城市高架桥混凝土箱梁预应力施工技术探讨

城市高架桥混凝土箱梁预应力施工技术探讨

夏志忠

中冶交通建设集团有限公司 北京 100176

摘要：近些年以来，我国的社会发展速度越来越快，城市化进程不断加快，人们的生活水平的质量日益提高，同时，人们对于生活的追求也在不断地改变，而我国，对交通基建方面建设的需求越来越多，城市高梁桥能够解决我国现阶段车辆众多而导致的交通堵塞问题，能够缓解交通压力，在我国具有着重要意义。

箱形梁截面拥有非常好的使用性能，很好的抗弯性和抗扭性，不会因为外在因素而导致材料被破坏，不需要承受着很大的横向分布荷载，能够运用于各种构造之中。在现代化施工过程之中，常常被用于悬臂和推顶法。而本文主要介绍的城市高架桥混凝土箱梁预应力施工技术的有关内容。

关键词：高架桥；混凝土；施工；技术；质量；控制；箱梁预应力

引言

城市高架轨道交通系统能够给城市的交通压力带来一定的缓解，是我国最为重要的一种大型运能的公共交通设施，拥有着非常多的优点，适用于各种复杂结构的交通系统之中，安全、可靠、舒适、环保、快捷。在我国，大部分高架桥梁都会采用钢箱梁。普通的箱梁结构，主要是通过将桥梁和桥板之间结合，而形成的两种体块。并且，桥梁和桥板之间还会存在折角，由于这个折角的存在，从视觉上来看，能够看出桥梁和桥板之间存在着阴影的变化，从整体上来看桥梁的形态结构更加复杂。

一、工程概括

该立交工程主线桥总长一共达到600米。L26连箱梁采用的是使用8室来进行构造的，最上方的箱梁从原来的41米宽逐渐地扩展到49.145米宽，而最下方的底板的宽度也由原来的31.886米变宽到46.884米。平板上的厚度也有着明显的变化，最顶上的板子厚度大约会有25厘米，最底下的板子厚度大约有23厘米，整个挑梁的高度大约为4.5米，它的厚度大约在35~45厘米之间，腹板厚大约在60厘米。中横梁宽大约在2米，端横梁宽在1米左右。L27连箱梁宽所采用的是三室截面，他的顶板的宽度大约是在25米，底面的宽度大约在16米，顶板的厚度大约在25厘米，底板的厚度大约在24厘米，挑梁的高度也和上述一样，大约在4.5米，其厚度也是在35到45厘米之间，腹板厚大约在50厘米，中横梁宽大两米左右，端横梁宽大约在1.5米。L28联箱梁宽箱采用单箱8室截面，箱梁顶板宽47.144米渐变到33.884米，底板宽41.43米渐变到23.886米。顶板厚26厘米，底板厚22厘米，挑梁4m厚35~45厘米，腹板厚0.64米，中横梁宽2.4米，端横梁宽1.5米^[1]。 

二、混凝土材料的选择

混凝土材料主要是由水泥和水以及额外的添加剂还有骨料所构成的，混凝土的混合材料会随着温度的变化而产生凝结和硬化，所以在使用的过程之中，必须要把握好时间和温度的变化，除此以外，混凝土还会受到其他因素产生体积的变形，如果不能够进行有效控制，那么这些变形就会对混凝土的内部结构造成影响，在凝固的时候，产生一些缝隙。所以，我们要根据在施工过程现场之中的实际情况，对混凝土进行有效的分析和使用，来符合混凝土的实际使用要求，在制作的过程之中，要对使用混凝土原材料的选择和配比做好预先的准备工作，将其调试好，才能够更好地运用于建筑之中。

三、工艺流程

现浇箱梁施工工艺流程如下所示：

在施工准备的过程之中，需要对模板进行加工以及钢筋半成品加工。再进行对于地基的处理，搭设盘扣支架，安装底膜，加载预压，卸载，以及调整底模标高。在此过程之中，在安装底膜的时候，就要对板块进行加工。在进行施工准备之前，就需要对钢筋半成品进行加工，才能够进行绑扎底板、腹板钢筋。再接下来进行腹板预应力管道布置，模板加工还能用于支立内侧、内顶膜，再进行顶板运力管道布置，浇筑砼。再进行拆除内侧膜和顶板膜，在此之中，需要进行砼养生以及用力张拉和压浆，才能够再进行落架拆除底膜最后再进行盘扣架拆除。这便是整个现浇箱桥施工工艺流程。以下是图片^[2]。

