预应力桥梁现浇连续箱梁上部结构

随着中国经济的增长，人民的生活水平不断提高。中国还不断增加对公路建设的投资，特别是高等级公路。在桥梁建设方面有大量的投资，积累了施工经验。作为一种预应力桥梁，其施工技术正逐步走向成熟。其节省材料、安全系数高等优点往往被广泛应用于桥梁工程中。下面进一步介绍预应力桥梁现浇连续箱梁上部结构的施工工艺。

一、工程概况(以梅河高速K1+136.393跨线桥为例)

K1+136.393跨线桥是横跨梅州西环高速与梅河高速的跨线桥。该桥梅河高速公路设计桩号为K1+013.93m ~ K1+259.393，桥长4×25m，分左、右两桥，单桥宽16.50m，上部结构采用预应力混凝土现浇连续箱梁，全桥三跨，1 ~ 3跨为一跨。第二节钢束采用双端张拉，第一节和第三节采用单端张拉，张拉端分别为0#和10#桥台顶。与西环高速公路的交叉桩号为K1+136.393(XHK18+461.588)，交叉角度为90.26°，5墩中心与西环高速公路重合。

二、上部结构施工技术

地基处理、支架架设、模板制作、加工和安装、支架预压、钢筋安装、混凝土浇筑、张拉、孔道灌浆、封锚、支架和模板拆除等。

1.地基处理

在桥跨和桥宽范围内，平整场地，用18T以上的振动压路机碾压4 ~ 5遍。回填地面标高与箱梁底标高之间的距离约为7.0m，0 # ~ 4 #、5 # ~ 7 #和8 # ~ 10 #墩的回填标高分别为94m、95.5m和97.0m。压实度不小于90%，并铺一层厚度约10-15cm的石屑。按照1-1.2m的水平间距，设置20cm×5cm的水平方木或16#槽钢，以分散压力，保证施工时支架不变形、不失稳。

基础回填后，应开挖一定数量的排水沟，防止雨水浸泡支架底部。

2、支架架设和支架安装

脚手架采用标准CKC门式脚手架(φ42×1219×1930)，重量轻，组装方便，但刚度小。为保证脚手架的强度和整体稳定性，脚手架采用四体锯齿形双层结构，脚手架底部用20cm×15cm水平石木或16#槽钢，脚手架与地面之间用一层石屑或卵石找平。支架用φ48×3mm钢管纵横连接，内外侧用钢管撑牢，钢索对称拉索。箱梁肋和横隔板处的支架加密一次，悬臂板可适当减少。顶部支撑架铺设10×12平方米，其支撑高度可根据地形和门脚架进行调整，利用顶部支撑架调整拱度。

支架搭设完毕后，用经纬仪在墩台上准确测量支架中心点的位置，并按设计图纸要求安装支架。

3、支架拱度设置

拱度计算公式:f=f1+f2，其中f1:支座的弹性变形；F2:梁的挠度预拱度，该值设置在梁的跨中位置，呈抛物线分布。计算出各点的预拱度值后，用可调螺旋千斤顶或支架上的底座来调整底模。

4.模板的制作和安装以及支架的预加载。

支座安装合格后，按图纸尺寸加工安装箱梁底模。模板采用优质进口竹胶合板(1.2cm厚)，表面光洁度、平整度、线条流畅能满足美学要求，刚度、强度能满足要求。

模板接缝处应用海绵条填塞或用胶带密封，并设置斜撑和压脚，防止跑模和漏浆。安装模板前，检查模板是否变形或被污染。底模标高计入地面支架弹性和非弹性变形值，第一、十跨设置1.5cm预拱度，第二、九跨设置2cm预拱度，其他位置按抛物线设置预拱度，确保箱梁标高满足设计要求。预压后，拆除沙袋，清理模板，涂优质脱模剂。重新测量标高并调整底板。

支架的静力预压:支架架设完成后，应对支架进行预压，预压荷载不小于梁钢筋混凝土重量的1.2倍。预压采用砂(或土)袋，其荷载分布与现浇箱梁的重量分布一致。预压期内，每跨五个断面共设置15个观测点。预压前，应对支点标高进行测量和复核。用吊车将砂袋吊在支架上，分三级进行压力试验，第一次试验重量为40%。第二次40%，第三次40%，然后观察7天。卸载应进行三次，第一次为试验重量的20%，第二次为40%，第三次为完全卸载。每个观测点应在每次装载(卸载)和所有装载(卸载)后进行观测。全部加载后，每天观察一次。如果连续7天观察结果在5毫米以内。

5、钢筋、波纹管、钢绞线安装

底板调整合格后，安装钢筋，分两次安装钢筋。第一遍，安装钢筋作为底肋。在底板和筋板上浇筑混凝土后，在箱顶和悬臂上安装预埋钢筋。浇筑箱顶时，在顶板最小受力处(1/4跨度)开1×1.5m天窗(每箱一个)。拆除箱内模板及支架后，焊接天窗钢筋，浇筑与箱梁同标号混凝土至平整。

