(新疆石河子巴音溝河流域管理處， 新疆 石河子 832116)

新疆瑪納斯河灌區(qū)莫索灣總干渠梧桐壩跌水公路橋預(yù)應(yīng)力箱梁施工方案

張正海

(新疆石河子巴音溝河流域管理處， 新疆 石河子 832116)

本文對(duì)莫索灣總干渠梧桐壩跌水公路橋工程箱梁臺(tái)座的制作，箱梁鋼筋骨架的制作與安裝、鋼絞線(xiàn)及波紋管安裝、模板制作與安裝、混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力的張拉、孔道壓漿與封錨及箱梁的防水吊裝的施工方法和控制要點(diǎn)，作了詳細(xì)介紹。工程參考性強(qiáng)，可為其他類(lèi)似工程建設(shè)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

公路橋； 預(yù)應(yīng)力； 施工方案

1 工程概況

橫跨新疆瑪納斯河灌區(qū)莫索灣總干渠新建橋梁全長(zhǎng)75m，寬5.5m，上部結(jié)構(gòu)為后張法預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁，下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、柱式墩臺(tái)。橋梁設(shè)計(jì)車(chē)輛荷載等級(jí)為公路—Ⅱ級(jí)。該橋位地震動(dòng)峰值加速度為0.15g。該橋三孔一聯(lián)(3×25m)，在兩橋臺(tái)處設(shè)D80型伸縮縫各一道。

該工程預(yù)制箱梁共6片，單片箱梁上寬2.4m,下寬1.0m，梁高1.4m，預(yù)制梁斜度為90°，雙面坡度為1.5%。設(shè)計(jì)為后張法預(yù)應(yīng)力箱梁，單箱單室，橋面總寬5.50 m，橋面凈寬4.5m。每跨2片梁。橋型布置預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁為25+25+25三跨箱梁，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C50。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用φs15.2鋼絞線(xiàn)，后張法施工，預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)在預(yù)制梁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度85%后，且混凝土齡期不小于7d時(shí)，方可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，采用兩端對(duì)稱(chēng)張拉。

2 施工布置

2.1 施工現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備

2.1.1 場(chǎng)地布置及平整

預(yù)制場(chǎng)地設(shè)在該公路橋的下游，預(yù)制場(chǎng)地用施工機(jī)械進(jìn)行平整，平整后根據(jù)預(yù)應(yīng)力箱梁預(yù)制情況布置制作箱梁底座。

2.1.2 預(yù)制臺(tái)座

臺(tái)座寬1.0m，長(zhǎng)25m， 在尺寸范圍內(nèi)用水泥砂漿磚砌筑25cm高，兩端3m范圍加深50cm、加寬50cm(因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力張拉后，梁要向上翹，梁的自重由兩頭底座來(lái)承擔(dān)，所以要加強(qiáng))。同時(shí)按要求設(shè)置向下的預(yù)拱度、兩側(cè)的吊梁孔以及在臺(tái)座的適當(dāng)位置縱向每隔1m預(yù)埋直徑5cm的供穿底拉絲桿用的孔道。

3 主要施工方法

主要施工工藝見(jiàn)下圖。

后漲法預(yù)應(yīng)力箱梁施工工藝圖

3.1 箱梁臺(tái)座的制作

對(duì)原地面進(jìn)行清理、整平，碾壓密實(shí)。保證臺(tái)座下層有足夠的剛度。臺(tái)座周?chē)孛鎽?yīng)低于臺(tái)座底部，并設(shè)置排水溝排水。臺(tái)座在場(chǎng)地硬化后進(jìn)行放樣，確定尺寸后預(yù)埋臺(tái)座鋼筋，焊接臺(tái)座頂?shù)念A(yù)埋槽鋼。

a.臺(tái)座基礎(chǔ)采用重力式擴(kuò)大基礎(chǔ)，在臺(tái)座基礎(chǔ)兩端設(shè)置鋼筋混凝土枕梁橫向貫通預(yù)制，縱向由端邊向跨中延伸5m長(zhǎng)度，澆筑強(qiáng)度為30MPa的混凝土。鋼筋骨架采用HRB335直徑12mm鋼筋組成，縱向伸入上層臺(tái)座混凝土中，使上下有效結(jié)合一體。

b.臺(tái)座混凝土施工前，在基礎(chǔ)混凝土上按設(shè)計(jì)寬度、拱度預(yù)留孔道等進(jìn)行放樣，立模板澆筑混凝土，為預(yù)防底板混凝土漏漿，在臺(tái)座兩側(cè)沿梁長(zhǎng)方向設(shè)置50mm×50mm槽鋼各一條，內(nèi)置直徑50mm膠管，使側(cè)模與底板貼合緊密。