图1 现浇箱桥施工工艺流程图

四、钢绞线下料、安装

当钢绞线进入施工场地的时候，就需要对其进行规范的验收，如果一旦不符合质量的要求，可以进行退货，需要对钢绞线进行强度以及延伸量和弹性等进行严格的检查和测试，只要符合其中的标准，那么就可以进行钢绞线施工和使用。

钢绞线的设计长度需要根据施工过程中的实际要求来进行拉伸，不可以随意地进行拉伸长度。只要符合施工标准的时候，就可以进行钢绞线下料，下料的时候所采用的测量道具，必须要采用精准的钢卷尺进行测量，采用砂轮切割机进行钢绞线的精准切割。在这个过程之中，可以不采用相关的工具进行夹片，可以采用一吨的手拉千斤顶进行悬挂和定位。

五、支架设计以及布设

1.对地基进行处理

将箱梁下方大约25~35米宽厚度范围内较为松软的土壤进行挖除，保证不会受到力的作用而下陷，当挖除之后，可以使用含石量百分之70左右的砂石填进去，再进行整改，保证周围面积的土壤的硬度足够。并且，在山坡地段，需要清理出来大面积的、足够坚硬的石头面积，将他们设置成一道横坡，需要控制坡度的范围占5%左右，这样做的主要原因是当下雨或者暴雨的时候，能够及时地对雨水进行排放，不会造成雨水的堆积而形成大大小小的洼地，给施工带来一定的影响。如果纵向的坡度大于一定标准的时候，可以采取梯形的台阶方式，对于底部进行依托，将其整合平整。

在靠近上游附近的场地之中，要积极地挖掘排水渠，设立排水沟道，并在沟道旁边设置相关的水位标准，一旦雨水超过了水位标准，就马上地进行雨水排放，最大程度保障支架不会下沉。

2.支架布置的规格

支架材料所采用的规格一定要符合施工用地的标准，一般采用的是盘扣式钢架管，而立杆主要采用的尺寸标准分为三种，主要为3米和2.5米以及1.7米。在进行布置的时候，要采取错开方式进行布置，顶杆的长度为1.6米、1.3米以及0.8米。横杆的长度采用0.5米和0.8米，在支架材料的顶部和底部需要设置可调节功能，进行调节托撑^[3]。

3.支架的设置

在对支架进行设置的时候，为了保证支架的稳固性，可以在支架的下方垫上一块16×16厘米的木头或者其他的可作为支撑的东西，在支架的底部，要设置可调底托，放在木头或者其他可作为支撑的东西之上，在支架上也需要设立可调顶托，并且，在它的上方也需要铺上一块16×16厘米的横向方木，纵向铺设11×11厘米的木头。

盘扣支架作为固定支架，并且进行定型，在安装的时候，一定要综合考虑好各方面的因素，首先需要确立设置支架安装的位置，不可以随意的进行支架安装，还需要根据地面的实际高度来进行标高，从而确立最初的立杆高度，并放在下方铺设过的木材之上，为了能够有效的进行支架的高度调整，可以利用之前设置好的可调依托进行支架杆的高度调节，如此一来，就可以避免，地面不平或者局部不平而导致的受力不均或者立杆不平悬空，在安装的时候，可以通过测量装备进行地段的测量，选出最适宜的立杆位置，根据测量工具所获得的相关数据，便可以科学的进行标高。

4.支架布设需要注意的相关事项

首先，需要把支架存在的接长缝给错位，避免两者结合在一起，在第1层立杆的时候，就需要用到2.5米和2.8米的杆子，将其错开，再进行局部布置，越往上，则需要采用更长的立杆，可以采用大约在2.9米到3.2米的立杆。到最顶端的时候，就可以采用，1.6米和0.8米的立杆长度进行错位布置。

