汪新立论文

汪新立

摘要：通过马平高速公路第十一合同段的东岗分离立交预应力砼连续箱梁的施工实例，对现浇箱梁的地基处理、现浇砼支架、荷载预压、预应力钢绞线伸长值计算及张拉等主要施工工序作一简要论述。

关键词：预应力 现浇箱梁 施工技术

1、工程概况：

东岗立交桥桥长492.97米，下部墩台基础为挖孔灌注桩基础，上部结构1-12孔为6孔一联的30米后张法预应力砼简支箱梁。13-18孔为现浇法施工的单箱双室预应力砼连续梁，梁高1.5米，半幅桥宽12.5米，该桥与109国道交叉里程K52+572.251，斜交角度30。，109国道被交处里程为K10+243.2，现浇箱梁主要工程数量：C50砼1917立方，普通钢筋240吨，后张法预应力钢绞线53吨。

2、施工工艺：

考虑该桥为陆上立交桥，现场条件不具备改路条件，故该桥跨109国道一孔现浇梁采用门式支架，上铺工字钢，再铺设方木、

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木胶模板浇筑箱梁砼，门式支架下部净空为45米，以利下部正常通行车辆，其余各孔均采用碗扣式满堂脚手架法施工。其上横向、纵向铺两层方木。

2.1、施工准备： 2.1.1、原地面地基处理：

考虑到桥孔下原地面地形在线路前进方向上地形变化大，将一孔或几孔范围内的原地面用机械整平， 40吨振动压路机充分压实，其上换填60公分厚砂砾石，分两层填筑，40吨振动压路机充分压实，横桥向换填宽度29米，台阶处用M10浆砌片石砌筑，支架立杆底座下垫普枕，普枕下垫碎石，立杆纵、横向间距均为90㎝。施工期间，因换填平整场地及施工安全的原因，将二条既有112米长的灌溉水渠，改为标准浆砌片石水沟，另外支架使用期间内在处理范围内开挖排水沟，防止脚手架范围内的地表积水，引起脚手架不均匀沉陷。

2.1.2、满堂脚手架及门式支架施工

1具体布置方案，除跨109国道外的几孔现浇梁均采用碗扣○

式满堂脚手架法施工，纵横向立杆间距均为90公分，横杆步距1.2米，上下设可调顶托及可调底座，支架地基处理好以后，沿

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桥梁纵向按90㎝间距安放枕木，安放立杆可调底座，然后将立杆插在其上，立杆采用3米和1.8米二种不同长度相互交错，参差布置，上面各层均采用3米长立杆接长，顶部再用其它长度立杆找齐，避免立杆接头处于同一水平面上。

装立杆时应及时设置扫地横杆，将所装立杆连成一整体，保证立杆的整体稳定性，立杆同横杆的连接用碗扣接头锁定，连接时，先将上碗扣滑至限位销以上并旋转，使其搁在限位销上，将横杆接头插入下碗扣，待应装横杆接头全部装好后，落下上碗扣并预锁紧。

碗扣式脚手架的底层组架最为重要，其组装的质量直接影响到整架的质量，因此要严格控制搭设质量，当组装完两层横杆后，检查并调整水平框架的直角度和纵向直线度，其次应检查横杆的水平度，并通过调整立杆可调座使横杆间的水平偏差小于1/400*L，同时逐个检查立杆底脚，并确保所有立杆不浮地松动。

跨109国道处下部支墩仍采用碗扣式脚手架，立杆间距30公分，横杆步距1.2米，砼支墩宽度均为150公分，支墩上部托梁采用36根I56b工字钢及12根I40a工字钢。桥下设双向车道，同时满足现浇梁下行车道宽*高（4.5*5米）的净空要求，支墩基

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础浇筑C20砼，一道基础尺寸为150*5400*50公分，以满足施工需要，施工前，设置行车限速标、禁超标及前方施工警告标，以引起过往车辆及人员的注意。

根据现场的实际情况，右幅第一施工阶段为二根独柱墩支承，考虑到安全因素，张拉完毕后，脚手架根本无法拆除，必须待整幅现浇梁全部施工完后，方可拆除全部脚手架，进行左幅施工，从而加大了脚手架的一次性投入数量和占用时间。全桥现浇梁支架检算结果如下： 2、支架检算： ○

