白長(zhǎng)宇 山東方大工程有限責(zé)任公司

1 前言

隨著生產(chǎn)生活場(chǎng)所的不斷改善，對(duì)道路交通提出了越來越高的要求。在公路橋梁建設(shè)中，先進(jìn)建筑材料、施工設(shè)備和施工技術(shù)的不斷開發(fā)和應(yīng)用，不僅使交通基礎(chǔ)設(shè)施取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，而且為其可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。目前，鋼筋混凝土組合連續(xù)箱梁施工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于橋梁工程中。不僅提高了橋梁的加固性能和承載能力，且大大提高了橋梁的施工水平，充分發(fā)揮了其在橋梁施工中的作用，最大限度地提高和保證了橋梁質(zhì)量。

2 施工中的問題分析

2.1 壓漿堵塞

施工人員的施工經(jīng)歷不夠豐富或?qū)夹g(shù)認(rèn)識(shí)欠缺，在預(yù)應(yīng)力混凝土的施工作業(yè)時(shí)，出現(xiàn)了野蠻施工，并且未能進(jìn)行混凝土維護(hù)管理工作，可能出現(xiàn)了堵塞預(yù)留管線的情形，導(dǎo)致無法順利進(jìn)行張拉力工作，對(duì)鋼筋直徑與張拉施工的實(shí)際效果造成了負(fù)面影響。在工程實(shí)踐拉長(zhǎng)數(shù)值與理論測(cè)算數(shù)值之間存在著很大的偏差，對(duì)橋梁的施工費(fèi)用與施工工期都帶來了很大的不利影響。

2.2 拉伸長(zhǎng)量不足

在橋梁的施工過程中，常會(huì)存在預(yù)應(yīng)力鋼筋拉伸量不夠的現(xiàn)象，其產(chǎn)生的影響因素大致為：由于預(yù)應(yīng)力鋼筋的長(zhǎng)度并不順直，從而導(dǎo)致了預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均張拉應(yīng)力，在最大張拉應(yīng)力沒有改變的情況下，因摩擦力的作用而大大減小；由于在理論設(shè)計(jì)中使用的彈性模量數(shù)值與真實(shí)的彈性模量數(shù)據(jù)之間存在偏差，實(shí)際伸長(zhǎng)量也與理論設(shè)計(jì)中得到的伸長(zhǎng)量具有一定偏差[1]。

2.3 現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋裂縫問題

2.3.1 日照溫差

混凝土的熱傳導(dǎo)特性差，短時(shí)間內(nèi)的高溫導(dǎo)致混凝土表層與里層間形成了溫差，形成高溫變化。當(dāng)這種變化過程遭受內(nèi)外約束阻礙時(shí)會(huì)形成溫差應(yīng)力，而這些由溫差形成的拉應(yīng)力也不可忽視，有可能比荷載形成的應(yīng)力還大，導(dǎo)致所有的現(xiàn)澆鋼筋直徑混凝土構(gòu)件都形成裂紋，給結(jié)構(gòu)的正常安全運(yùn)營(yíng)造成嚴(yán)重影響。

2.3.2 外力作用導(dǎo)致橋梁開裂

橋梁上因直接受外力作用形成的斷裂，叫作結(jié)構(gòu)性斷裂裂縫。在設(shè)計(jì)階段，如果工程設(shè)計(jì)人員對(duì)鋼筋混凝土橋的承重測(cè)算錯(cuò)誤，實(shí)際橋面承重能力過低，或者橋面長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷承重，最終會(huì)造成橋面發(fā)生斷裂或倒塌。在施工階段，如果不按照?qǐng)D紙預(yù)案進(jìn)行施工，或任意更改施工順序，或在工藝上出現(xiàn)了很大問題，均會(huì)導(dǎo)致大橋發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞，如不進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，則裂痕將會(huì)長(zhǎng)期出現(xiàn)，且愈來愈大，最后會(huì)造成大橋結(jié)構(gòu)因無法承載而倒塌。在實(shí)際使用階段，由于大型卡車所產(chǎn)生的超負(fù)荷承重、交通事故、地震、波浪沖蝕等自然原因，也會(huì)造成混凝土產(chǎn)生裂紋[2]。