底板钢筋和隔板骨架安装绑扎完毕后，波纹管和钢绞线安装完毕后，绑扎肋筋。钢绞线安装程序:首先根据其长度和数量将波纹管插入肋位，然后根据曲线单元表准确定位波纹管和受力钢束。钢束固定时，钢筋间距为50厘米，弯曲部分间距为25厘米。反复检查波纹管插入时是否断裂，波纹管连接处用橡胶条或密封带包裹密封，并用铁丝扎紧。当钢筋与钢束位置发生冲突时，给钢筋让路，在箱梁的波纹管顶点引出气孔(用小胶管引出)。波纹管钢筋安装后，重新检查其坐标位置是否符合要求，并进行调整，然后完善其他肋、隔板的配筋。混凝土浇完后，及时用卷扬机在桥梁两端来回拉动钢绞线。施工过程中，要特别注意防止漏浆和波纹管压扁给下道工序造成困难。

6、混凝土搅拌、运输、浇筑和养护

(1)混凝土采用L500强制式搅拌机拌制，由搅拌站统一供应。配料由电子秤控制(经计量部门检测校准)，由中心试验室提供的混凝土配合比严格拌制，2辆6m3搅拌车运输，泵送混凝土浇筑。配有8个插入式振动器，用于振动。

(2)箱梁混凝土分两次浇筑(第一层为底板和肋根部50cm高，第二层为肋、顶板和悬臂板)。箱梁和肋板混凝土采用斜层法由低端向高端浇筑。在第一层混凝土初凝后，应切割并清理施工缝，并用钢丝刷刷去钢筋上的水泥浆。第二层混凝土由中间向两侧均匀铺至设计标高，由低向高推进。混凝土初凝后，用钢丝刷将其毛化，使其表面粗糙、光滑、洁净。从而提高桥面铺装混凝土的粘结质量。浇筑第一层混凝土时，采用插入式振捣器振捣，振捣密实。第五跨3/4跨50cm内设置湿接缝，混凝土强度达到30Mpa后浇筑。同时，每工作班制作不少于5组试块。最后一层施工的混凝土，在箱梁上放置两组同条件的试块进行养护，采用覆盖养护。

(3)浇筑混凝土时注意:

(1)浇筑混凝土过程中，为避免踩扁波纹管，防止变形，有专人负责看护、指挥和检查；

(2)严格按规范分层(30cm)浇筑，并拉坡；

(3)严格控制混凝土的坍落度，以消除混凝土大体积收缩产生的裂缝；

④严格控制浇筑时间(接缝)，及时振捣。

7、预应力张拉

混凝土强度达到设计强度的95%且龄期大于7天后，即可张拉混凝土。预应力筋张拉应严格按照设计图纸提供的张拉顺序和张拉控制应力进行。张拉设备在使用前必须进行检查和检验。

本桥预应力箱梁采用后张法，预应力筋为低松弛预应力钢铰线。张拉过程根据设计图纸采用两端同时张拉。

预应力张拉采用双控，由张拉力控制，由伸长量校核。如果实际伸长值与理论伸长值之差超过规范要求，应暂停张拉。查明原因并采取措施调整后，继续张拉。

预应力钢绞线张拉时的理论伸长值:△=P.L/Ag。邪恶的笑（Evil Grin的缩写）

式中，p为预应力钢绞线的平均拉力(n)

l是预应力钢筋的长度(厘米)

Eg为预应力钢筋的弹性模量(N/mm2)

Ag是预应力钢筋的横截面积(mm2)

预应力钢绞线的实际伸长值△=△L1+△L2，△L1是从初应力到张拉力的实测伸长值，△L2是初应力时的计算伸长值，采用相邻的预张拉伸长值。

预应力钢绞线张拉后，每束断丝或滑丝不得超过1根，每节断丝之和不得超过该节钢丝总数的l%。如果超过极限，应予以更换。张拉吨位控制在0.75。

张拉设备检查:张拉机具和锚具配合使用，进场前应进行检查和检验。每个千斤顶、压力表、压力箱、测力计等装置的读数精度应为±1%。压力表的精度不应低于1.5级。一般千斤顶使用超过6个月或200次，使用中出现异常现象，应重新校准。

张拉钢筋束的制作:每根预应力钢筋应标上序列号和线圈号或所用钢的数量。钢绞线不得扭曲、绞拧或松动，每根钢绞线在构件的每一端都应易于识别。

由于两端同时张拉，钢绞线下料长度应考虑两端工作长度。张拉后，钢绞线应用高速手砂轮切割机切割，露出长度为35mm。