3.2 箱梁鋼筋骨架的制作與安裝

3.2.1 鋼筋的檢驗(yàn)、下料

a.鋼筋進(jìn)場(chǎng)后必須檢查出廠質(zhì)量合格證明書(shū)，否則不予使用。試驗(yàn)檢查人員對(duì)鋼筋做全面試驗(yàn)檢查，并分批取樣。

b.鋼筋按設(shè)計(jì)尺寸和形狀全部采用機(jī)械加工成型，施工前將鋼筋表面油漬、漆皮、鱗銹等清除干凈，保持表面潔凈。鋼筋下料嚴(yán)格執(zhí)行配料單制度，下料前必須按施工圖紙進(jìn)行復(fù)核。鋼筋下料后應(yīng)對(duì)同批同類(lèi)尺寸的鋼筋進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后才可繼續(xù)下料加工。

3.2.2 鋼筋焊接、綁扎、安裝

a.鋼筋接頭焊接方法與要求如下：焊接接頭采用電弧焊。焊接長(zhǎng)度單面焊10d，雙面焊5d，焊縫必須飽滿(mǎn)無(wú)砂眼。電弧焊與鋼筋彎曲處的距離應(yīng)不小于10倍的鋼筋直徑。

b.箱梁底腹板鋼筋在加工場(chǎng)下料彎曲，人工綁扎成型。在臺(tái)座上精確放樣，設(shè)置梁底預(yù)埋鋼板，并放置與梁體同標(biāo)號(hào)的混凝土墊塊，以使鋼筋與臺(tái)座隔離，先綁扎馬蹄部分縱向主筋和箍筋，后綁扎豎向和縱向腹筋。

c.為保證鋼筋保護(hù)層厚度，采取在鋼筋上綁扎混凝土墊塊支撐，平面墊塊間距不大于1m，立面墊塊間距不大于1.2m?；炷镣饴睹鎵|塊設(shè)置要均勻、規(guī)則，橫成行，豎成列。鋼筋綁扎、安裝完成后，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查認(rèn)可同意后方可澆注混凝土。

3.3 鋼絞線(xiàn)及波紋管安裝

鋼筋就位調(diào)好后將預(yù)應(yīng)力筋波紋管按設(shè)計(jì)位置由定位筋固定于鋼筋骨架上，鋼絞線(xiàn)在彎折處波紋管必須采用圓曲線(xiàn)過(guò)渡，波紋管定位鋼筋的位置在臺(tái)座上根據(jù)設(shè)計(jì)坐標(biāo)事先標(biāo)記。接頭必須用接頭管連接，波紋管接頭用大一號(hào)，長(zhǎng)度大于或等于30cm的波紋管連接，接頭用寬透明膠布綁扎，防止進(jìn)漿。波紋管沿定位筋綁牢，在鋼筋安裝中進(jìn)行點(diǎn)焊時(shí)注意不能觸燒波紋管，否則要及時(shí)采用膠布封綁，澆注混凝土前用棉紗或封孔塞封堵兩端波紋管，防止混凝土或雜質(zhì)進(jìn)管形成堵塞。在波紋管中穿入比波紋管直徑稍小的PVC管，防止振搗混凝土?xí)r振破波紋管，使得鋼絞線(xiàn)不易穿入。多余的鋼絞線(xiàn)由砂輪片切割，嚴(yán)禁使用電焊燒割。

3.4 模板制作與安裝

a.箱梁模板加工成型后，運(yùn)到工地后先進(jìn)行試拼，主要檢查模板是否有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，接縫是否嚴(yán)密，各部尺寸是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。試拼無(wú)誤后對(duì)其面板進(jìn)行打磨、涂油，防止銹蝕。側(cè)模外用油漆編號(hào)，便于安裝模板。

b.模板全部采用鋼模板，鋼板厚度為5mm，用6.3型槽鋼作骨架，模板分節(jié)長(zhǎng)度1～4m，模板之間用螺栓連接，模板的上部和下部均采用φ20的對(duì)拉螺桿連接。

c.模板用對(duì)拉桿鎖緊，確保梁身的面尺寸符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)起到防止脹模的作用。

