总干渠特大桥预应力砼箱梁施工[1]

王保良 白国艳 候孝兵

（四处八公司磴巴项目部）

摘 要

黄河总干渠特大桥是丹拉高速公路磴巴（磴口到巴拉贡）段的重点工程，上部结

构为7×25m+4×6×35m预应力砼箱梁。本文介绍了该桥预应力砼箱梁的施工过程及施工工艺。

关键词 特大桥 预应力砼箱梁 施工 1 工程概况

总干渠特大桥全长1024米，桥高14.5米，宽26米，上部为7×25m+4×6×35m预应力砼箱梁，先简支后连续。该桥一桥四跨：跨东风渠、跨110国道、跨包兰铁路、跨黄河总干渠，是磴巴线的控制性工程，工期短施工干扰大是该桥的施工特点，本文将介绍该桥预应力砼箱梁的施工过程及施工工艺。 2 施工准备

2.1 地基处理与预制台座施工

认真而详细的对制梁台座进行设计验算，采用轻型贯入触探仪实测地基承载力，并进行缜密的基础验算保证台座不发生下沉和断裂，当梁体张拉出现拱度后处于简支状态，所有重量集中在台座两端，为防止台座受弯断裂，在台座两端下设刚性扩大基础来承受梁体压力；因该处地质条件为粉细砂层承载能力较差，故夯填碎石15厘米以提高地基承载力。 2.2 模板设计及加工

2.2.1 底模构造

底模为40㎝厚条形预制砼台座，表面用高标号砂浆精平，上面铺5mm钢板作为面板。台座边缘用<50×50角钢包角，以保证整个台座在施工过程中不被损坏。根据设计文件要求台座设20㎜预拱度。台座施工完毕以后对台座进行全面复核，台座侧面平直度控制在3mm以内，表面高差，横向、纵向坐标误差及表面平整度控制在2mm以内。

2.2.2 侧模构造

端模、侧模采用定型钢模板，外模分7节，采用4mm钢板做面板，加劲胁采用75×75角钢及扁钢冲压焊接。内模分数4节，顶板、底板及倒角采用4㎜钢板焊接加工，腹板处采用组合钢模拼装，这样既经济又节约时间。每节之间采用M12螺栓整体连接，拼缝处设有橡胶条。加工时保证结构各部形状、尺寸准确、板面平整、接缝严密、拆卸方便。 2.3 钢筋的加工

钢筋进场后按不同钢种、等级、牌号分别堆放，挂牌以便区分。下料前进行调直和除锈，按设计文件要求进行下料和加工。加工好的钢筋分别按编号分类堆放，并挂半成品标识牌加以标识。

2.4 水泥、粗细骨料的选择

选用银川赛马52.5R普通硅酸盐水泥，复检合格，性能稳定，并附有出厂合格证明；细骨料选用级配良好，质地坚硬的水洗中砂；粗骨料选用极配良好，质地坚硬粒径5—25㎜碎石。为保证实体质量，缩短模板及台座的周转时间，改善砼的和易性，掺加UNF-5型高效早强减水剂，掺量为水泥用量的0.75%。科学合理选用砼配合比，砼坍落度为11—15㎝。 2.5 预应力筋、锚具及张拉机具的准备

根据设计要求选用ASTA416—97a270级高强低松驰фJ15.24mm钢绞线，选用GBM、GVM型锚具。张拉机具与锚具配套使用。根据锚具要求选用YCJ100型千斤顶和高压油泵，压力表选用0—60Mpa量程。千顶、油泵、压力表配套进行标定。 3、施工要点及工艺流程

3.1 工艺流程。见图一、图二 3.2 施工要点

3.2.1 钢筋工程

a.按设计图纸在预制台座上弹出钢筋间距墨线,将加工好的钢筋在台座上制作成笼,按规范要求绑扎钢筋。

b.为保证钢筋保护层厚度和截面尺寸,在钢筋与模板之间,外模与内模之间用钢筋棍支撑,以确保模板位置准确。

c.钢绞线根据构件孔道长度、张拉机具型号确定下料长度L=L0+2L1（L0为孔道长度，L1为千斤顶工作长度），采用切割机进行切割，切口的两侧各5㎝处先用细铁丝绑扎，然后再切割，以防散开。

d.钢绞线编束应使各根钢绞线保持平直，不发生交叉扭结现象，编束后编号存放并作好保护工作。波纹管在腹板钢筋绑扎完之后穿入同时做好波纹管定位工作，横纵坐标准确，直线段1m一道曲线段0.5m一道用井字筋进行固定。波纹管与锚垫板用三层胶带缠紧，以防漏浆，波纹管连接采用大一号长30㎝波纹管套接，并用胶带密封，相邻孔道接头要错开。螺旋筋要紧贴锚垫板，波纹管、锚垫板及螺旋筋要同轴。

