浅析引桥箱梁施工方法及工艺

引桥箱梁施工方法及工艺

引桥箱梁采用满布碗扣式脚手架施工，跨路部分采用I40工字钢跨越。箱梁侧模采用大块定型钢模板，底模采用大块钢模板，内模采用自制拼装式胶板内模。梁体混凝土采用全断面灌筑，混凝土用液压泵送浇筑，振捣采用插入式振捣棒和附着式振动器联合振捣，以保证混凝土的密实度。

按设计图要求，箱梁从桥台开始分段施工，首次浇筑1.2跨（即30m）箱梁，之后每段浇筑25m，如此循环，直到最后一跨浇筑剩余的20m箱梁。

1支架

支架下部基础经过碾压，并加混凝土垫石，垫石为50cm×50cm×15cm混凝土块，标号为C20，每块混凝土面积为0.5×0.5=0.25m2，每根柱下面承受面积为0.25m2，另外再考虑一些地基不均匀性和受力面未完全利用，折减0.2，这样每根柱下实际受力面积为0.25×0.8=0.2m2，经过处理地基每平方米承载力按10T计算，每根架柱下可以承受10×0.2=2T压力，此条件完全满足施工要求。

布设垫石时一定要使垫石与地基紧密贴合，使整个受力面能完全被利用，必要时可以铺设一层砂垫层。

支架搭设梅花形布置，立杆间距基本为90cm×90cm。托架和底座的调节长度必须满足施工需要,具体搭设方法见图5.3-2所示。

托架上延纵向铺设10cm×10cm的方木，横向铺设15cm宽、4cm厚的木板，木板间距20cm。支架的搭设宽度每侧应超出桥梁翼板0.7m作为工作平台（见图5.3-3所示）。考虑到外模为有肋的钢模板，全部支架搭设成相同的高度，以利于模板的拆除和转移利用，搭设支架时将托架粗调到设计高程。

2模板施工

为保证梁体的外观，所有外模板全部采用大块钢模板。

2.1底模及预拱度设置

采用大块钢模板作为箱梁底模，底模的铺设应按设计和施工要求，结合预压实验结果设置预拱度。

首先，在支架拼装好后，对支架进行等载预压试验。荷载可用钢锭或旧钢轨分层码放。在支架加载前精确测出各部位的初始值，加载后连续观测3天，每天按时观测三次，并详细记录。当连续观测三天趋于稳定后，进行卸载，并及时观测支架沉降量和回弹值。

底模标高控制为：H’=H+r+Δ

式中：H’:底模立模标高；

H:设计梁底标高；

r:梁跨中各断面的设计预拱度；

Δ:预压后各相应断面的弹性沉降量；

2.2外侧模设计

外模板的面板采用6mm厚的钢板，用角钢作为加劲肋和支撑结构，每节长3m，并配以适当的短节，模板间通过螺栓连接。

2.3内模设计

内模板基本为“［］”型，模板分两次安装。模板有活动的底模板、下拐角模板、上拐角模板和顶模板，可以即时拆装。

2.4模板安装

模板安装过程中严格控制模板间的缝隙，缝隙要求不大于2mm，并用胶带粘贴密封，表面刷脱模剂。

2.4.1底模安装

底模安装前应将支座安装就位。首先按设计位置精确放出支座位置及中心线，支座安装先检查支座预留孔道平面位置、孔深、孔径后，清理孔道，将盒式橡胶支座的螺栓利用自制定位板定位，通过浇筑硫磺砂浆支座固定，施工必须保证螺栓的平面位置、垂直度及埋深。砂浆养护到设计强度后，即可安装支座就位。在支座垫石处用特制砂浆找平，按设计标高安放好支座，并安放好支座处预埋钢板。

按各断面预拱度的设置铺设底模,要求底模与支座预埋钢板接缝严密，防止漏浆。

2.4.2侧模安装

由人工配合汽车吊吊装，各节之间用螺栓连接，侧模与底模之间加垫海绵条，各块侧模之间用胶带密封。由于外模高度低，宽度大，稳定性较好，因此外模可以通过下部设限位块固定，防止侧模外移。