d.在模板上間隔2m以?xún)?nèi)安裝1.1kW附著式振動(dòng)器，模板兩邊對(duì)稱(chēng)安裝，便于混凝土的振搗。

e.構(gòu)件的連接應(yīng)盡量緊密，模板的接縫必須密合，模板安裝前為防止底板漏漿，在臺(tái)座側(cè)面貼上橡膠軟條。用吊車(chē)吊裝時(shí)遵循“慢起，輕放”的原則，防止模板碰撞變形。側(cè)模從中間兩邊對(duì)稱(chēng)拼裝，先拼裝臺(tái)座中間兩塊側(cè)模，定好后，連接臺(tái)座對(duì)拉桿。對(duì)拉桿連接，合格后可向兩邊對(duì)稱(chēng)拼裝側(cè)模。兩塊模板面板連接處可采用軟橡膠條塞，待面板夾緊，軟橡膠條塞擠壓變形堵塞住面板之間的空隙，能有效防止漏漿。全套側(cè)模拼裝完畢，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員檢查合格后，安裝波紋管端頭錨墊板，再安裝端頭及齒板模板。符合要求后，報(bào)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收。鋼筋、鋼絞線(xiàn)加工安裝完成后，對(duì)模板進(jìn)行全面檢查，確保波紋管、錨墊板、螺旋筋等位置準(zhǔn)確，定位牢固。同時(shí)檢查吊裝孔、支座等預(yù)埋件在橋面中的位置和數(shù)量。

f.模板在拆除后表面應(yīng)清除干凈，并涂一層脫模劑，使箱梁外觀光滑，模板拆卸方便。

g.內(nèi)模通過(guò)拉桿與外模固定到一起，內(nèi)外模要固定牢固，內(nèi)模避免上浮，要嚴(yán)格保證梁體混凝土的尺寸在設(shè)計(jì)值之內(nèi)。

3.5 澆筑混凝土

a.原材料需經(jīng)過(guò)抽樣檢驗(yàn)合格，方可進(jìn)入工地。

b.混凝土由碎石、中砂、P·O52.5水泥配制，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，取得監(jiān)理工程師的認(rèn)可后方可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拌制。

c.混凝土的振搗采用插入式振搗器，與附著式振搗器相配合。

d.混凝土的澆筑：混凝土由拌和站集中拌和，兩輛混凝土罐車(chē)運(yùn)輸，料斗運(yùn)送入模的方式澆筑。澆筑順序：分層澆筑成斜坡，厚度30cm以?xún)?nèi)用附著式及插入式振動(dòng)器同時(shí)振搗，一層跟一層，從一頭向另一頭推進(jìn)，為防止?jié)仓蠈悠茐南聦?，澆筑層次的增加須有一定的速度，須使次一層的澆筑能在先澆筑的一層混凝土初凝以前完成。在澆筑波紋管以下混凝土?xí)r，應(yīng)特別注意振搗密實(shí)。為避免孔道變形，不允許振搗器觸及波紋管。

箱梁頂面澆筑完成之后，必須安排專(zhuān)人進(jìn)行收漿拉毛，為保證箱梁的外觀質(zhì)量應(yīng)進(jìn)行第二次收漿拉毛。

e.拆模期限，在混凝土立方體強(qiáng)度尚未達(dá)到15～20MPa 時(shí)，不得拆除模板。拆除側(cè)模時(shí),注意保護(hù)好梁身混凝土的棱角不被破壞。

f.為避免腹、翼板交界處因腹板混凝土沉落而產(chǎn)生縱向裂紋，可在腹板混凝土澆筑完成后略停一段時(shí)間，使腹板混凝土充分沉落，然后再澆筑翼緣板混凝土，但必須保證在腹板混凝土初凝之前澆翼板混凝土并及時(shí)平整、收漿。

3.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

由于采用高強(qiáng)度等級(jí)混凝土，混凝土凝固期間水化熱大，因此應(yīng)特別注意養(yǎng)護(hù)。設(shè)專(zhuān)人負(fù)責(zé)混凝土養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)方法為：正常天氣條件下，混凝土初凝后，在其表面蓋上無(wú)紡?fù)杆凉げ?，用自?lái)水動(dòng)力水養(yǎng)護(hù)，并在澆筑后14天內(nèi)使混凝土始終保持濕潤(rùn)狀態(tài)。

