李紅

摘要 為了進一步提高橋梁現(xiàn)澆梁施工質(zhì)量，優(yōu)化施工工藝，文章以山西省某公路橋梁工程為案例，通過公式驗算支架大楞及模板支設(shè)的合理性，對地基處理、支架施工、模板施工、鋼筋施工、混凝土澆筑以及預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)要點做綜合論述。經(jīng)質(zhì)量檢驗，懸臂梁段高程、表面平整度、梁段軸線偏差、梁全長等技術(shù)指標均符合質(zhì)量標準。在橋梁工程中，現(xiàn)澆梁施工具有良好的技術(shù)優(yōu)勢，可保證橋梁施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 橋梁工程；現(xiàn)澆梁施工；支架搭設(shè)；預(yù)應(yīng)力

中圖分類號 U445.57文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）10-0063-03

0 引言

現(xiàn)澆梁施工是橋梁工程關(guān)鍵新技術(shù)之一，但受到建筑物密集度高、周圍環(huán)境因素等影響，現(xiàn)澆梁施工空間受到一定限制，加大了施工難度?，F(xiàn)澆梁施工技術(shù)具有成本低、效率高、性能優(yōu)異等優(yōu)點。因此，基于橋梁工程案例，對現(xiàn)澆梁施工工序做深入剖析與優(yōu)化，提高技術(shù)可行性，促進現(xiàn)澆梁施工質(zhì)量的提高具有重要意義。

1 工程概況

山西省某公路橋梁工程結(jié)構(gòu)形式為雙層現(xiàn)澆箱梁，站臺梁混凝土高度為2.5 m。圖1為公路橋梁橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。其中1號梁寬32.5 m，2號梁寬17.5 m，3號梁寬11.3 m，4號梁寬6.8 m，整體結(jié)構(gòu)均為鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。其中1號梁和地面橋現(xiàn)澆箱梁的凈空為10.0 m，箱梁投影邊線和紅線之間的距離在3.8 m以內(nèi)，施工空間相對狹小，對現(xiàn)澆梁施工提出了更高的要求。

2 山西省某公路橋梁現(xiàn)澆梁施工方案驗證

2.1 驗算支架大楞合理性

因施工現(xiàn)場場地面積受限且箱梁的布設(shè)密度較高，該工程采取一次性整體澆筑施工。進一步分析發(fā)現(xiàn)，工字鋼、木方等結(jié)構(gòu)均具有較大的自重，各部件之間連接繁瑣，施工操作復(fù)雜。因此，決定采取抱箍貝雷支架法。在橋梁的墩柱上安裝抱箍，將2個抱箍之間高強螺栓的緊固力轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ч亢投罩g的壓力，以提高承重所需的摩擦力。為了保證抱箍貝雷支架合理，在支設(shè)前，計算分析箱梁的結(jié)構(gòu)受力情況，確保支架主楞滿足梁體結(jié)構(gòu)的荷載需求。墻梁端支架大楞的荷載由下列公式計算[1]。

式中，q0——支架大楞作用荷載（kN/m）；l——支架立桿縱向間距，取值1.2 m；G——作用于支架的現(xiàn)澆箱梁重力，頂板位置取值10.95 kN/m2，腹板位置取值65.00 kN/m2，底板位置取值26.50 kN/m2，翼緣板取值11.00 kN/m2；G0——支架結(jié)構(gòu)自重（含有防護附加構(gòu)件，kN/m2）；l0——竹膠板寬度，取值1.4 m；G1——施工人料機荷載（kN/m2）；G2——混凝土振搗荷載（kN/m2）；G3——混凝土澆筑沖擊荷載（kN/m2）；Gm——支架大楞自重（kN/m2）。經(jīng)計算，支架大楞彎曲應(yīng)力的最大值比支架抗彎強度設(shè)計值小，最大剪切應(yīng)力比支架抗剪強度設(shè)計值小，可滿足施工要求。