2.4.3内模安装

内模由人工在底板、腹板、横隔板钢筋绑扎完成后安装。加固以可调的碗扣式支架支顶为主。内模底板用短钢筋支顶，腹板及隔板上部用小方木临时支顶，待混凝土浇筑到小方木位置时，及时取出小方木，为防止内模上浮，用8#镀锌铁丝将内模的下拐角板与底板钢筋固定在一起，固定点的布置密度在顺桥向为50cm，横向20cm，见图5.3-5所示。

3钢筋绑扎及预应力孔道布置

为便于拆除内模板和孔道压浆等施工，经监理工程师同意后，考虑在梁体两端负弯矩最小处，横向位于箱体中间，各预留一个80cm×60cm的工作窗，梁体施工完毕后再焊接钢筋和浇筑混凝土进行封闭。

钢筋集中加工，在支架上绑扎或焊接。钢筋配合模板安装分两此进行：首先绑扎底板和腹板钢筋，内模板安装完毕后再绑扎顶板钢筋。钢筋施工中应保持模板内干净，并防止烧伤模板影响梁体的外观。

由于钢筋较密，预应力管道又呈曲线布置，施工中采取钢筋避让波纹管的原则，同时注意以下几点：

3.1按波纹管的设计座标以@=50cm的间距焊接波纹管定位网片钢筋；

3.2在安装波纹管以前，逐节检查波纹管的生产质量，检查有无漏缝、孔眼或变形；

3.3波纹管的接头处采用大一号的波纹管连接，连接管的长度不短于20cm，并用胶带纸将接缝包扎严密，包扎长度不少于6cm，防止漏浆；

3.4保证锚垫板的位置准确，固定牢，且与波纹管垂直；

3.5在波纹管走向的最高处设置排气孔，在最低处设置排水孔。排气孔和排水孔的设置方法为：在波纹管上开孔，用一块带咀塑料弧型接头板用铅丝同管子绑在一起（内垫海绵垫），再用塑料管插在咀上，并将其引出。接头板的周围用胶带缠绕数圈封严。

4钢绞线下料、穿束

4.1钢绞线下料

由于张拉在两端同时进行，因此按下面的公式计算下料长度。计算公式如下：

L=L0+2a

其中：L-下料长度；

L0-梁的管道长度；

a-张拉端留量（按张拉设备选取）。

运输、下料过程中注意对钢绞线的保护，禁止将受伤的钢绞线投入工程施工。

4.2编束、穿束

钢绞线应逐根理顺，然后每隔1-1.5m用细铁丝绑扎，铁丝扣应扣向里。钢绞线束的端头用胶布或布包裹，防止在穿钢绞线的过程中刮波纹管导致穿束困难。编束后的钢绞线应编号堆放，防止混用。

穿束应先在孔道中穿钢丝绳，后利通过拉钢丝绳将钢绞线穿入孔道。

对于单端张拉的预应力束，在钢筋绑扎完毕后，按要求设置锚具及附属构件。波纹管安装中应将埋实端封闭好，防止水泥浆流入。

5混凝土浇筑

箱梁的施工顺序按设计要求分段进行，拌合站集中拌合，搅拌运输车水平运送，输送泵泵送浇筑。采用“顶板开口、中间进料、分层浇筑、斜面推进”的浇筑工艺，即全断面整体浇筑，中间不留施工缝。这样，施工荷载一次加完，支架变形一次完成，防止支架二次变形和混凝土硬化、收缩不一致而引起裂缝。由于没有施工缝，使箱梁整体性强，受力性能好，且施工工序少，进度快，箱梁外型美观。施工中采取的具体措施如下：

5.1混凝土配合比选配

水泥：选择徐变、干燥收缩较小、水化热较低的水泥；

骨料：选择具有良好级配，强度满足设计要求、所含杂质少的砂石料；

水：采用自来水（已经化验合格）；

配合比：在满足和易性、强度、耐久性和经济等四项指标的要求下，进行配合比设计与试验，由试验室定出较为合理的施工配合比，经监理工程师批准后使用。

外加剂：由于混凝土采用泵送，又要尽可能加快工期，同时要保证混凝土质量，于是要适量加入一些外加剂：使用减水剂以改善混凝土的和易性，减少用水量，减慢初期水化放热速度，改善混凝土的温度应力，减少开裂现象；使用缓凝早强剂，推迟混凝土初凝时间，使得混凝土可以连续浇筑，同时也提高混凝土的早期强度，以便尽早张拉。这种复合型外加剂的加入，也提高了混凝土的可泵性。

