅桥底板宽度９　２５ｍ，宽度不变。右幅桥　底板宽度从９　０２ｍ渐变至８．２５ｍ，宽度渐变以调整右侧箱室　宽度来完成。为提高我市交通局的设计施工水平，我局青红处　成立了箱梁设计施工技术小组，对箱梁的施工进行全过程技术　指导　１地基处理　该桥处于软土地基路段，在碎石桩完成后。铺筑５０ｃｍ级　配碎石垫层，其上按照横坡做８％灰土，灰土厚度不小于　３５ｃｍ，灰土压实度到达９５％以上。　２支立排架支架预压　排架采用满堂支架，支架预压设置在跨中１／３位置。预压　荷载设置为全桥共分５跨．跨径为２５＋３５＋２Ｏ＋３５＋２５。左幅箱　梁除端横梁、中横梁外，钢筋总重２７３．２ｔ，每延米均布荷载为　１　９５ｔ。左幅桥箱梁混凝土共计２Ｏ２Ｏｍ３，每延米均布恒载为　４０．４ｔ，每延米荷载值为４２．３５ｔ。施工荷载３ｔ。模板、支撑系统荷　载每延米为０．２４ｔ。每延米总荷载为４２．６ｔ。２５ｍ跨径总荷载为　１０６５ｔ，３５ｍ总荷载为１４９１ｔ２０ｍ总荷载为８５２ｔ。预压采用砂　袋预压每袋重量约为３０ｋｇ。２５ｍ跨径处按１／３总荷载加载，砂　袋数量为１１８３３袋，３５ｍ为１６５６７袋，２０ｍ为９４６７袋。　３预拱度支架弹性变形　预拱度设置按设计图纸要求，端跨设１．５ｃｍ向上预拱度，　次边跨设２．５ｃｍ向上预拱度，中跨２ｃｍ向上预拱度。各点预拱　度值加２ｃｍ沉降量。预拱度分布计算：取～侧支点为原点，预　拱度从跨中向两端按二次抛物线变化。每侧观测点按２ｍ间距　对称设置。　抛物线方程：ｙ＝ａｘ　＋ｂｘ＋ｃ　支架弹性变形按以下数据设置：　支架钢管之间：１ｍｍ　支架钢管与方木支架之间：２ｍｍ　方木与钢模之间：２ｍｍ　钢模板与胶合板之间：２ｍｍ　４绑扎底板腹板钢筋，安装波纹管及钢绞线　４．１绑扎底板腹板钢筋　在底模板工序完成经监理验收后开始进行底板及腹板钢　筋的绑扎。端隔梁、中隔梁钢筋在桥下绑扎，用吊车安装就位。钢　筋净保护层用塑料垫块控制，腹板用同强度等级混凝土垫块控　制。直径大于１６ｍｍ钢筋接长采用套丝机套扣接长，１　２ｍｍ、　１４ｍｍ钢筋采用搭接焊接长。为保证钢筋尺寸及位置；隹确，主　筋与箍筋连接采用部分点焊，但应注意不得出现咬筋，不伤害波　纹管。　４．２波纹管安装及钢绞线穿入　为防止在浇筑混凝土过程中有漏浆或振捣棒损坏波纹管现　象，造成钢绞线穿入困难，采用浇混凝土前先穿钢绞线的施工工　艺。波纹管定位安装是根据波纹管的定位坐标布设定位钢筋，安　装波纹管。本项目定位钢筋按间距５０ｃｍ布设。钢筋点焊在箍筋　上，箱梁钢筋与波纹管位置发生中突时适当调整钢筋位置。波纹　管从一端向另一端依次安装，接口方向与钢绞线穿入方向一致。　波纹管接头毛刺要细致处理，并用胶带纸紧密包裹接头，严防跑　浆。在每跨顶部的每根波纹管上开口，用钢管连接，钢管连接阀　门，以备压浆时做通气孔用。　４．３穿入钢绞线　由于钢绞线过长，此工序施工是现浇箱梁施工的重点和难　点，决定采用整体穿束的方法。钢绞线在桥下绑扎后，端头做成　子弹头形状与钢丝绳连接。在背墙后搭设３ｍ宽工作台，其中一　端安装定滑轮，桥下安装卷扬机。利用预先穿在波纹管中的铅丝　将钢丝绳拽出，波纹管通过定滑轮与卷扬机连接。开动卷扬机将　钢绞线缓缓穿过波纹管，同时利用３～４人跟踪钢绞线的穿入过　程，检查波纹管接头情况，有破损情况及时处理。