3.7 預(yù)應(yīng)力張拉

a.下料編束：鋼絞線(xiàn)必須經(jīng)過(guò)抽樣試驗(yàn)，合格后才能使用。按圖紙尺寸下料，在每端離切口3～5cm處用鐵絲捆扎。鋼絞線(xiàn)編束時(shí)，每隔1～1.5m綁扎一道鐵絲，鐵絲扣向里。保證鋼絞線(xiàn)平行，不得交錯(cuò)。綁好的鋼絞線(xiàn)束要編號(hào)、掛牌堆放。

b.穿束：穿束前，應(yīng)檢查預(yù)留孔道是否暢通，用空壓機(jī)吹風(fēng)清孔。人工將鋼束穿入孔道，兩端的預(yù)留工作長(zhǎng)度應(yīng)大致相等。鋼束的每一根鋼絞線(xiàn)都須對(duì)號(hào)在相應(yīng)的錨具孔內(nèi)。

c.張拉前，需對(duì)梁體混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)，試壓隨梁體同條件下養(yǎng)生的試塊達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度85%，方可施加預(yù)應(yīng)力。

d.張拉程序：0→15%δcon→30%δcon→50%δcon→100%con(持荷兩分鐘)→103%δcon(錨固)大小油缸油壓回0(測(cè)伸長(zhǎng)量和回縮量)給油退楔，其中δcon為控制張拉力。鋼束采用兩端對(duì)稱(chēng)張拉，錨具采用M15-5和M15-7兩種。張拉順序?yàn)镹1、N2、N3號(hào)鋼束。張拉采用雙控。錨下控制應(yīng)力為0.75fpk=1395MPa。

3.8 孔道壓漿

孔道壓漿是用壓漿泵將水泥漿壓入管道內(nèi)，使水泥漿注入鋼絞線(xiàn)間隙，填充管道空隙，讓鋼絞線(xiàn)與梁體混凝土結(jié)合為整體。

3.8.1 水泥漿配合比與拌制

壓漿水泥一般采用硅酸鹽水泥或普通水泥。水灰比控制在0.4～0.45，由試驗(yàn)決定。在水泥漿中摻入適量的減水劑，可以減小水灰比。通過(guò)試驗(yàn)在水泥漿中摻入適當(dāng)膨脹劑如鋁粉等，可以提高壓漿效果。

水泥漿采用電動(dòng)攪拌機(jī)拌和。拌和操作程序：先加清水，然后加水泥。拌和時(shí)間不少于1min，把拌好的灰漿通過(guò)篩孔排入儲(chǔ)漿桶內(nèi)，儲(chǔ)漿桶內(nèi)灰漿仍要低速攪拌。儲(chǔ)漿桶容積不小于壓一根管道所需的水泥漿體積。

3.8.2 壓漿

a.孔道壓漿采用活塞式壓漿機(jī)。吸漿泵頭放在儲(chǔ)漿桶內(nèi)，壓漿管與通道進(jìn)漿鋼管連接，中間設(shè)進(jìn)漿閥門(mén)(也可采用絲扣堵頭，不設(shè)閥門(mén))。管道壓漿順序：先下后上。

b.壓漿操作：起動(dòng)壓漿機(jī)，打開(kāi)進(jìn)漿閥門(mén)和排漿閥門(mén)，水泥漿從進(jìn)漿管壓入孔道管道內(nèi)。開(kāi)始時(shí)壓力小，逐步增加。當(dāng)排漿孔出漿時(shí)，應(yīng)讓廢灰漿全部排出，達(dá)到排出水泥漿和進(jìn)漿稠度相同時(shí)為止。關(guān)閉排漿閥門(mén)進(jìn)行穩(wěn)壓(或用堵頭堵塞出漿管口)，一般控制壓力在0.5～0.7MPa，壓力表下降時(shí)要進(jìn)行補(bǔ)漿增壓。持壓2min后把進(jìn)漿閥門(mén)關(guān)閉，拆除壓漿管，孔道壓漿結(jié)束。

c.預(yù)應(yīng)力施工中，孔道壓漿作為最后一道工序非常重要，其關(guān)鍵在于保證整個(gè)孔道密實(shí)，且水泥漿強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。施工中遇到較多的是壓漿時(shí)孔道不暢，造成孔道內(nèi)局部段無(wú)漿或不密實(shí)。常采取的辦法是分段壓漿。但在操作上必須掌握好方法，必要時(shí)采取一些輔助措施。

d.壓漿前孔道內(nèi)沖洗，檢查孔道暢通與否。主要看出水口流量和流速，憑經(jīng)驗(yàn)判斷壓漿是否順利，水流量流速較小時(shí)應(yīng)反復(fù)沖洗，若效果不理想則改為分段壓漿。

e.壓水后空壓機(jī)吹風(fēng)必不可少，其目的主要是將孔道內(nèi)積水排除。

f.分段壓漿應(yīng)按順序連續(xù)向前推進(jìn)，并保證每一段孔道均達(dá)到密實(shí)。

g.對(duì)于孔道本身不能貫通而采取分段壓漿時(shí)，壓漿口、出漿口均應(yīng)設(shè)在最端部，以防止孔道內(nèi)端部空氣或水被封閉而無(wú)法排出，從而造成該段內(nèi)無(wú)漿或不密實(shí)。若壓漿口無(wú)法在端部設(shè)置，則應(yīng)輔助插入一根細(xì)導(dǎo)管(細(xì)銅管或細(xì)塑料管)到端部，從而排盡端部空氣和水，達(dá)到壓漿密實(shí)之目的。

