预应力混凝土连续箱梁施工技术及质量控制探讨

预应力混凝土连续箱梁施工技术及质量控制探讨

摘要:随着科学技术的发展，对桥梁工程建设的要求也不断提高，预应力混凝土连续箱梁技术被广泛的应用于桥梁工程中。本文结合预应力混凝土连续箱梁工程实例，针对施工难的特点，探讨了混凝土施工技术及其质量控制要点，为该技术的应用提供一定的参考。

关键词:连续箱梁；混凝土；施工技术；质量控制

随着社会的进步和科学技术的飞速发展，越来越多的新技术、新工艺不断涌现，预应力混凝土连续箱梁以其结构整体性好、跨径大，抗震能力强、造型美观等特点广泛应用于桥梁工程当中。但预应力混凝土连续箱梁施工工序较多，质量控制难度大，因此，对预应力混凝土连续箱梁施工技术及其质量控制进行探讨很有必要也很有意义。

1 工程概况

某桥梁工程，全长963m，其中Ⅱ标段采用32+48+32(m)预应力混凝土连续箱梁，为单箱单室等高度斜腹板箱形截面，全长113.3m，混凝土总方量1480m3，为C50高性能混凝土。箱梁高3.115m(含梁面加高平台65mm)，梁面采用三列排水，顶宽12.0m，底宽5.4m，顶底腹板均采用变截面。预应力体系采用纵向预应力，顶底腹板共设76束，另设4道通长备用管道。

2 混凝土施工技术

2.1 混凝土浇筑顺序

本连续梁混凝土共1480m3，需连续浇筑，一次成型。混凝土总的浇筑原则为:纵向分段、横向对称、水平分层、一次成型。使用4台混凝土泵车分别站位于4个桥墩旁边的施工便道上，将梁面沿纵向分为4个工作面平行作业，且作业半径互相重合，以使混凝土直接沿泵管顺利到达箱梁各部位，提高浇筑效率，如图1所示。

图1 混凝土纵向浇筑平面示意(单位:m)

混凝土纵向浇筑顺序:浇筑底腹板时，各泵车在本作业区内按环形沿两腹板循环水平分层布料，每层30cm。浇筑顶板时，从北京端向上海端进行浇筑。加高平台混凝土由1～4号泵车依次接力浇筑，同时使用整平机紧随其后整平。为便于梁面整平，需依次放慢2～4号泵车浇筑顶板的速度，防止顶板混凝土浇筑时间过长造成收面困难。

混凝土横向浇筑顺序:浇筑先从箱梁下倒角开始，从腹板直接下料。待腹板

混凝土高于下倒角约50cm后，从混凝土浇筑临时窗口进行底板料补充。最后进行腹板上部分和顶板、翼缘板混凝土浇筑(见图2)。

图2 混凝土横向浇筑示意(单位:cm)

2.2 混凝土振捣工艺

底腹顶板及中横隔墙混凝土振捣使用插入式振动棒。端横隔墙由于钢筋密集、锚穴众多，为便于混凝土流动及振捣密实，以插入式振动棒为主，以高频附着式振动器为辅进行振捣。

钢筋安装时应考虑钢筋密集区混凝土振捣需要，为振动棒下探留足空间。在浇筑前，使用钢管对钢筋密集区进行探孔，并对合格振捣孔做出明显标记，保证振动棒下得去、上得来。

进行下倒角混凝土振捣时，主要使用桥面振动棒从腹板中间钢筋空腔向下振捣，同时箱内振动棒从倒角处向底板引流。混凝土填满下倒角后，不得再次在倒角处振捣，防止该处混凝土流出造成倒角空洞。从下倒角冒出的多余混凝土，刮到底板上使用。

进行端横隔墙混凝土振捣时，需在两梁端正面侧模板靠近锚穴处，各安装4台1.5kW高频附着式振动器，上下两层布置，同时使用直径30mm的插入式振动棒进行辅助振捣。高频振动器根据混凝土浇筑厚度，可增加开机次数，但每次开机不宜超过10s。当混凝土浇筑高度高于下方振动器50cm后，不再启动下方振动器。底腹板其他部位及顶板使用常规方法进行混凝土振捣。振捣监控人员根据波纹管深度标记，指挥振捣工人严格控制振捣棒的插入深度，避免振动棒触碰波纹管。每一振点的振捣延续时间控制在20～30s，以使混凝土表面呈现浮浆及不再沉落、不再出现气泡为度，防止漏振、过振。振动棒的移动间距不大于其作业半径的1.5倍，并插入到下一层混凝土10cm左右，同时做到快插慢拔。

2.3 六面坡控制技术

为适应CRTSⅡ型板式无碴轨道的要求，桥面左右线各设置一道顶宽3100mm的加高平台，同时为加强桥面排水，梁顶设置六面排水坡。梁面六面坡使用特制整平机进行成形。在两侧翼缘板外侧的钢模板上，安装整平机走行轨道。为严格控制梁面标高和平整度，在梁体左右两侧的加高平台处，沿平台边缘安装∠30×30×3(mm)角钢，其顶面标高比浇筑混凝土前的梁面线控标高略低3mm。角钢通过间距30cm的钢筋和垫块支撑于下方模板上。支撑钢筋与顶板上下层钢筋点焊，以增加其稳定性(见图3)。整平机刮板沿角钢顶面滑动时，刮除多余混凝土，既可将梁面平整度控制在3mm/4m之内，也可将梁面标高误差控制在(0，－10)mm之内。