圖2為主楞支架示意圖，抱箍之間通過支撐桿形成一個受力的整體，上抱箍承受全部荷載，下抱箍為荷載安全儲備，安裝拆卸更加便捷，進一步減少了高空作業(yè)量。

2.2 驗算模板支設(shè)合理性

考慮到施工中簡支混凝土和站臺梁具有一致的高度，支撐架間距無差異，因此選擇較大的荷載。確定混凝土模板厚度為15 mm，模板材質(zhì)為膠合板，具體參數(shù)如表1所示。

3 山西省某公路橋梁現(xiàn)澆梁施工技術(shù)路線

3.1 基層處理施工

通過地基處理能夠為后續(xù)施工提供支撐，保證施工安全。該橋梁工程地基處理工藝為旋挖灌注樁配合換填法，換填材料為厚度0.5 m的砂石，同時配合使用壓路機碾壓，確保地基強度符合施工要求。地基處理完畢后，于上方澆筑厚度為15 cm的C20混凝土，穩(wěn)定地基承載力。

3.2 支架搭設(shè)施工

考慮到該橋梁中抱箍貝雷支架的焊接縫位置有較大的荷載，在初期支架制作時，對板件間T型接頭通過雙面坡口對稱焊接處置，對角接頭采取偏向側(cè)板的單面坡口焊接法處置。處理完畢后，在圓筒結(jié)構(gòu)外側(cè)桁架部位和上弦桿部位位置分別設(shè)置鋼筋混凝土柱（300 mm×500 mm）和鋼筋混凝土梁（300 mm×800 mm）。有效避免因鋼結(jié)構(gòu)支撐架無法錨固所導(dǎo)致的尺寸偏差。在鋼結(jié)構(gòu)支撐桁架錨固基礎(chǔ)上，于原定位置設(shè)置2榀桁架，做等荷載堆載試驗[3]。經(jīng)試驗，自由端上邊緣、下弦桿位置、上弦桿位置以及拉桿位置的最大變形值分別是1.456 mm，0.246 mm，1.577 mm，1.458 mm，變形較小，低于設(shè)計標準，說明支架搭設(shè)合理。

3.3 支架預(yù)壓施工

由于橋梁下凈空高度受限，對高度調(diào)整要求高，若采取傳統(tǒng)履帶吊裝，在周圍高壓線和荷載的影響下，易延誤施工進度。因此，基于樁基靜載小沙袋預(yù)先壓載經(jīng)驗，使用每袋40 kg的沙袋對支架做預(yù)壓，配合使用布條包裹，保證預(yù)壓重量與設(shè)計重量相同。在預(yù)壓的第二天，計算沉降效率，分別統(tǒng)計支架預(yù)壓前、60%荷載、80%荷載以及100%荷載時支架結(jié)構(gòu)的沉降情況。沉降觀測時，沿橋梁布設(shè)控制點，以5 m作為兩控制點間距，逐一進行觀測，連續(xù)3 d沉降量在1.5 mm以內(nèi)則卸載支架荷載。

3.4 模板施工

該橋梁工程現(xiàn)澆梁的截面尺寸存在差異，具有較大的施工難度，對模板施工高度重視。施工所用的模板為厚度15 mm的膠合板，在底模安裝時，縱向截面鋪設(shè)12 cm×12 cm枋木，橫向截面鋪設(shè)10 cm×10 cm的枋木。側(cè)模安裝時，依據(jù)箱梁翼緣尺寸對型鋼桁架進行設(shè)計，保證箱梁的翼緣板符合尺寸要求，在桁架上以低于40 cm的距離設(shè)置枋木，將15 mm厚膠合板鋪設(shè)在枋木上。在內(nèi)箱模板安裝時，以規(guī)格為10 cm×10 cm的枋木作為支撐架，于外側(cè)釘18 mm厚度木板。設(shè)置φ48鋼管作為水平和豎向的支撐結(jié)構(gòu)，利用扣件將橫縱的支撐固定。安裝端頭模板時，以10 cm×10 cm的枋木作為背桿，背桿的橫向距離和縱向距離分別是40 cm和50 cm，采用φ16鋼筋予以對拉固定。