h.夏季氣溫高于35℃時(shí)，壓漿作業(yè)安排在夜間為宜。

i.壓漿作業(yè)沖洗孔道時(shí)，發(fā)現(xiàn)孔道有串孔現(xiàn)象，應(yīng)搞清情況后，采取措施，串通孔道同時(shí)壓漿作業(yè)。操作程序同上，順序先壓下后壓上。

j.孔道壓漿中途故障，一時(shí)不能正?；謴?fù)作業(yè)。決定采用壓漿機(jī)壓清水沖洗管道，并要求沖洗干凈。用空壓機(jī)把管道內(nèi)積水吹排出來(lái)。

k.壓漿操作人員應(yīng)戴防護(hù)眼鏡，以防水泥漿噴進(jìn)眼睛。

3.9 封錨

梁端混凝土封錨，是將箱梁端頭外露的預(yù)應(yīng)力錨具用混凝土保護(hù)起來(lái)。

壓漿后應(yīng)先將錨具周?chē)鷽_洗干凈，并對(duì)兩端混凝土鑿毛，然后按照?qǐng)D紙要求設(shè)置鋼筋網(wǎng)澆筑封錨混凝土。封錨混凝土的強(qiáng)度要符合設(shè)計(jì)規(guī)定，強(qiáng)度等級(jí)不低于C50。

3.10 箱梁存放時(shí)的防水工作

箱梁臺(tái)座砌筑完成后，在臺(tái)座中間設(shè)置坡度，方便排水。在箱梁預(yù)制完成后，在臺(tái)座中間及時(shí)鋪上塑料薄膜，在臺(tái)座兩端用土圍護(hù)，防止雨水流入臺(tái)座范圍內(nèi)。

3.11 箱梁的移動(dòng)吊裝

a.箱梁預(yù)制時(shí)的鋼模拆卸、混凝土的澆筑和張拉后箱梁的運(yùn)輸，均采用吊車(chē)進(jìn)行施工，吊車(chē)必須進(jìn)行計(jì)算調(diào)試后再投入使用。

b.箱梁壓漿后，在壓漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可移動(dòng)和吊裝。由于箱梁橫向剛度較小，吊運(yùn)過(guò)程中平行勻速移動(dòng)，傾斜角應(yīng)小于5°，防止出現(xiàn)扭偏。

c.現(xiàn)場(chǎng)采用兩臺(tái)100t機(jī)械吊車(chē)同時(shí)起吊箱梁的兩端，緩緩吊起，由平板車(chē)運(yùn)至渠道橫斷面開(kāi)挖處，平行于橋梁放置，再由這兩臺(tái)吊車(chē)吊起箱梁兩端，移動(dòng)箱梁落到蓋梁準(zhǔn)確位置。箱梁安裝時(shí)，先從橋的邊孔安裝，邊孔兩片梁安裝完畢后，同時(shí)移動(dòng)兩臺(tái)吊車(chē)至中孔起吊位置，依次安裝中孔兩片箱梁。最后按前面方法，同時(shí)移動(dòng)兩臺(tái)吊車(chē)至邊孔起吊位置后安裝最后一孔兩片箱梁。至此該橋三孔六片箱梁全部安裝完畢。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)嚴(yán)格按照上述施工方案組織施工，瑪納斯河灌區(qū)第一座公路橋預(yù)應(yīng)力箱梁順利完工。通車(chē)至今情況良好，施工方案得到了業(yè)主、監(jiān)理和運(yùn)行管理部門(mén)的肯定，為新疆類(lèi)似工程建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。◆

Construction Program of Xinjiang Manas River Irrigation Mosuowan Main Canal Wutong Dam Head Fall Highway Bridge Pre-stressed Box

ZHANG Zheng-hai

(XinjiangShiheziBayinDitchWatershedManagementOffice,Shihezi832116,China)

Production of Mosuowan main canal Wutong Dam head fall highway bridge project box girder pedestal, production and installation of box girder steel bar skeleton, installation of steel strand and corrugated pipe, template production and installation, concrete pouring and conservation, pre-stressed tension, duct grouting and sealing anchor as well as box girder waterproof hoisting construction methods and control keys are introduced in the paper in detail. The paper has strong reference feature, thereby providing valuable experience for other similar project construction.

highway bridge; pre-stressed; construction program

TV54

A

1005-4774(2014)06-0080-05