其次，在4层或者5层进行脚手架拼装的过程之中，为了能够保证拼装过程准确无误，可以使用精准的仪器对其进行水平和垂直高度的测量，需要保证其数据能够在工程要求的范围之中。同时，还需要对其进行实时的检测，比如，杆子是否有松动，是否存在空浮状况，就需要相关的工作人员和技术人员在无负荷的状况之下，对每一个细节、每个部分都要严格地检查好，若是存在松动或者浮空的情况，相关的工作人员和技术人员就要及时地进行调整，并在其铺设好薄钢板，用于固定^[4]。

最后，对于斜撑杆进行布置的时候，要准确地进行密度布置，相关的数据、相关的高度、相关的材料必须要符合布置要求。当采用15~18米的脚手架时候，就需要根据整个脚手架的实际面积进行对称布置，一般是脚手架面积的1/2或者1/5之间，在布置的时候，需要均匀布置，不能够随心所欲地进行脚手架布置。此外，斜撑杆就脚手架而说，是十分重要的，他关系到整个脚手架对于物体的承载能力，一旦拆除，那么就可能会导致整个脚手架散落，所以，不能随意地进行对脚手架的拆除。

六、钢筋的加工以及安装过程

在进行钢筋加工的时候，要对其进行试验，只有符合要求的钢筋才能够用于后期的加工之中，在对钢筋的焊接的时候，可以采用双面焊接的办法。并且，在焊接的过程之中的长度不能少于5D，在接头处进行错开布置，焊接的面积一定要在50%以下。根据之前制定好的图纸进行绑扎。

为了能够保证波纹管不被损坏，所有的工作都需要在波纹管来放前进行，当一切工作准备完善之后，所有的管道安装完成，最好不去进行二次的焊接，如果存在钢筋和波纹管的位置发生重叠，这时候，就需要人为地移动位置，精准地定位钢筋网的安装，确保整体的施工安装准确。

在进行钢筋绑扎的过程之前，就需要相关的工作人员对于平面的位置和高度进行反复地测量，同时，为了能够获得准确的数据，以及保护层不会损坏，就需要在施工之前对箱梁进行塑料垫块^[5]。

七、波纹管加工安装

在进行波纹管加工安装的时候，必须要按照设计图纸所标注的位置进行安装，并且，还需要对其进行固定，安装之后，要保证整个管道平整，不能够存在凹凸不平也不能存在折角。

管道的长度必须要以5D为依据，可以使用较大的波纹管套接，必须要保证管道和管道之间的对接不能够存在缝隙。当对接完毕之后，可以使用一些胶带把接头给缠好，以防止注入混凝土砂浆的时候，不会渗入进去。如果，管道的位置和非预应力钢筋的位置发生重叠的时候，这时，就需要明确二者的关系，要以管道为主，进行调整，将钢筋的位置移动到其他地方，保证管道的位置准确。

八、张拉以及孔道压浆

1.张拉

只有具备良好的预应力张拉的队伍，才能够进行张拉工作，在张拉之前，就需要对所使用的千斤顶以及各种仪器进行精准地核对，保证所有数据准确无误，才能够进行张拉工作，然后，要对所使用的张拉设备进行标注，才能够对钢绞线以及锚具进行实时的、准确的检测和试验。

在张拉之前，需要相关的工作人员对周围的灰浆进行清除，保证周围干净没有灰浆，并按照相关的工作要求对于孔道的实际模组参数进行检验，检查锚具的安装是否符合工作的标准。

同时，要对于施工的工作人员进行专业的技术培训，能够有效地使用相关的工具，对于所有的机具要熟悉操练，只有获得相关的证件才能够进行工作，绝对不能滥竽充数^[6]。

要精准地对于每道钢束进行仔细地检测，能够对他的实际生产值有着精准地了解。应当采用应变双控的方式，也就是，在张拉达标的前提之下，对钢束进行实际的生长校准。在测量的时候，相对的误差绝对不能超过正负6%，如果超过了正负6%，那么就应该立刻地停止张拉工作，对于其中的原因进行分析，找出问题，采取相应的措施进行更改。

相关的张拉计算公式如下：

平均张拉力计算式:Pp=P[1-e-(uθ+kx)]/(kx+uθ)