5.2混凝土泵送工艺

使用两台混凝土输送泵同时对称泵送，泵管前端配1-2节软管，可以使其摆动方便。泵管从箱梁的一端布置到另一端，采用倒退浇筑，浇完一段后，拆除一节钢管，再接一软管，这样施工比向前接管法方便、快捷，且不易发生堵管，大大提高浇筑速度。

5.3混凝土浇筑

按设计规定在箱梁顶板开进人孔，泵管可从进人孔进入，用软管左右摆动。浇筑按：底板→腹板→顶板的顺序连续浇筑。箱内振捣，水平分层，斜面推进。即混凝土送料到位后，由人工在箱内用铁锹扒平，用振捣棒振捣密实，底板前进3-4m后，再浇筑腹板混凝土，待混凝土从内侧模板下部上翻时，用铁锹扒平，振捣密实后，用底板和下拐角模板盖住，防止进一步翻浆。此后可继续浇筑腹板，待浇至与底板混凝土平行时，再浇筑1-2m顶板，如此循环，直至完成全段浇筑，横隔梁位置的混凝土与箱体一同浇筑。

在浇筑底板和腹板时，一是要防止内模上浮，二是确保结合部位混凝土的密实度。可以通过下述方法解决：在内模安装时，把与内侧模板固定在一起的下拐角模板和底板用8#镀锌铁丝与底板钢筋固定在一起，即可有效防止上浮。为了保证底板和腹板结合部位的混凝土质量，在浇底板时，先不浇筑到下拐角模板处，待腹板混凝土翻出后再浇筑该处底板混凝土，并加拐角模板封住。

5.4振捣

腹板的振捣以附着式振动器为主，振捣棒为辅。附着式振动器按梅花形布置。布置密度结合振动器的频率和具体情况而定。附着式振动器对称振动，并控制好振动时间，只在浇筑混凝土的部位振动。底板和顶板采用插入式振动棒和平板式振动器联合振捣。

混凝土振捣过程中一定要布点均匀，振捣时间适当，并严格控制不能触碰到波纹管，防止波纹管振破漏浆。在锚头附近应特别仔细，保证不过振、漏振，保证混凝土密实。

在浇筑顶板时，要进行二次收浆，抹面拉毛，防止收缩裂纹。

6混凝土养护

混凝土浇筑完成收浆后，及时预以覆盖并洒水养护。覆盖时防止损伤或污染混凝土表面，养护用水与拌和用水相同，采用自来水。洒水间隔以使混凝土表面保持湿润状态为宜，养护时间一般为7天。

7孔道检查及清理

在梁体混凝土浇筑过程中及结束后，均应设专人对预埋波纹管孔道进行检查监护，如发现漏浆应及时采取措施，尽快制止泄漏，并对管内漏浆进行冲散并用高压风及时清理，保证孔道能正常使用并满足设计要求。

8模板拆除

当混凝土强度达到2.5MPa后，即可拆除外侧钢模。放松定位构件后，侧外模由人工利用倒链或小千斤顶拉出来，再由汽车吊配合吊运。内模由人工分块拆除，通过天窗运出梁体。

9预应力体系施工

9.1张拉程序

钢绞线张拉控制程序为：

0→初应力→100%σk（持荷2min）→锚固

9.2张拉原则

张拉钢绞线采用两端对称张拉，张拉顺序应符合设计规定。

A.应在梁体的两端同时张拉。

B.对称张拉应避免张拉时梁体截面呈偏心受压状态。先张拉靠近截面重心处的钢绞线，后张拉距截面重心较远的钢绞线。

C.张拉采用以应力控制为主，用钢绞线伸长量进行校核的双控张拉工艺。

D.所有张拉机具必须经校核检验合格，并在规定的使用周期内使用。

9.3张拉施工

A.安装锚环、夹片以及千斤顶等工作，为正式张拉做准备。

B.初始张拉：多根钢绞线的张拉，先利用单顶逐根调整钢绞线到设计张拉吨位的5%，避免在张拉过程中钢绞线受力不均。之后安装千斤顶，两端同时张拉钢绞线到初应力（设计张拉吨位的10%）。