支立腹板翼板　模板及端头模板腹板及翼板模板采用１８ｍｍ厚竹胶板。竹胶板　外面间距２５ｃｍ加７×７ｃｍ木带。腹板模板贴在底板外侧，腹板　底打孔（打孔位置在底板下）利用钢管及螺栓与底模下槽钢相　连。腹板及翼板其他位置利用支架进行支撑。安装时端模先找准　端线位置，并用底楔子固定，用斜支撑调正端模垂直度．依次做　好两侧边模，固定好隔墙连接角和端部连接方木。用上、下拉杆　加固模板整体刚度，控制模板与纵向中线间距，以及模板垂直　度，安装完成后，由测量组按标准检测，使之符合设计与施工规　范要求。　５安装芯模　芯模骨架为７×７ｃｍ木楞，外贴１　２ｍｍ厚竹胶合板。芯模　顶板中心位置胶板不安装。芯模由专用支架固定在底板上，支撑　模板缝拼接严密，用油毛毡刷胶贴严，防止漏浆影响外观质量。　模内无杂物，平整度不得大于３ｍｍ。依据测量人员给出的线位　进行施工。　为确保混凝土外观质量及便于施工，在翼板内边缘钉设　１．５×１　５ｃｍ木条，内芯模板与腹板结合处钉设３×３ｃｍ木条。　６浇筑第一次混凝土　浇筑混凝土前首先对预埋件、锚具及波纹管钢绞线束进行　细致的检查波纹管位置准确，不得有拉裂或有空隙，以免混凝土　浆流入，造成重大质量事故。所有预埋件位置准确无丢落现象，　２２５　广东科技２００７１０总第１７３期　维普资讯 http://www.cqvip.com

专版　ｌ　底板清洁严密浇筑混凝土前洒水湿润。　浇筑前在各排跨中底板上对称悬挂线坠对应线坠在地基　上钉设木桩。线坠与木桩间距２ｃｍ，浇筑过程中专人测量线坠　至木桩的距离变化，发现异常及时处理。第一次浇筑混凝土与　腹板顶平齐。　混凝土浇筑用两台泵车从跨中向两端进行。由于混凝土方　量较大第一次浇筑方量为１０５０ｍ。，利用互通区内两台７５０型　拌和站及邯临路９０ｍ／ｈ站同时供应混凝土。准备２００ｋＷ发电　机２台５０ｋＷ发电机１台，以备停电时使用。准备２５Ｔ吊车两　Ａｐ——预应力筋的截面积（ｍｍ　），取值１４０ＥＰ一预应　力筋的弹性模量，取值１．９５　Ｘ　１０５　通过验算，所得数据与施工图纸所给数据基本吻合　实际张拉时采用图纸给出的伸长量进行张拉。　实际伸长值：１００％伸长量－－［３０％伸长量－－（３０％伸长量一　１　５％伸长量）Ｘ　２　准备工作有：安装锚具、安装顶压器和千斤顶、接油路、安　装工具。在正式张拉前先进行试张拉。试张拉时只安装工作锚　上夹片不安装工具锚上夹片。张拉为１　５～３０％最大可达到　台，防止泵车出现故障日寸使用。考虑泵送混凝土塌落度与旋工　９０％。目的是使钢绞线处于自由松弛状态。试张拉后放张进行　工艺时间要求配比掺加高效缓凝减水剂或泵送剂，掺量通过试　验确定，塌落度１０～１４ｃｍ，混凝土延长凝结时间３ｈ以上。振动　使用插入式振动器。振捣时插入式振动器移动间距不超过振动　器工作半径的１，５倍与侧模保持５０～１００ｍｍ的距离：插入下　层混凝土５０—１００ｍｍ：每一处振动完成后边振动边徐徐提出　振捣棒避免振捣棒碰撞模板、钢筋特别是波纹管。严防漏振，同　时避免过振，一般以混凝土不再下沉，无气泡上升，混凝土顶面　平坦、泛浆为度。混凝土分层厚度不大于３０ｃｍ，并在下层混凝　土初凝前完成上层混凝土浇筑。混凝土浇筑时要对钢绞线进行　抽动，防止万一波纹管漏浆造成钢绞线无法张拉。　