理论伸长值计算式:ΔL=Pp×L/(Ag×Eg）

ΔL0=0.15σkL/(Ag×Eg)

2.孔道压浆

在进行孔道压浆之前，需要进行准备工作。首先，需要采用相关的工具对于管道内可能会存在的一些物质进行清理；然后，要对压浆所使用的相关材料进行校准，是否所有的工具都配备齐全。其次，要对所使用的设备、工具进行检查，是否会存在问题，如果存在问题，就要立刻地进行更换。最后，要检查相关的支架是否固定好，所使用的安全设备是否配备齐全，并且这些安全设备是否有效。

在实验室要对水泥浆进行对比，是否按照设计的标准进行配置的，水泥浆应当采用硅酸盐水泥，对于水灰的控制比例要在0.35~0.5之间，所配备的时间，要在15秒到20秒之间。所有的水泥浆必须要在压浆机里进行搅拌，搅拌完成之后，才能够使用。首先，要先在压浆机里放入适量的水，其次，再放入适量的水泥，其中的配比一定要按照要求来进行投入，当压浆机充分地搅拌水泥和水的时候，再在里面加入适量的膨胀剂，膨胀剂的加入量一定要按照试验配比的方案进行控制，大多数情况下，绝对不会超过水泥总量的0.01%^[7]。

当所有的水泥搅拌完成之后，将这些水泥倒入活塞式注浆泵里面，然后再进行注入，直到从排气孔内溢出龙头的水泥浆为止，然后再关闭注浆管阀，等待水泥浆慢慢地凝固，对于注入水泥浆体的压力，一定要控制0.5M PA到1MPA之间，若是溢出这个区间范围，就需要立刻地进行调整。把水泥浆倒入压入孔道的时间需要在40分钟左右。

九、总体的质量控制

第一，相关的管理人员要对施工的图纸心中有数，还需要建立一个严格的把关制度，能够让相关的施工人员了解图纸中的真正含义，对于相关的数据校准需要一一地进行验证，保证所有的数据精准无误，最大程度保证不会出现返工和资源浪费的缺陷存在。同时，还需要具备良好的施工技术规范和质量验收标准，才能够对于整个质量控制的过程有着高质量的标准，提高工程技术管理，对整个工程有制度性和指导性的作用。

第二，在进行技术交底的时候，要做到责任明确，所有的手续一律按照书面形式进行。在施工之中，需要对于各个部门的工作做到质量把控，严格按照实验室实验对比的配方进行配合，并且，在施工现场还需要设立质检人员，对于所有的施工步骤进行评测，要配合好监理人员的工作，能够让整个施工过程都在透明化的形式上进行。

第三，相关的施工工作人员要严格地按照执行标号混凝土操作细则进行操作，要游刃有余、心中有数、责任到位，还需要设立相关的检测人员对于工作人员的工作进行监督。如果，需要购买相关的材料，还需要派专门的人到供应方那里进行实时的检测，对所有的材料进场要全面地控制，如果一旦出现不合格的材料就立马拒绝进场^[8]。

十、结束语

我国国家的经济发展速度越来越快，使得人们对于高质量生活的追求越来越高，如今的人们或多或少都会拥有一辆属于自己的轿车，我国人口基数大也导致着车辆基数庞大，给交通运输带来了不小的压力，交通堵塞也成为了我国最为关注的话题之一。而为了解决这些麻烦，高架桥梁成为了人们的首选方式。我国的高架桥梁建设还处于发展阶段，存在着很多不足，需要不断地进行改善。而我们首先要考虑的就是高架桥箱梁混凝土预应力相关技术问题，要在材料的选择以及施工过程的把控，需要有着严格的要求和标准来执行，希望能够为人们的日常生活带来更好的交通服务。

参考文献

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[4]陈登亮. 支架现浇预应力混凝土连续箱梁桥施工控制技术研究[J]. 黑龙江交通科技, 2020, v.43;No.312(02):142+144.

[5]陈艳龙. 预应力混凝土小箱梁的施工技术与质量控制[J]. 建筑技术研究, 2019, 002(003):P.70-71.

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[8]宋晓明. 组合支架现浇预应力混凝土连续箱梁施工控制技术研究[J]. 中国房地产业, 2020, 000(001):P.189-189.