预应力箱梁预制及安装的质量控制

1、预应力混凝土箱梁概述

预应力混凝土箱梁通过施加预应力以抵消箱梁的自重荷载, 从而提高箱梁承载能力, 具有整体受力性能好, 抗扭抗弯刚度大、便于模块化施工等特点, 是我国桥梁工程中普遍应用的桥梁结构形式。预应力混凝土箱梁分为现浇箱梁和预制箱梁两类, 其中预制箱梁作为一种比较成熟的技术, 广泛应用于各类大跨径公路桥梁。

2、预应力混凝土连续箱梁预制及安装的质量控制要点

某桥梁工程上部采用预应力混凝土现浇连续箱梁结构, 断面形式为单箱多室。采用渐变形式上跨某路, 现浇箱梁高2.4m。除上跨某路左幅正上方采用门式支架外, 其余部分均采用满堂支架。

2.1 支架基础处理

原地面线高低起伏不平, 局部高差达2m左右。为提高支架稳定性, 节省碗扣架用量, 应进行支架基础处理。先清除地表耕植土, 低洼处分层碾压回填1m~1.5m厚挖方段土石, 确保基础受力要求。最后使用C25混凝土对基础进行硬化找平, 并预留2%排水坡度, 两侧设置排水沟, 确保雨水天气基础排水畅通。

2.2 支架搭设

2.2.1 采用碗扣支架, 在施工前进行随机取样抽检, 经检测合格后方才投入使用。

支架结构设计上, 应充分考虑箱梁自重、地基承载、施工荷载等影响。严格按设计要求进行立杆、横杆、扫地杆与封顶杆、斜杆等设置, 以确保满足支架受力, 还便于安装与拆除。为便于调整支架高程, 立杆顶、底部设置螺杆式可调托座。支撑架四周从底到顶连续设置竖向剪刀撑, 其斜杆与地面夹角为45°, 斜杆应每步与立杆扣接。

2.2.2 底模板主次楞铺设。

在本工程中, 选择采用方木作为主次楞。施工中, 架顶主楞通常采用方木与型钢两种。型钢一次性投入大, 且不便于安装与拆除。木质模板通常采用方木分配肋模板与钢管分配肋模板两种。钢管分配肋模板与竹胶板不能有效的连接, 施工质量控制难度较大。故本工程中选择采用方木作为主次楞。

2.2.3 铺设底模板。

底模板采用高强度竹胶板, 具有强度高, 韧性好, 模板幅面宽, 拼缝少的优势。混凝土浇筑时, 由于水化热影响, 底模板受热变形。为确保混凝土不漏浆, 应合理确定模板间隙宽度。本工程中竹胶板缝隙长度方向为1mm, 宽度方向为0.5mm。

2.2.4 支架预压。

通过预压, 可直观检验支架的安全性能, 消除地基塑性变形及支架体系安装间隙, 确定支架体系弹性变形, 为箱梁底模支模标高提供依据。为保证施工安全, 提高箱梁施工质量, 本工程采用整体加载法, 以充分检验支架安全性能。支架加载采用超载10%加载, 加卸载均分级进行。加载按照设计承载的60%, 80%, 100%等依次进行。

2.3 支座安装

随机抽检部分支座进行质量检测, 合格后方才投入使用。在安装支座过程中, 应注意支座方向。在安装前对预埋钢板进行除锈、上漆处理。支座安装就位后与墩顶预埋钢板进行焊接固定, 安装抗震挡块。

2.4 模板安装

侧模支撑采用无拉杆支撑方式。在混凝土侧压力过大区域, 为确保施工安全, 侧模支撑可采用有拉杆支撑方式。对侧模区域支架进行斜向加固, 提高侧模区域支架横向刚度。在支架立杆上安装侧模支撑杆, 采用可调托座调节模板平面位置并支撑牢固。为防止侧模底部因混凝土侧压力造成变形, 在侧模底部位置底模上设置限位木枋, 限位木枋与底模采用铁钉连接稳固。翼缘模板与侧模顶部连接成整体, 确保腹板顶部线形准确, 翼缘模板主要依靠支架立杆支撑。

2.5 混凝土浇筑

左右两幅箱梁均分两次浇筑。第一次浇筑至箱梁翼缘板根部, 第二次浇筑顶板及翼缘板。箱梁横断面按图1所示顺序浇筑。利用混凝土的自重, 可从腹板自流至底板, 可防止箱梁倒角出现蜂窝。箱梁纵断面按图2所示顺序浇筑, 有效防止冷缝的出现。在第二次浇筑前, 应进行支架有无压缩及下沉检查, 并塞紧各楔块, 以减少沉降。为保证浇筑质量, 混凝土缓凝时间不少于10h, 坍落度应控制在160mm~200mm内。

3、预制箱梁施工案例分析

3.1 工程概况

本文以某公路桥梁为例, 该桥梁的总长度为280米, 宽度在32米, 共分为八个车道。桥梁下部结构设置有助板台、柱式墩、钻孔灌注桩基础等。上部结构主要是箱梁, 采用先浇筑后连续的混凝土结构, 所采用混凝土为C50类型。

3.2 满堂架搭设、模板安装

施工的第一步是安装底板结构的模板, 然后安装腹板结构, 最后将翼缘板中的模板安装。在张拉结构的一端, 需要采用钢模板, 铺设宽度为1cm, 间距高度为3cm, 铺设10cm长度的木条, 将高度和宽度控制在1cm和0.5cm左右, 固定好扁木条。此外, 支撑腹板的材料使用相同规格的型钢钢板, 定位好箱梁的内部, 然后做好钢管架定位满堂支架上用钢管架固定。

3.3 钢筋、钢绞线安装

在施工过程中所选用的是一种塑料波纹管, 并将其利用井字架进行固定, 保证其足够的稳定牢固。在对塑料波纹管进行安装的过程中, 按照设计图纸所标定的位置坐标严格控制施工, 将井字架进行固定, 在直线段按照1m的间距、曲线段按照0.5m的间距进行规范设置, 对于底板和顶板的竖弯处和腹板的平弯处的波纹管来说, 还需要在每隔200mm间距内设置一道U型防崩脱钢筋。

综上所述, 在箱梁预应力施工过程中, 需要把握预应力张拉的一些细节之外, 还需严格把握材料质量、张拉工艺等。综合考虑不同结构物在建设过程中所需要的张拉技术, 从先张法和后张法的优缺点出发, 选择最优施工方案, 处理好建设过程中的一些关键点, 减少建设过程中容易出现的问题, 确保桥梁建好后的安全性和高质量性。

摘要：随着我国现代桥梁业的发展, 越来越多的新技术在施工前线被利用, 其中预应力箱梁施工技术便是很好的体现之一。预应力混凝土组合箱梁主要有结构轻盈、建筑高度低以及配筋少等优点, 基于此, 本文对预应力混凝土连续箱梁预制及安装的质量控制进行了详细地分析与探究。

关键词：预应力混凝土现浇连续箱梁,预制,安装,质量控制

参考文献

[1] 朱新安.节段箱梁预制拼装连续梁体系关键技术研究[D].合肥工业大学, 2014.

[2] 王玉波.浅谈预制箱梁后张法预应力施工的质量控制[J].价值工程, 2014, 17:153-155.