７铺设内芯模板顶板调整翼板绑扎翼板钢筋　铺设前先将初凝后的混凝土刷毛（强度达到５ＭＰａ），漏出新　鲜混凝土。凿毛后开始铺设内芯模板顶板，每段内芯模板在中　间位置留一天窗。调整好翼板标高后开始绑扎翼板钢筋预埋防　撞护栏钢筋。　８二次浇筑混凝土　凿毛混凝土面用水：中洗干净在浇筑前对接缝铺一层厚为　１Ｏ～２Ｏｍｍ的１．２的水泥砂浆。为减少浇筑时间，采用两台泵　车和两座拌和站供料。备好发电机、吊车浇筑仍从中间向两边　进行。控制箱梁顶混凝土标高。在浇筑混凝土前钢筋骨架焊上　５道通长中１　２钢筋，钢筋顶面按设计标高控制钢筋下焊接架　立钢筋。两侧翼板由模板控制标高。浇筑混凝土采用插入式振　动器与平板振动器结合的方式振捣。顶面用４ｍ铝合金尺刮　平。为考虑支架下沉的因素顶板混凝土找平时必须用水平仪进　行现场观测消除下沉后箱梁高度的不足。　９张拉工作　根据张拉力计算公式Ｎ　＝Ｎ　Ｘ　Ａ　Ｘ　１３＂　＝１　２　Ｘ　１３９５　Ｘ　１４０＝２３４３　６ｋＮ考虑超张拉及保证系数，采用３００Ｔ千斤顶进　行张拉。　设计图纸已给出各钢绞线伸长值，钢绞线伸长值计算是按　以下公式进行验算。　理论伸长值：△Ｌ＝ＰＰ　Ｘ　ＵＡＰ　Ｘ　ＥＰＰＰ＝Ｐ（１一ｅ一（ＫｘＯ）／（ＫＸ＋Ｏ））　式中Ｐ——预应力筋张拉端的张拉力通过计算为　２３４３，６ｋＮ　×＿～从张拉端至计算截面的孔道长度（取跨中）　０——从张拉端至跨中曲线孔道部分切线的夹角之　和（弧度）　Ｋ——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取值　０．００１　５一　Ｌ——预应力筋与孔道壁的摩擦系数，取值０．２５　ｕ——预应力筋的长度（ｍｍ）　２２６　厂东科技２００７１０总第１　７３期　正式张拉。　张拉采用超张拉，其两端需加强联系保持同步。张拉顺序　为：０～１　５％初应力（初应力值作延伸量的标记）一３０％控制应力　一１００％控制应力一１０３％（持荷５ｍｉｎ测伸长量）一锚固。　当混凝土强度达到设计值的１００％时，方可进行张拉预应　力钢束。预应力钢束采用张拉力与伸长量双控施工，钢束在同　一截面上的断丝率不得大于１％，在任何?隋况下一根钢束不得　断丝２根。锚固顺序为：打开高压油泵截止阀，张拉缸油压缓慢　降至零活塞回程，锚具夹片自动跟进锚固，锚具外多余的钢绞　线可用砂轮切割机切除，禁止用电焊焊割。　孔道压浆前应用清孔器检查及用水：中洗管道，冲洗后用　不含油的压缩空气将孔道内的所有积水　中出。　压浆必须在张拉后２４ｈ内进行，水泥浆的水灰比采用　０．４５，抗压强度Ｒ２８＝５０ＭＰａ。不得掺入各种氯盐，但可掺入减　水剂，掺入量由实验室决定。为减少收缩，可掺入适量膨胀剂如　铝粉，掺入量约为水泥的０．０１％。压浆用５０级水泥浆，用４２．５　级普通硅酸盐水泥配制。根据孔道过长的施工特点，压浆采用　一台高压压浆泵和一台真空泵在两端同时进行的方法。高压压　浆泵最大压力８ＭＰａ，以保证孔道压浆饱满。　１０结语　变截面箱梁桥是目前我市的一种较为新型的桥梁，为积极　应对该种桥梁设计施工中存在的各种问题，以期在具体的实践　和推广应用中不断积累经验，我们对设计施工中的各个环节进　行了积极的探索，希望在类似的结构中提供借鉴。●　（作者单位：河源市公路局勘察设计院）