3 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 橋梁受彎構(gòu)件

隨著建筑行業(yè)的日益發(fā)達(dá)，許多新型的土木工程方法不斷涌現(xiàn)，而預(yù)應(yīng)力方法在橋梁施工方面具有突出的優(yōu)勢(shì)，使橋梁的穩(wěn)定性和工程質(zhì)量得到了很大的提高，目前主要應(yīng)用于橋梁受彎結(jié)構(gòu)中和路面橋梁的補(bǔ)強(qiáng)等方面。橋梁使用的加固復(fù)合材料是一種厚度較大的碳纖維，采用對(duì)鋼筋混凝土路面橋梁受彎構(gòu)件添加活性炭纖維片層的方法，使其極限拉應(yīng)力和極限強(qiáng)度均有所增加，從而增加路面橋的強(qiáng)度。

3.2 橋梁加固施工

公路橋梁在設(shè)計(jì)時(shí)，增加承載力的方式大多采取了補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料和改善構(gòu)件特性的方法，可以通過直接增加預(yù)應(yīng)力到該結(jié)構(gòu)上，讓其預(yù)先形成拉應(yīng)力，使其在最大彎矩情況下，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)拉應(yīng)力的可能性大大降低。

3.3 鋼筋混凝土多跨連續(xù)橋梁

多跨度大橋，在結(jié)構(gòu)承載力上主要有負(fù)最大彎矩區(qū)和正最大彎矩區(qū)兩大主要受力區(qū)域，跨座中多為正最大彎矩區(qū)，在支座的中心處則通常為負(fù)最大彎矩區(qū)，當(dāng)極限抗剪承載力或者連續(xù)大橋的極限抗折彎承載力無法達(dá)到實(shí)際的應(yīng)用條件時(shí)，也可運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的加固處理。

4 連續(xù)箱梁橋施工措施

4.1 滿堂支架與模板搭建方法

4.1.1 地基施工

因?yàn)楣窐蛄喉?xiàng)目大多位于野外，且地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，故地基的承載水平一直很低。為防止在箱梁施工中支架地面發(fā)生下沉現(xiàn)象，需要對(duì)支承水平小的地面進(jìn)行施工，通常采用的辦法為換填法，即清除非適用物料后，使用硅灰土和少許砂漿逐層回填并壓實(shí)振搗，分層厚度≤20cm，這樣可以保證對(duì)不同層的夯實(shí)效果，從而確保地基承載能力達(dá)到工程設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求[3]。

4.1.2 模板支架安裝

針對(duì)碗扣型的滿堂支架構(gòu)件，支撐在放置前，首先從起點(diǎn)將中心軸線拿起來，在曲線半徑偏小的地方，再將支撐由中部分成兩個(gè)，并且有效重合支撐軸與該段箱梁項(xiàng)目的中心軸線上的起點(diǎn)，然后再對(duì)其進(jìn)行連接，并按照支撐立桿規(guī)劃距離，在垂直中心線的左右兩端各設(shè)有混凝土墊塊、底座，使這些分段的支撐縱橫方向都基本處于同一個(gè)平面條件下，就可以完成支架裝配工作。

箱梁滿堂支架的安裝間距一般是縱橋向1m，橫橋向1m，支點(diǎn)周圍支架要加密間距為0.4m～0.5m；橫向平衡鋼管以每層門架式安裝一次，在支架底部、頂層裝有掃地桿和收頂桿，在支架上橫向隔離了三排施工剪刀撐一行：檢測(cè)放樣、設(shè)置托底調(diào)平、底部門架式、橫向水平管道、頂部門架式、施工調(diào)整桿、設(shè)置頂托調(diào)平、剪切機(jī)支撐和斜支架。