因為該工程中梁體的外腹板角度大，側(cè)模板承受一定荷載，因此在混凝土達到100%設(shè)計強度時方予以拆模，避免安全事故發(fā)生。

3.5 鋼筋施工

施工所用鋼筋由加工廠根據(jù)既定規(guī)格統(tǒng)一加工成型，對不同規(guī)格鋼筋予以明確標識。鋼筋采取整體綁扎，為提高鋼筋骨架的穩(wěn)定性，該工程對個別腹板鋼筋和骨架鋼筋之間進行點焊處理。在安裝時，要充分考慮鋼筋的穿插順序，避免鋼筋安裝混亂而影響結(jié)構(gòu)性能。對于φ22以上的鋼筋采取機械連接方式，對于φ16鋼筋采取焊接連接。對于鋼筋彎折部位予以加焊處理，在鋼筋骨架之間合理增加短焊縫，長度以2.5 d為宜。

3.6 混凝土澆筑施工

公路橋梁現(xiàn)澆梁施工，常規(guī)采取多次操作將加大作業(yè)難度，現(xiàn)場需要的施工機械做大規(guī)模布置。為規(guī)避這一問題，該工程采取一次性整體澆筑，對施工工序予以優(yōu)化。公路橋梁箱梁分兩次進行澆筑，以腹板和翼板折角位置為分界，先對底板和腹板進行澆筑，待上述部位達到設(shè)計要求后，對表面做鑿毛處理，進行橋梁頂板澆筑實現(xiàn)一次澆筑，即對底板、腹板和頂板的澆筑實現(xiàn)一次性完成，不僅減少了鑿毛和車輛進場環(huán)節(jié)，一次性整體澆筑無施工縫，可獲得更好的外觀質(zhì)量[4]。澆筑完成表面初凝后，對混凝土構(gòu)件表面均勻覆蓋土工布，由施工人員定期對表面進行灑水養(yǎng)護，確保養(yǎng)護期內(nèi)混凝土表面始終為濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護周期為14 d。

3.7 預(yù)應(yīng)力施工

3.7.1 鋼絞線的下料及編束

鋼絞線具有易銹蝕、易損壞的特點，在鋼絞線施工前，要對材料性能質(zhì)量進行檢驗，確保彈性模量、伸長量等指標均符合設(shè)計要求，最大限度地減少鋼絞線的尺寸誤差。以下列公式對鋼絞線長度進行計算，并使用砂輪機進行切割加工[5]。

式中，l——鋼絞線加工長度（m）；l0——預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔道的長度（m）；l1—鋼絞線的工作長度（m，取值0.6 m）。

完成加工后，以7根作為一束進行綁扎，如圖3所示，每束鋼絞線均順直且無纏繞。預(yù)應(yīng)力孔道施工后即進行鋼絞線穿束工作。該工程在穿束工作前，先安裝預(yù)先備好的張拉錨具、錨墊板以及螺旋筋等裝置。對孔道進行徹底清理，確保無雜物和積水后，利用機械牽引完成穿束（如圖3所示）。

3.7.2 預(yù)應(yīng)力張拉

預(yù)應(yīng)力張拉采取智能張拉設(shè)備，施工前對千斤頂、油表等進行檢查校核，待混凝土達到既定強度后開始智能張拉施工。智能張拉系統(tǒng)參數(shù)如下：

位移測量精度為0.1 mm；測力系統(tǒng)精度為1%F.S；雙頂同步延伸誤差≤5 mm；環(huán)境溫度要求為?10～60 ℃；無線傳輸距離為150 m；管道偏差系數(shù)為0.001；管道摩阻系數(shù)為0.16；鋼束松弛率＜3%。準備就緒后，分級控制張拉力，即“0—20%σ—60%σ—100%σ（維持5 min荷載）－錨固”。在張拉過程中嚴格控制鋼絞線伸長量和張拉力符合要求。同時對鋼絞線進行檢查，嚴格控制同一斷面斷絲率＜1%。