工艺流程图 图1

底模除锈涂油 绑扎底板、腹板钢筋 安装波纹管、穿钢绞线 安装侧模及内模 绑扎顶板钢筋 检 查 验 收 拌制、运输砼 浇筑混凝土 拆模、养护 检查张拉设备 张拉预应力筋 孔道压浆、封锚 起 吊 储 梁 钢 绞 线 检 验 压水泥浆试块 工艺流程图 图2 制作水泥浆试块 压混凝土试块 制作混凝土试块 钢绞线编束

钢绞线下料编束 波纹管定位 支模固定锚垫板 钢 绞 线 穿 束 浇筑梁砼 混凝土强度达到90% 构 件 检 查 清 理 锚具的检验 锚具、夹片安装就位 安装工具锚

张 拉 初 应 力 控制应力（量伸长值） 顶 压 工 作 锚 千斤顶卸载

清 洗 孔 道 压 浆 安 装 千 斤 顶 封 锚 张拉设备检验 e. 在浇筑混凝土前，要对安装好的钢筋、波纹管及预埋件由专人进 行检查，确认数量位置准确无误后方可施工。 3.2.2 模板工程

a.安装前模板刷好脱模剂。

b.在底板及腹板钢筋绑扎完后，将加工好的并经检验合格的整体钢模在台座上进行安装。

模板安装顺序为：先安装侧模，再安装内模，从模板的中心向两端对称按序号拼装。 c.安装侧模：侧模与预制台座间接缝处用5㎜厚泡沫垫好压紧，侧模底部与顶部设螺栓拉杆固定。外模与外模间设横向内撑杆固定，以保证模板几何尺寸和板整体稳定。内模顶部用100㎜槽钢焊接φ40㎜钢管制成的压杠压住，两端用螺栓与侧模连接间距为1.5m，以防内模上浮。内模与底模、内模与侧模之间用钢筋棍支撑以保证底板和腹板厚度。 d.锚端模板采用8mm钢板与端垫板用螺栓连接，以保证锚垫板的正确位置，并用纸包缠在外面的钢绞线上，以防砼浇筑时污染钢绞线。

e.模板安装完后，对位置、截面尺寸、预埋件、锚垫板、预留孔道及整体稳定进行检查，合格后方可浇筑砼。

3.2.3 砼施工

a.拌制砼前，对各种衡器进行检测，各种原材料进行复查，看是否与配合比通知单上材料相符，并测定骨料含水率，调整施工配合比，符合要求后，开始进行砼搅拌，为保证外加剂的均匀性，适当延长拌合时间。

b.砼浇筑施工必须一次性连续完成，为了保证这一点，我们备用了两台拌合机和一台发电机，随时处理突发情况。灌注顺序为先浇底板，随后浇腹板和顶板，前后之间距离相隔3—5m，

从一端整体推进。腹板砼浇筑采用斜向分层，每层厚度不大于30cm。顶板用插入式振动棒振捣，为了保护腹板中波纹管，腹板用附着式振动器与插入式振动器相结合振捣。底板的砼原则上是靠砼自身的流动性及腹板的振动和腹板砼产生的侧压力来充满和密实，同时为保证底板砼灌满在顶板底模和底板顶模上对应每隔1m开了一个20㎝×20㎝的窗口，平时用可活动的钢板盖上,当底板灌筑有困难时在此下料并用插入式振动器捣实后再盖上，以防因腹板振动时间过长而使砼表面形成水纹而影响梁体外观质量。浇筑顺序如图三。 顶板 每层30㎝ 腹板 底板

3—5m 图三 浇筑顺序图

c.砼浇筑时在预应力筋锚固端及钢筋密集部位和顶板齿板后部应特别注意振捣保证密实。应避免振捣棒碰撞波纹管、预埋件和模板，经常检查模板位置尺寸，发现异常情况及时纠正。并在砼浇筑过程中，经常抽动钢纹线，防止波纹管漏浆，堵塞管道。

d.砼浇筑时，当腹板灌满后开始拆去内模压杠浇筑顶板砼，后面有专人收浆抹面；当顶面砼初凝后开始用钢刷刷毛，以刷去砼表面浮浆露出石了子为准。终凝后就开始满铺麻袋，浇水养护，养护不少于10天。 e.24小时后方可拆除模板。 3.2.4 预应力施工 a.张拉机具