梁上荷载按最不利情况考虑，跨109国道处门式支架上的砼断面积为6.795平方米，满堂脚手架处砼断面积为7.125平方米。 （1）、门式支架处检算： 其中上托梁工字钢检算：

箱梁砼自重：(6.795*25000)/17=9993N/m 其它施工荷载：5.5*0.47=2585N/m

5ql4 f工==0.01m<[f]=0.0245m

384EI

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ql260MPa<w145MPa W=8Wx中间支墩立柱检算：

砼自重：6.795/cos30。*25000*11=3737.2KN 其它施工荷载：5*11*25=1375KN N立杆=5112/200=26KN<[N立杆]=30KN (2)、满堂式支架处检算： 上方木：

砼自重：7.125*25*0.6/8=13.359N/mm 其它施工荷载：6.5*103*0.6=3.9N/mm 故：W6ql29MPa[W]11MPa 28bh5ql4f1.4mm 384EI下方木：

砼自重：0.5*13.359*0.9=6KN 其它：0.5*6.5*0.6*0.9=1.8KN

WPL9MPa[W]11MPa 4Wxpl3f1.14mm 48EI

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立杆：

砼自重：7.125*25/8*0.9*0.9=18KN 其它：5*0.9*0.9=4KN 总计：22KN<[N立杆]=30KN

2.1.3、现浇梁模板预拱度

为正确的设置支架预拱度，采取预压的方式消除支架的非弹性变形及地基基础的沉陷，预压材料采用砂袋，预压荷载数值取梁体自重的1.2倍，为了准确测出整跨的沉降情况，每跨布置观测点数不少于9个，预压前对所有点进行观测，预压后每两小时观测一次，直到各测点均不再沉降为止，沉降值稳定后，分层卸载，全部卸载并测量各点标高，计算出支架和地基的弹性变形量，以便确定支架、模板准确的预拱度。

2.2、现浇梁施工： 2.2.1、模板施工：

现浇箱梁外模均采用1.8cm厚木胶板，支架支承模板采用一横一竖两层8*12cm方木支承，横向间距90公分，安放在支架上承托上，纵向间距60公分。见下图《满堂式脚手架横断面布置图》。内模采用组合钢模板。

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2.2.2、钢筋绑扎： 为了减少支架上的钢筋绑扎工作，钢筋预先在工厂或桥梁工地制成平面或立体骨架，制作钢筋骨架时，须焊扎牢固，以防在运输和吊装过程中变形。主钢筋接长宜采用闪光对接焊，接头应尽量避免置于跨中及支点附近。

2.2.3、砼施工：

砼采用2台JS500强制式拌合机拌合，50立方米/小时砼输送泵输送，另备用二台20吨吊车应急。砼采用插入式振动器振捣，砼浇筑时需做5组抗压试件，以利检验张拉及拆模时间，现浇箱梁全断面砼分两次浇筑成型，第一次浇筑到上翼缘倒角处，浇筑下阶段混凝土时应凿毛洗净，以使新旧混凝土充分粘结。第二次浇筑剩余部分，混凝土浇筑过程中，应避免振捣器碰撞波纹

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管及各类预埋件。砼浇筑采用水平分层、斜向分段连续浇筑方式，从梁的一端向另一端推进。上层混凝土必须在下层混凝土初凝之前覆盖，以保证接缝处混凝土的良好结合。混凝土浇筑完成后，应在收浆后尽快予以覆盖和洒水养护。

2.2.4、预应力施工： 1）、张拉设备的选择： 千斤顶所需用的张拉力

NKnAK

其中：n—每束钢铰线的根数；本桥为12根/束；

A— 该批每根钢铰线的截面面积；一般φ15.24取为

140mm2;

σK—钢铰线锚下控制应力，0.75*1860MPa=1395MPa; 代入上式得234吨，考虑到张拉设备的的可靠性及锚具夹片的预应力损失而引起的超张拉取1.5的安全系数取用YCW350A的千斤顶。