C.正式张拉

a.分级张拉时的初始应力一般为设计应力的10%，第二级应力为设计应力的20%，这样在实测第二级和第一级之间的伸长量后，以便计算出初始应力的伸长量。

b.第三级到拉至100%设计吨位间的分级次数，可根据设计张拉吨位的大小、千斤顶的理论伸长量来确定，可按10%、30%、70%和100%的方法张拉。每级张拉时应把实际张拉吨位和实际伸长量做好记录，并与理论延伸量做比较。锁定钢绞线之前，张拉应由“应力～应变“进行双控，即实测钢绞线的伸长量和理论伸长量做对比，若在+6%误差范围内，在张拉应力达到稳定后锁定钢绞线，张拉结束。否则应检查复核张拉和测量伸长量的过程，查找原因。

c.每级张拉时，油泵操作应使拉力均匀缓慢上升，油压表不得有大范围的波动。一般使用不底于1.5级精度的压力表。千斤顶经标定，理论应力和实际应力误差不得超过5%。且油压表读数和千斤顶受力应力基本为一条比例直线。钢绞线张拉到位后，千斤顶回油锁定时也应缓慢均匀下降，不得直接回零。

D.断丝、滑移限制

每束钢绞线断丝滑丝控制数为1根；每个断面断丝之和不超过该断面钢丝总数的1%。

注：a.钢绞线断丝是指钢绞线内钢丝的断丝。

b.超过规定数量时，原则上应更换，当不能更换时，在许可的条件下，可采取补救措施，如提高其他钢绞线的预应力值，但必须满足设计上各阶段极限状态的要求。

E.施工中应注意安全工作，严格按操作规程进行张拉，避免造成伤害事故。

9.4孔道压浆

张拉完毕后，孔道应尽早压浆（一般不应超过14d）。

A.钢绞线张拉完毕后，应立即进行孔道内清洗。,清洗可用高压水或高压风。压浆前用清水冲洗孔道，使之湿润。检查灌浆孔、排气孔后进行孔道内压浆，为了使孔道内压浆饱满，水泥浆应符合下列要求：

a.水灰比应控制在0.4-0.45之间，可掺入不超过万分之一的膨胀铝粉。若为满足一定的工作性能，可掺入一定量的减水剂，水灰比可减小到0.35。

b.水泥浆的泌水率最大不超过4%，拌和后3h泌水率宜控制在2%，24小时后泌水应全部被浆吸回。

c.水泥浆稠度控制在14-18s内。

d.水泥浆自制备到灌入孔道的延续时间视气温情况而定，一般不超过30-45min。水泥浆在使用前和灌注过程中应经常搅动。

B.压浆

孔道压浆采用柱塞式压浆机，可以连续操作，并能以0.5-0.7Mpa的恒压作业，以防止浆内有气孔或压浆不密实。为使压浆饱满，不掺入外加剂时，一般采用二次压浆的方法施工。遵循由低往高压，两头往中间压的原则。主梁孔道很长，可采用接力压浆的方式施工。每个孔道压浆到最大压力后，应有一定的稳定时间，达到孔道另一端饱满和出浆，并供应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。

C、对于应预埋在梁内的锚具，压浆后先将其周围凿毛并冲洗干净，然后设置钢筋网和浇筑封锚混凝土，封锚混凝土的标号应符合设计要求。

D、压浆过程中及压浆后48h内，结构混凝土温度不应低于+5℃，否则应采取保温措施。当气温高于35℃时，应在夜间进行压浆作业。

E、孔道压浆应填写施工记录。

9.5封锚

齿块部位张拉完毕、压浆后将两端的锚垫板周围冲洗干净并凿毛，然后设置钢筋网、立模板、浇筑封锚混凝土，封锚混凝土的标号应符合设计要求。封锚混凝土浇筑后，静置1h-2h，带模浇水养护。