4.1.3 支架預(yù)壓

在支架安裝后進(jìn)行預(yù)壓，根本目的是更精確地測(cè)量出支撐在地基表面上的硬度與堅(jiān)固性，從而解決整個(gè)支撐過程產(chǎn)生的彈性與非彈性變化，以及地基形狀。預(yù)壓環(huán)節(jié)便是精準(zhǔn)檢測(cè)的過程，可以監(jiān)測(cè)梁段在荷載影響下產(chǎn)生的變化現(xiàn)象。針對(duì)外部支撐在2m處必須制定相應(yīng)的防御策略，用來防止遇到雨雪天氣時(shí)降雨滲入支架中，從而導(dǎo)致支撐地基的變形或者下沉，預(yù)壓完畢后要正確調(diào)節(jié)整個(gè)支架，以確保其符合支架的施工技術(shù)規(guī)范及要求[4]。

4.2 鋼筋捆綁處理

4.2.1 鋼筋生產(chǎn)與入模

橋梁使用的鋼筋都是由鋼筋工廠制造，然后通過運(yùn)輸車運(yùn)送到澆筑現(xiàn)場(chǎng)。鋼筋入模前，首先要檢驗(yàn)鋼筋的尺寸和材質(zhì)，檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行鋼筋入模處理，內(nèi)模一般采取加工廠生產(chǎn)、吊車提升等方式處理。在吊取內(nèi)模后，將整個(gè)箱梁由兩端朝中心方向吊裝，整個(gè)箱梁再由一段變截面內(nèi)膜、兩個(gè)2.44m內(nèi)膜和一節(jié)1.77m內(nèi)膜所組成。梁骨架在澆筑前，首先要處理好底座鋼板安裝問題，再設(shè)置橫梁鋼筋骨架，并增設(shè)適當(dāng)墊塊。針對(duì)該部分的鋼筋捆扎與施工，則需要先在腹層上準(zhǔn)確標(biāo)記，以確保最精準(zhǔn)的捆綁鋼筋直徑。而施工時(shí)內(nèi)模也需要先在前者完成后進(jìn)行檢驗(yàn)，檢查合格后再進(jìn)行內(nèi)模處理。

4.2.2 頂板鋼筋捆綁

在進(jìn)行上述工作之后要捆綁頂板鋼筋直徑線，在這一過程中，首先標(biāo)注頂板邊條，然后按照施工單位的建筑效果圖逐步預(yù)埋，防止在一些部位發(fā)生安裝錯(cuò)誤的情況。鋼筋在捆綁階段，要及時(shí)檢查鋼筋頂部高度；當(dāng)鋼筋捆綁完成后，開始支撐翼板兩邊混凝土模板，并在距混凝土邊10cm 處釘入口徑3cm 的半圓PVC管，作為滴水溝模型。

4.2.3 混凝土澆筑處理

針對(duì)混凝土澆筑施工工作，也要按照一定的工藝加以管理。第一步為澆筑橫梁與腹板，然后為地面，最后是腹板的補(bǔ)料和頂部的混凝土澆筑。所有施工階段都需要進(jìn)行相應(yīng)的施工方式，混凝土用罐車輸送、泵車運(yùn)輸。針對(duì)橫梁施工階段，當(dāng)澆筑至2/3處時(shí)，必須對(duì)箱梁腹層混凝土進(jìn)行處理，每次的腹層施工寬度為一跨，腹層混凝土施工過程采用的方式為分段施工，管理好各個(gè)樓層混凝土的厚度，即限制在30cm范圍以內(nèi)，并保證兩側(cè)混凝土施工標(biāo)高一致?；炷练帕蠒r(shí)，應(yīng)當(dāng)在頂板鋼筋兩端設(shè)有膠合板，使料從腹板上送入腹層內(nèi)。在腹板單元的混凝土振搗中每側(cè)設(shè)置兩人，混凝土在振搗時(shí)要牢固，每點(diǎn)插進(jìn)的土壤地層混凝土不能高于5cm，在腹板混凝土的澆筑環(huán)節(jié)中，要有專人對(duì)翼子板上和動(dòng)脈內(nèi)膜頂散落的混凝土及時(shí)清理。翻入動(dòng)脈內(nèi)膜底部位置的混凝土坍落度也要相應(yīng)增加，以免在橫梁底部因鋼筋直徑太密，與底板混凝土之間形成裂縫，在施工的全過程中要嚴(yán)格管理底層混凝土的施工厚度。

