1、探究后张法现浇预应力箱梁起拱与下挠的施工控制摘要：加强后张法现浇预应力箱梁起拱与下挠的施工控制的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对后张法现浇预应力箱梁起拱与下挠的施工控制进行了研究，具有重要的参考意义。 关键词混凝土; 箱梁; 预应力; 起拱; 下挠; 施工控制 中图分类号：U448 文献标识码： A 文章编号： 1 工程概况 某大桥接线工程 A02 合同段起点桩号为 K8 +700，终点桩号为 K12 + 795，路线全长 4. 95km。其中含主线桥梁 2 座，均为跨河中桥，互通主线桥 1 座，分离式立交主线桥 1 座，主线桥梁总长 650. 6m;设置互通内匝道桥梁 2
2、座，总长 58. 06m。 匝道桥虽然采用较常规的满堂支架现浇预应力连续箱梁，但在施工工程中，某些关键细节经常被大家忽视，从而严重降低了桥梁的使用寿命。 2 配合比设计 2. 1 混凝土配合比设计技术路线 1) 采用高性能混凝土设计理念 配制具有良好体积稳定性的高性能混凝土，确保桥梁混凝土整体受力均匀，避免混凝土局部缺陷造成混凝土收缩徐变不均或过大的情况发生。 2) 混凝土弹性模量及收缩徐变 将弹性模量控制在适当范围，降低混凝土收缩徐变，最大限度地减少预应力损失，抑制混凝土过大的起拱或下挠。 3) 原材料 选择适宜的碎石颗粒级配、最大粒径以及混凝土的坍落度、流动度，降低混凝土单方水泥用量、用水
3、量和砂率，确保混凝土工作性能、强度、刚度、匀质性好、收缩徐变小。 4) 混凝土性能 设计合适的含气量、凝结时间，使配制的混凝土有利于施工，提高施工质量，降低混凝土开裂风险，提高混凝土耐久性。 2. 2 混凝土原材料选择 1) 水泥 选用 P?O42. 5 级 水 泥，其 性 能 指 标 为: 密 度 3. 04g / cm3，比表面积 330m2/ kg，标准稠度用水量 27. 8% ，初凝时间 160min，终凝时间 225min，安定性合格，7，28d 强度分别为 28. 0，47. 5MPa。 2) 粉煤灰 选用级灰，其性能指标为: 细度 15. 0% ，需水量比 103% ，烧失量 1
4、. 26% ，SO3 含量 2. 02% ，含水率 0. 2% 。 3) 砂 选用中砂，该砂有害杂质少、颗粒形状好，质地坚固，其 性 能 指 标 为: 细 度 模 数 2. 7，表 观 密 度 2. 610g / cm3，堆积密度 1. 530g/cm3，空隙率 42% ，含泥量 0. 5% 。 4) 碎石 选用 5 25mm 连续级配碎石，该石灰石的坚固性好、颗粒形状好、针片状少、空隙率低，其性能指标为: 级配良好，表观密度 2. 720g/cm3，堆积密度 1. 530g / cm3，空隙率 44% ，压碎值 14. 3% ，针片状含量 3. 8% 。 5) 拌合水 采用地下水，经检验各项
5、指标符合混凝土拌合用水JGJ632006 相关要求。 6) 外加剂 采用聚羧酸盐系高性能减水剂，该外加剂减水率高，性能稳定，与水泥适应性好。 2. 3 混凝土配制 按照混凝土耐久性设计与施工指南 ，经过大 量的混凝土配合比设计、试拌和优化调整，最后确 定箱梁混凝土配合比( kg/m 3) 为: 水泥 粉煤灰 砂碎石 水 外加剂 = 450 40 716 1 074 160 4. 6; 其混凝土性能指标为 : 初始坍落度 200mm，1h 后坍落度 180mm，密度 2 430kg/m3，含气量 2. 8% ，7，28d 弹性模量分别为 3. 63 104，3. 87 104MPa，7，28d
6、强度分别为 53. 3，63. 5MPa。 2. 4 孔道压浆浆液的配制及性能 在预应力桥梁后张法施工中，由于施工人员对浆液的作用认识不足，经常出现浆液的配制性能和施工控制不好。主要表现在浆液的匀质性较差、泌水严重、收缩大、强度低，预应力筋在高应力作用下产生较大应力损失，严重的导致预应力筋锈蚀，使桥梁结构的刚度降低、挠度过大，桥面开裂严重，耐久性差，甚至出现预应力失效导致桥梁垮塌。因此配制高强度、大流动度、无收缩、无泌水的浆液至关重要。 2. 4. 1 设计要求 本项目设计图纸对浆液的要求为: 强度等级 50MPa，稠度 14 18s，泌水率 3% ，24h 自由泌水率为 0。 2. 4. 2