張拉施工時，技術(shù)人員于橋梁側(cè)面操作，一方面能夠時刻關(guān)注梁體兩端的變化，另一方面可避免突發(fā)事故威脅人員安全。根據(jù)既往施工經(jīng)驗，預(yù)應(yīng)力施工時常見的問題主要為斷絲和滑絲。出現(xiàn)這一問題的原因主要與鋼絞線直徑大于設(shè)計值、夾具、錨具規(guī)格不符、焊接工藝不規(guī)范等因素有關(guān)。該工程對于滑絲問題采取千斤頂對單根鋼絞線進行張拉，兩端同時替換夾片予以張拉錨固。對于斷絲問題采取以下幾個方案進行處理：補償其他鋼絞線的張拉力；更換鋼絞線束重新進行張拉施工；準備備用鋼絲束，及時處理斷絲問題。

3.7.3 壓漿施工

完成預(yù)應(yīng)力張拉后，檢查鋼絞線束錨具無異常，在張拉結(jié)束24 h內(nèi)進行孔道壓漿施工，采取真空輔助壓漿。清理孔道并初步潤濕處理，檢查連接件的暢通性。準備就緒，開啟壓漿泵并將壓力值設(shè)定為0.7～1.2 MPa，檢查排出液體的黏稠度，其狀態(tài)將出現(xiàn)“空氣—水—稀漿—濃漿”變化。為了保證壓漿施工質(zhì)量，該工程在檢查發(fā)現(xiàn)流出水泥砂漿稠度與灌入時的稠度相同時，持續(xù)予以20 s的跑漿，調(diào)整壓力值為0.80 MPa，繼續(xù)予以2 min壓漿，關(guān)閉閥門后完成壓漿。完成所有孔道壓漿施工，對被泥漿污染的設(shè)備做全面清洗，以備后續(xù)施工使用。

3.7.4 封錨施工

預(yù)應(yīng)力孔道壓漿完成后，沖洗橋梁中所埋設(shè)的錨具，設(shè)置鋼筋網(wǎng)，為封錨施工做好準備。封錨施工時對暴露在外的錨具做防腐蝕處理，封錨所用的混凝土強度與梁體一致。切割止水端混凝土表面，全面清理表面灰塵。使用切割機將預(yù)應(yīng)力筋張拉端的鋼絞線切斷，預(yù)留30 mm澆筑混凝土，完成端部封閉處理。

4 山西省某公路橋梁現(xiàn)澆梁施工質(zhì)量檢驗結(jié)果

山西省某公路橋梁現(xiàn)澆梁施工檢驗指標參數(shù)如表2所示，經(jīng)施工質(zhì)量檢驗，各項指標均符合質(zhì)量檢查標準，說明現(xiàn)澆梁施工取得了良好的進展。

5 結(jié)論

山西省某公路橋梁工程中運用現(xiàn)澆梁施工技術(shù)，經(jīng)質(zhì)量檢驗，各項指標均符合施工設(shè)計要求。通過對案例進行分析獲得如下幾點結(jié)論：①在施工環(huán)境等因素影響下，現(xiàn)澆梁施工往往面臨施工空間狹小的問題，需對施工工序予以進一步優(yōu)化，以免延誤施工進度。②在施工前需對支架、模板結(jié)構(gòu)的合理性，充分結(jié)合現(xiàn)場情況進行科學(xué)驗算，保證現(xiàn)澆梁施工的質(zhì)量安全。③在混凝土施工環(huán)節(jié)采取一次性整體澆筑，能夠減少結(jié)構(gòu)施工縫并減少1次鑿毛施工，更利于保證外觀質(zhì)量且提高施工效率。④預(yù)應(yīng)力施工應(yīng)對鋼絞線長度和預(yù)應(yīng)力伸長量進行驗算，對常見的斷絲、滑絲等問題做及時處理，以保證橋梁施工質(zhì)量。

參考文獻

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