4.2.4 預(yù)應(yīng)力筋張拉和設(shè)置

鋼絞線采用常見的Φ15.24mm 高性能低松弛外部預(yù)應(yīng)力材質(zhì)。而塑料波紋管則按照要求由廠家提供，波紋管在入場(chǎng)時(shí)要仔細(xì)檢查，口徑、強(qiáng)度都要達(dá)到制孔的規(guī)范，在使用之前進(jìn)行復(fù)檢。波紋管接頭利用套接方法，長(zhǎng)度根據(jù)施工需要截制。在安裝內(nèi)側(cè)模板前，先從波紋管中穿過縱向鋼束，或與波紋管配合安置，當(dāng)進(jìn)行張拉時(shí)，對(duì)螺旋千斤頂、壓力器、油管壓力泵結(jié)構(gòu)也要按照實(shí)際狀況進(jìn)行相應(yīng)檢查，以確定張拉與儀表讀數(shù)間的聯(lián)系。對(duì)配套檢驗(yàn)的設(shè)施分組編號(hào)，且不得混淆，在設(shè)置與張拉施工結(jié)構(gòu)前，先檢查錨墊木、孔中與連接器等，且錨口表面必須要與管路垂直，且錨口中線需對(duì)準(zhǔn)管路中線，孔道口要暢通無雜物，鋼絞線要能在管上隨意滑動(dòng)，校核完成后，采用千斤頂進(jìn)行張拉。鋼束張拉工藝按照設(shè)計(jì)要求的工藝進(jìn)行。擠混凝土作業(yè)應(yīng)一次性進(jìn)行，不得中途停車，如果擠混凝土受阻、停車時(shí)間超過40min，則應(yīng)及時(shí)清除混凝土泵上的混凝土漿，重新進(jìn)行擠混凝土，最后采用與箱墩同級(jí)配的混凝土進(jìn)行封錨。

4.2.5 支架地基的處理

（1）支架地基的處理。這是梁橋滿堂支架施工的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須認(rèn)真細(xì)致地進(jìn)行。對(duì)不符合承載力要求的地基（如淤泥、腐殖土、未經(jīng)有效壓實(shí)的施工坑洞、松散、軟彈等），都應(yīng)予以立即清理，并用性能較好的填充物做合理的分層填和壓實(shí)處理。一般要求按土方路基93 區(qū)填筑路基要求進(jìn)行建設(shè)，一般填筑或換填為三級(jí)以上，每層均厚30cm以內(nèi)，提高了各個(gè)層面壓實(shí)率，保證強(qiáng)度滿足要求。特殊情況不良地基，尚需加厚或作地基強(qiáng)化處理。（2）支架立桿與地面的對(duì)接處理。過去慣用的方式是墊枕木，但這種方式的主要弊端是枕木容易因?yàn)橄掠杲莸纫蛩卦斐上孪?。此外，木料現(xiàn)已經(jīng)變成一項(xiàng)短缺資源，因此使用枕木作為支墊成本也相對(duì)較大，不如使用相對(duì)厚的混凝土硬化層更加經(jīng)濟(jì)。硬化層厚度需經(jīng)地基承載能力試驗(yàn)確認(rèn)后，兼作合理限制，既不能由于厚度不夠使承載能力減小，又不能因盲目超厚而導(dǎo)致施工成本浪費(fèi)，通常為厚度10cm 的C15混凝土[5]。當(dāng)使用碗扣支撐時(shí)，由于同一支撐矩陣對(duì)地基平面的要求都是同一水平面，應(yīng)注意平整度的精細(xì)化控制，地基存在縱坡時(shí)應(yīng)用臺(tái)階處理，支架相應(yīng)分為兩個(gè)相鄰矩陣。（3）較陡斜坡地基的處理。當(dāng)滿堂支架搭設(shè)在斜坡（包括自然原地面斜坡、橋臺(tái)錐坡、已有公路邊坡等）上面時(shí)，應(yīng)將斜坡修建成臺(tái)階狀，并采取措施使臺(tái)階穩(wěn)固。不能將滿堂支架直接搭設(shè)在未做臺(tái)階處理的斜坡上，否則在支架受力時(shí)會(huì)形成往下的斜向滑動(dòng)面，使支架底部滑動(dòng)，導(dǎo)致支架垮塌。