7、 材料及配合比设计 采用材料包括: 水泥 采用 P?O42. 5 级水泥，方便前场施工计量及浆液质量控制。灌浆剂采用复合灌浆剂。浆液配合比 通过试配调整优化，确定满足设计要求的浆液配合比( kg/m3)为: 水泥 水 灌浆剂 = 1 262 450 188。 2. 4. 3 浆液性能 后 张 法 孔 道 压 浆 浆 液 性 能 指 标 为: 稠 度 14. 55s，7，28d 强度分别为 55. 8，74. 2MPa，泌水率和膨胀率都为 0。 3 施工过程控制 3. 1 钢筋、预应力安装施工 1) 钢筋施工 应选用合适规格、型号和与梁体同强度等级的细石混凝土保护层垫块，按设计要求进行布置，尤其
8、是底板和顶扳钢筋的安装绑扎和定位施工是保证钢筋骨架的稳定、保护层合格以及各部位钢筋充分发挥其功效，降低混凝土在张拉施工过程中发生过大起拱和下挠的有效措施。也是保证结构耐久性和使用寿命的必要条件。 2) 预应力系统安装施工 该工程现浇箱梁跨度大，并有一定的弧度，波纹管和锚垫板位置安装需精确定位，确保张拉后的应力能均匀传递到整个混凝土梁体结构上，减少锚具、夹片、垫板的应力集中甚至破裂情况的发生，提高桥梁结构的整体性。 3. 2 混凝土生产与布料 1) 原材料控制 由于混凝土原材料质量每批均存在一定的波动，材料进场时应将原材料质量控制在可控范围内，尤其是骨料的颗粒形状、级配和含泥量等更为重要，是配制
9、高性能混凝土的重要措施，对混凝土的收缩、徐变影响尤其突出。 2) 混凝土生产 严格监测粗、细骨料的含水率变化情况，及时对施工配合比进行相应调整，保证混凝土性能满足设计要求，加快混凝土浇筑速度，确保混凝土结构整体质量均匀。 3) 混凝土施工 混凝土施工时应严格控制布料位置和厚度，是杜绝采用振捣棒赶料造成混凝土质量不均匀和振捣不密实的必要措施，确保混凝土在后期张拉过程中不发生不均匀变形。 3. 3 预应力施工 1) 张拉荷载控制 按照设计要求控制张拉力，根据钢绞线数量计算总的伸长量，进行张拉力和钢绞线伸长率的双指标控制。 2) 张拉设备控制 张拉前应根据前期应力计算选择合适的油压表和千斤顶，并对油
10、压表和千斤顶进行配对编号及检定。 3) 张拉施工控制 根据检定证书提供的千斤顶压力与油压表关系式计算控制张拉力对应的油表读数，将配对的千斤顶和油压表及控制读数作成标识牌挂在油泵操作员的正对显眼处，防止施工过程中出现超张拉和欠张拉的情况，避免超张拉对混凝土结构的起拱度大和欠张拉，从而对混凝土结构形成下挠的影响。 3. 4 孔道压浆 本工程严格按照设计和规范施工，在预应力束张拉完后，立即进行孔道压浆。采用高速搅拌机制浆、灌浆泵压浆的施工工艺，压浆时浆体中的微沫浆及稀浆在压力下率先流出浆端，待稠浆流出后，确认管道已压满，关闭出浆阀，控制压力0. 5MPa 并持续 2min，确保浆液压注饱满后，压浆方
11、能结束。匝道现浇箱梁浆液设计强度等级为 C50，经实测得强度平均值为 63. 1MPa，最小值为 58. 4MPa。4 结果分析通过张拉前后观测数据分析，发现其中两跨跨中的最大起拱度为 5mm，其余部位的起拱度均较小，而 0 号台左和 2 号墩右处出现 1mm，这可能跟观测误差和仪器误差有关，但均处于合理范围内。 5 结语 1) 针 对 跨 度 为 40m 的 现 浇 箱 梁，设 1. 5 2. 5cm 的预 拱 度 能 有 效 地 控 制 现 浇 箱 梁 的 下 挠问题。 2) 针对跨度为 40m 的现浇箱梁，预应力筋的安装定位应精确到 1cm，有效控制了张拉起拱度过大。 3) 孔道压浆的充
12、盈度是保证预应力均匀分散传递到整个箱梁结构物和防止应力松弛导致箱梁结构物下挠的关键，因此浆液的充盈度必须满足规范要求。 4) 混凝土配合比设计中的水泥用量、总胶凝材料用量、用水量、粗骨料用量及力学性能的合理选择是减少混凝土收缩、徐变的关键因素。 参考文献: 1戴明逊 大跨度预应力混凝土箱梁防范质量通病对策J 世界桥梁，2007( 2) : 72-74，77 2刑云，吴迅 关于大跨预应力混凝土箱梁桥长期下挠的探讨J 结构工程师，2007，23( 5) : 22-24，40 3陶建飞，李青 桥梁工程混凝土现场施工质量控制J 施工技术，2012，41( 10) : 22-25，35 4白平，陶建飞，赵潇文，等 崇启大桥 50m 箱梁冬季超早强高性能混凝土配制技术J 施工技术，2012，41( 10) : 18-21