图3 加高平台角钢安装示意(单位:cm)

使用2台整平机一前一后进行桥面整平。第1台整平机在前，进行初平和抹光，刮除多余混凝土，并及时补充不足部位的混凝土。第2台整平机在混凝土表面略干后进行搓面和抹面。搓面使用木抹，抹光使用铁抹，并用4m直尺对梁面平整度进行再次检查。抹光后的梁面在覆盖保温保湿材料前，使用喷雾器喷雾保湿，防止出现早期塑性收缩裂缝。

3 混凝土施工质量控制要点

3.1 混凝土坍落度选择

泵送中的混凝土坍落度，箱梁下倒角以190±10mm为宜，腹板、底板其他部位以180±10mm为宜，顶板以190±10mm为宜。为达到此要求，需根据当时的环境情况由试验人员在拌和站对坍落进行调整。适宜的混凝土坍落度可有效提高浇筑强度，缩短混凝土浇筑时间。

3.2 振捣质量控制

须严格按照振捣工艺的要求采用插入式振动棒与附着式高频振动器配合，防止箱梁下倒角处混凝土空洞及钢筋密集处混凝土不密实。

3.3 梁面六面坡及平整度控制

借助定位角钢进行梁面六面坡控制，同时在梁面混凝土浇筑后，使用2台专用的桥面整平机在不同的时段内对梁面进行分次成形，以保证梁面六面坡排水顺畅、线形美观，梁面平整度达到3mm/4m的要求。

3.4 梁面混凝土防裂控制

严格控制水胶比，加强混凝土振捣，减小混凝土的塑性收缩;收面前使用喷雾器喷雾保湿，收面后及时覆盖保湿材料，减小混凝土的缩水收缩;加强梁面混凝土的保温措施，使混凝土内外温差控制在15℃以内，防止混凝土产生温差应力裂纹。

4 施工组织安排

本梁所用混凝土初凝时间为18h13min。为保证在混凝土初凝前完成梁体全部混凝土浇筑，需合理选配混凝土供应及浇筑设备，考虑混凝土生产、运输及浇筑所需时间约50min，则混凝土供应及浇筑速度应不小于1.1×1480/(18－(50－13)/60)=93.7(m3/h)。

4.1 混凝土拌和设备

根据现场实际，调用该桥附近的两个拌和站进行混凝土生产。两站均在12km范围内，共有HZS120B型混凝土搅拌楼3套，每盘混凝土的强制拌和时间不少于120s，理论生产能力为180m3/h。其他不利因素影响系数取0.8，则混凝土拌和楼的实际生产能力为144m3/h＞93.7m3/h，满足要求。考虑到特殊情况发生，另有第三处拌和站备料备用。

4.2 混凝土浇筑设备

混凝土浇筑采用4台三一重工SY5310THB混凝土输送泵车，分别站位于箱梁所对应的4个桥墩旁。单台泵车在高压状态下的混凝土理论排量为120m3/h，4台泵车的总混凝土理论排量为480m3/h。作用条件系数取0.55，作业效率系数取0.6，则4台泵车的实际排量为0.55×480×0.6m3/h=158.4m3/h＞93.7m3/h，满足要求。考虑到特殊情况发生，第5台同型号泵车备用。

4.3 混凝土运输设备

混凝土运输设备选用混凝土搅拌运输车，每车有效运量8m3。因混凝土浇筑能力大于生产能力，按混凝土生产能力进行运输车辆配备。每台车往返一个循环按80min计，则有144×80/60/8=24台，另配4台车备用，可满足要求。

4.4 混凝土振捣设备

根据作业条件，配备了ZN50型插入式振捣棒76台，ZN30型插入式振捣棒16台。梁端侧模上布置高频附着式振动器，以保证梁端预应力锚固处混凝土振捣质量。为确保混凝土生产和浇筑时的电力供应，拌和站及浇筑现场均需备用相应功率的发电设备。

4.5 混凝土浇筑人员安排

明确管理人员职责，保证通信畅通。根据现场实际，设总指挥1人，总调度1人，混凝土生产、浇筑调度各1人，配合施工调度1人，其他管理人员根据需要进行配备，共需30人。

按照泵车数量分为8个浇筑小组轮班作业，每班4个小组分片进行混凝土浇筑，每小组设指挥1人，由技术人员担任。每组配备放料工(含辅助工)10人、振捣工12人，根据混凝土浇筑部位的不同对梁箱内人员进行适当调整。梁面收面小组2组，每组10人。钢筋工、木工、焊工、电工、起重工等其他作业人员根据需要确定。

5 结论

总之，预应力混凝土连续箱梁施工工序较多，尤其是混凝土施工，难度较大，

一旦施工技术和质量控制不到位，直接影响到整个工程的进度。为此，必须从全过程入手，做到精心组织、精心施工，认真地落实到每一道工序，严格质量控制，从根本上保证施工质量。

参考文献

[1] 毛月勇.预应力混凝土连续箱梁现浇施工技术[J].中华建设.2012年03期

[2] 郭占林.浅谈预应力混凝土现浇连续箱梁质量控制要点[J].山西建筑.2010年30期