4.2.6 做好現(xiàn)場(chǎng)溫度控制

考慮到內(nèi)外部溫度變化對(duì)現(xiàn)澆鋼筋混凝土裂紋產(chǎn)生的危害，施工單位應(yīng)進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)溫控工作，使現(xiàn)澆鋼筋混凝土的內(nèi)外部溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)，以防止高溫裂紋的發(fā)生。以某橋工程為例，施工單位在澆筑前就按照橋梁工程參數(shù)規(guī)定，明確現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)外部溫度之差應(yīng)限制在20℃以內(nèi)，并通過以下辦法做好現(xiàn)場(chǎng)控制工作。

第一，內(nèi)部降溫措施。在對(duì)現(xiàn)澆鋼筋混凝土澆筑之前，施工單位必須預(yù)留內(nèi)部供熱量管，一般選用Φ48mm 的鐵管，共鋪12 層，每層冷卻水管道的水平間距為1.2m。當(dāng)混凝土施工24h后，經(jīng)由混凝土產(chǎn)生水化熱量增加了現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)溫度后，再向冷卻水管道通進(jìn)冷水，以減少現(xiàn)澆鋼筋混凝土內(nèi)的高溫。為保證內(nèi)外部溫度相差＜20℃，在冷卻水管道的出入口要設(shè)有感應(yīng)器，可以測(cè)量出水的溫度和壓強(qiáng)，并要求出流溫度＜40℃。

第二，保溫保濕養(yǎng)護(hù)。為了防止現(xiàn)澆鋼筋混凝土產(chǎn)生高溫開裂，施工單位必須在現(xiàn)澆鋼筋混凝土表面出現(xiàn)降溫后，及時(shí)進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)。而因?yàn)樵谠摌蛄汗こ讨鞋F(xiàn)澆鋼筋混凝土為墩體結(jié)構(gòu)，所以施工單位在主體結(jié)構(gòu)頂部覆蓋了四層結(jié)構(gòu)，并根據(jù)從頂層向外的順序，依次是玻璃層、麻袋、玻璃層、麻袋[6]。貼近頂部的玻璃層用來保濕，中間層的玻璃膜則用來隔絕低溫降雨，以防止雨水影響現(xiàn)澆的鋼筋混凝土硬化，同時(shí)，施工單位還采用了塑料薄膜包覆在模板外面，以防止混凝土表面的熱能擴(kuò)散到空氣中，從而增加了混凝土表面溫度，并減小上下溫差。當(dāng)混凝土表面強(qiáng)度差達(dá)到0.5MPa 后，在墩體頂面處的結(jié)構(gòu)側(cè)面再澆筑個(gè)圈磚，并留出小孔，以控制排放的空氣冷卻后流動(dòng)到現(xiàn)澆鋼筋材料混凝土側(cè)面，從而增加了表面溫差。經(jīng)以上的保護(hù)方法連續(xù)14d，有效防止了現(xiàn)澆鋼筋直徑混凝土發(fā)生的早中期高溫開裂。

5 結(jié)束語

綜上所述，造成橋梁現(xiàn)澆鋼筋混凝土斷裂的主要根源，就是混凝土水化熱、內(nèi)部溫度變化、約束條件和鋼筋壓縮變化。經(jīng)過研究，工程建設(shè)機(jī)構(gòu)要做好混凝土的控制，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，調(diào)整混凝土施工工藝，完善混凝土施工控制，有效控制各種產(chǎn)生裂紋的原因，改善現(xiàn)澆混凝土的混凝土澆筑效率，從而改善整個(gè)現(xiàn)代化工程的品質(zhì)。