2）、预应力钢铰线理论伸长值的计算：

LPL

EgAg其中：L--每根钢铰线的理论伸长量（mm）

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P--每根钢铰线的平均张拉力(N)

L--每根钢铰线的分段计算长度(mm)

Eg--该批钢铰线实测弹性模量(MPa) Ag--该批钢铰线实测截面面积(mm2)

P1ekx平均张拉力P

kx其中：P--每根钢铰线的平均张拉力(N)

P—每根钢铰线张拉端锚下的张拉力(N) k—孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数 μ—预应力钢铰线与波纹管孔道的摩擦系数

x—分段计算时为分段起点至分段终点的空间长度(m) θ--分段计算时为分段起点与分段终点切线的夹角之和，对于既有平曲线又有竖曲线的空间孔道平2竖2包含角。（弧度）

伸长量计算时需注意以下几点：对于既有平曲线又有竖曲线的预应力钢铰线必须分段计算后累加求得，对于一端张拉的钢铰线由张拉端计算至锚固端就可以了，而两端张拉的对于两张拉端对称的钢铰线只计算一半乘2就可以了，理论伸长量两端的数值相等，而两端张拉的两张拉端不对称的钢铰线应从两张拉端往中

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间计算至中间一点张拉力相等时而分别确定两端的理论伸长量，两张拉端的理论伸长量一定不相等。

预应力孔道波纹管现场就地卷制而成，施工时波纹管每孔道每个最高点留出一道排气孔，排气孔管与波纹管结合处要贴好胶带，严防进浆。钢绞线长度较大时，可考虑一端用卷扬机牵引，一端用人工推送的方式穿束。

箱梁砼达到设计强度的90%后方可张拉预应力筋，张拉千斤顶采用YCW350A型千斤顶，预应力张拉采取“双控”，锚下张拉控制应力σk=1395MPa，而实际操作时，因千斤顶限位器及夹片回缩的影响，必须超张拉，实测钢束伸长量等于初应力以上的实测伸长量加上初应力以下的理论伸长量，预应力钢铰线张拉时控制实测与理论伸长量的偏差不超过6%，考虑到张拉千斤顶最大行程为20公分，而钢绞线理论伸长量有大于该值的情况，故千斤顶必须回油张拉至少两次，方可达到张拉控制应力，而此时伸长量的测量不能在钢铰线上刻划，而必须通过计算的方法得出钢绞线与千斤顶油压表的对应关系，从而控制预应力钢铰线张拉，钢绞线张拉顺序：先中层束——上层束——下层束，同类束左右两侧对称张拉。在预应力作业中，必须特别注意安全，在任

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何情况下作业人员不得站在预应力的两端，同时在张拉千斤顶的后面应设立防护装置，预应力张拉后24小时内进行孔道压浆，灰浆强度50号，水灰比为0.4，最大泌水率不得超过3%，泥浆稠度控制在14—18秒之间，压浆时应从最低点的压浆孔压入，由最高点的排气孔排气和泌水，水泥浆掺入高效减水剂，可采用一次压浆的方法，最大压力宜为1Mpa，关闭出浆口后，应保持不小于0.5Mpa的压力持续2分钟。压浆后三天内不得切割钢绞线及碰撞锚具。

3、体会和建议

3.1、现浇砼箱梁施工中的地基处理及下部支架是关键，必须经过检算方可安排施工，安全系数取为1.2—1.5，同时应考虑雨水对地基的影响，如有跨越既有线的尚应考虑限界的因素。

3.2、整个箱梁断面的浇筑次数尽量选在上翼缘板的倒角处，否则影响成品梁的外观质量。

3.3、设计给定的预应力钢铰线伸长量参考值为控制应力时的伸长量，且与实测值偏差较大，现场张拉前必须逐根钢绞线复核，建议采用计算机计算。

3.4、预应力施工是技术含量很高的一道工序，参与人员都必

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须掌握要领，操作前应进行培训，且必须有一经验丰富的技术人员在场。

3.5、执行各项安全管理制度和安全操作规程，预应力张拉是一项很危险的工序，事先对操作人员加强安全教育，张拉时正对箱梁两张拉端不要站人，测钢铰线时人员要站在张拉端的侧面。

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