千斤顶、油泵、压力表配套标定后，由专人使用和管理，并经常维护，出现异常情况应重新校验。

b.张拉施工

1)、当砼强度达到设计强度90%以上时，检查孔道是否畅通，锚具与端部锚垫板接触处的毛刺、砼残渣、锈、油污清除干净。

2）、张拉原则

锚具的位置与孔道中心对正，当不垂直时，可在垫板下加斜垫板，调整准确，张拉时采用两端同时对称张拉，钢绞线在张拉控制应力达到稳定后，方可锚固。 3）、张拉程序 0 初应力（10%） 控制应力（100%，持荷3min） 顶压锚固

顶锚时为了尽可能减少应力损失，应先在一端顶锚，另一端经补足张拉吨位后再顶锚。 4）、张拉力的校核

预应力筋张拉时控制应力和伸长值进行校验，实际伸长值与理论值相差应控制在-5%——+10%之内，否则应暂停张拉，查明原因并采取措施加以调整后再继续张拉。 张拉顺序：遵循“对称均衡”原则进行经拉。 张拉形式：二端张拉

5）、钢绞线张拉

（1）将检查合格的锚具清洗干净，将两片夹片均匀对称嵌入垫板的锥孔内；夹片放入后，随即用一根6分铁管套在钢绞线外，一端顶紧夹片另一端用小锤轻击，使夹片紧钢绞线，夹片外露长度应整齐一致，切忌用力过大，以免打坏夹片。

（2）安装千斤顶，先检查工作锚安装是否合格，允许后安装好限位板和千斤顶，并将千斤顶大缸先伸出2cm，将钢绞线夹紧，为了便于松开工具锚，工具锚环可涂上少量石蜡。 （3）张拉伸长值的量测：采用两端同时张拉，钢绞线的伸长量可由千斤顶的活塞伸出量量出，当张拉力达到初应力时，此时量出的作为初始长度。张拉到100%，再测一次活塞伸出量，钢绞线每端的伸长量即为活塞伸出长度之差，整个钢绞线的伸出量等于两端伸长量之和。 （4）钢绞线在锚固阶段回缩量的测量，在钢绞线张拉时可量出钢绞线端头至垫板间距离，

加上实测伸长值。工具锚至工作夹片间钢绞线伸长值之和L1与锚固后钢绞线端头到垫板间距离L2，求出回缩量L=L1＋L2。

6)、张拉过程中注意事项 （1）、千斤顶行程不可超过最大行程； （2）、钢绞应无锈，表面泥浆应洗刷干净； （3）、张拉至设计拉力后静停，若发现油压表指针下降应补足，然后再锚固； （4）、张拉锚固后，在每根钢绞线上做好记号，来观察钢绞线的稳定状况。 7）、张拉时的质量控制

(1)、线伸长值超规范要求时，可以重新测定预应力筋的弹性模量，或重新计算伸长值和核实实测数据。

⑵ 、张拉时听到有响声且指针突然下降，则标明有断丝的发生。若断丝超过规范要求根数，要将钢绞线取出，换入新的钢绞线重新张拉。 ⑶

、两端伸长值不一致时可能是由于张拉不同步或漏油，要加强现场指导使两端张拉同步同时注意检修油泵及油压管等设备。 8）、张拉时要做好张拉记录 3.2.5 孔道压浆及封锚 a. 孔道压浆

在预应力筋张拉完毕后，用早强水泥砂浆将锚具周围封严以防压浆时漏浆，停10小时左右，观察预应力筋和锚具稳定后，即可进行孔道压浆。锚具本身具有压浆孔，压浆时一端作为灌浆孔，一端作为排气孔。

压浆的水泥浆水灰比控制在0.35左右，且掺加0.5%的UNF—5高效减水剂，提高水泥的流动性，先将孔道用水冲洗干净，压力水从一端压入，从另一端排出，孔道的两端一端接压浆嘴，一端接阀门。压浆前水泥浆应过2.5㎜×2.5㎜的细筛后，才能压浆。先将压浆泵试开一次，运转正常并能达到所需的压力时，才能正式开始压浆。压浆时灰浆泵的压力控制在0.6~1.0Mpa。压浆从一端开始，当另一端压出的灰浆比较浓稠时，可将阀门关闭，并且继续压浆。当孔道压浆至0.7MPa后，稳压3min，再从压浆孔拔出喷嘴，立即将阀门关闭。在压浆中途发生故障，不能连续一次压满时，应立即用压力水冲洗干净，故障排除后继续压浆。水泥浆按规范制作试块，并做好压记录。 b.封锚

总干渠特大桥箱梁仅在非连续端封锚，压浆后将其周围冲洗干净，凿毛、支模板、绑扎钢筋、浇筑封锚混凝土，封锚混凝土应仔细振捣密实，严格控制梁体长度。

4 结束语

在总干渠特大桥预应力混凝土箱预制施工过程中，采取了科学合理的施工工艺和质量保证措施，使该桥的实体质量和外观质量都取得了良好的效果,得到业主的好好评，为企业赢得了信誉。