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摘 要 :后张法预应力混凝土箱梁结构具有跨度大、施工方法灵活、结构刚度大、抗震能力强、行车舒适、外形美观等―系列优点,在高速公路和城市立交桥梁都得到广泛的应用.本文结合内蒙古博牙高速公路17合同扎敦河大桥的预制箱梁施工实践,介绍了设计方案、施工工艺、技术措施,以及现场质量管理等问题,可作为同类桥梁施工参考.
关 键 词 :混凝土预制箱梁 后张 设计与施工 技术探讨
一、概述
绥满国道主干线博牙高速公路位于内蒙古牙克石市境内,工程起点位于博克图腰梁子山隧道口,工程的终点位于牙克石市西侧301国道上.路基宽26m,双向4车道,设计速度100km/h.17合同段全长5.1km,包括扎敦河大桥1座,通道2道,涵洞6道及路基土石方工程.扎敦河大桥全长487m,分别为4×30m的先简支后连续的预应力混凝土预制箱梁.共计四联16跨,全桥箱梁总计128片.30m箱梁底板宽为1.0m,厚为18～25cm,腹板厚18～25cm,梁高1.6m,顶板设2%的横坡,通过两侧腹板的高度变化来调节.预制主梁混凝土采用C50,钢绞线采用抗拉强度标准值fpk等于1860MPa,公称直径d等于15.2mm的低松弛高强度钢绞线.中跨梁预应力孔道8个, 全部为4束φ15.20mm钢绞线,边跨梁预应力孔道8个, 其中4个为5束φ15.20mm钢绞线,4个为4束φ15.20mm钢绞线.
二、钢筋工程施工工艺及需注意的问题
(一)钢筋的工艺要求
钢筋施工时,按照图纸设计要求控制钢筋的间距、位置,并绑扎牢固.要求焊接的钢筋,能事先施焊的应提前焊接,以节约时间,提高工效.焊缝长度为5d、宽度为0.7d、厚度为0.3d,外观应满足规范要求,焊渣要敲干净.所有钢材必须有出厂合格证,并且要经过现场取样复试合格后才能使用.外观质量及力学性能、标准应符合规范要求.
（1）除锈：钢筋表面有油渍、污染或用锤击能剥落浮皮、铁锈时,使用前要清除干净,焊接点更要清除干净,可用电动除锈机进行除锈.
（2）切断：使用钢筋切断机进行切断加工,加工时要先断长料,后断短料,以减少损失.钢筋长度要准确,不得超过规范允许偏差.
（3）钢筋弯制：使用弯曲机进行钢筋弯曲加工,顶、底板横向钢筋端部带直角弯钩,根据弯曲角度扣除弯曲调整值.
（4）钢筋的连接及绑扎.为了避免钢筋的过量损失,对于直径小于15mm的Ⅱ级钢筋采用机械连接,对直径大于15mm的Ⅱ级钢筋则采用电弧焊.
（5）钢筋保护层的控制：采用塑料垫块或者加附属筋支撑塑料垫块,垫块在施工中不发生倾斜,保证保护层的厚度.
（6）箱梁钢筋的骨架绑扎拼装应在箱梁台座上进行,操作时应符合下列要求：a、拼装时应按设计图纸放大样,放样时应考虑焊接变形和预留拱度.b、钢筋拼装前,对有焊接接头的钢筋应检查每根接头是否符合焊接要求.c、拼装时,在需要焊接的位置用楔形卡卡住,防止电焊时局部变形.待所有焊接点卡好后,先在焊缝两端点焊定位,然后进行焊缝施焊.d、主筋焊接时,首先加工钢筋的倒角,使钢筋焊接后同心受力.e、施焊顺序：在焊接过程中,由于焊缝填金属及被焊金属的温度变化,将使骨架产生翘曲变形,同时在焊缝内将引起导致焊缝开裂的收缩应力.为了防止或减少这种变形和应力,一般以采用双面焊缝为好.即先焊好一面的焊缝,尔后把骨架翻身,再焊另一面的焊缝.当大跨径钢筋翻身因难而不得不采用单面焊缝时,则须在垂直骨架平面的方向做成预拱度.同时,在焊接操作上应采用分层跳焊法.即从钢筋中心向两端对称地、错开地焊接,先焊骨架下部,后焊钢筋上部.在同一断面处,如钢筋层次多,各道焊缝也应互相交错跳焊.同时,每道焊缝可分两层,即先按跳焊顺序焊好缝的下层,经冷却后,再按跳焊顺序焊完上层.当多层钢筋直径不同时,则可先焊直径相同的钢筋,再焊直径不同的钢筋.焊缝在焊成后,应全部敲掉焊渣.
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(7)定位网片施工：a、定位网片在胎模上点焊成形,网片各尺寸、距离要准确,网片布置允许误差为-2mm.b、定位网片安装位置要准确,直线段间距为1m,曲线段间距为50cm.其上下左右安装偏差不大于5mm,顺管道方向偏差不大于10mm.定位网片与四周钢筋绑扎,以加强定位的准确性.
(二)需注意的问题
钢筋绑扎与预应力孔道布置是预应力箱梁结构施工的重要组成部分,直接关系到箱梁结构的质量.在后张预应力箱梁结构中,结构钢筋必须保证梁体能够承受预应力施加时所产生的荷载及预应力孔道、锚垫板的架立功能,而预应力孔道的成型质量则是能否按照设计施加预应力的基本保证.
（1）钢筋在场内必须按不同钢种、等级、规格、牌号及生产厂家挂牌堆放.（2）钢筋在加工场内制作,现场安装成型.（3）当预应力钢束与普通钢筋位置发生干扰时,可适当调整钢筋位置,并取得监理工程师的认可.（4）预留孔道及预埋件：对施工所需的预留孔道及预埋件进行设置,设置位置要正确、曲线要圆滑、固定要牢固.（5）预应力孔道成型的主要要求是：位置准确、线型圆顺、密闭性能好.需要解决好下面两个问题：①施工前必须校验孔道坐标位置与曲线长度是否相符,否则常会发生孔道及锚固区位置与断面不符的情况,造成孔道、模板的返工修改.②钢筋密集区域经常发生位置矛盾的现象.施工中必须加以整理,排好位置,避免发生钢筋过密以至无法绑扎或混凝土无法浇筑的情况发生,否则,锚固区混凝土极易出现蜂窝,空洞现象.绑扎钢筋时也应特别注意绑扎顺序,避免钢筋绑扎成型后孔道无法就位或锚座预埋件无法放入.
三、预制箱梁砼施工工艺及需注意的问题
(一)根据总体施工组织设计要求,预制梁场设在路基范围内
梁场设置箱梁台座10个,台座的长度为31m,厚度30cm,中跨6个,宽度1.0m,边跨4个,宽度1.0m,台座顶面铺设4mm厚钢板.梁场设置2台跨度为28m的龙门桁吊,以供砼浇注和模板的吊装使用.
外模为钢结构模板,采用4mm钢板及10cm槽钢而成.外模根据不同部位的梁作相应调整,总体分中跨中梁、边跨中梁、中跨边梁、边跨边梁四大类.对于中跨及边跨的梁段,仅对边跨两端1.5m范围内的模板加以调整.在靠立模板时,要注意模板的方向和高度,保证预制的梁与相应待架设部位的梁相对应.
外模之间的连接通过螺栓连接,为保证模板接缝紧密,相邻模板接缝平顺、光滑,整个模板的平整度控制在3mm以内,相邻差控制在2mm以内.
为保证砼浇筑顺利及振捣密实,在外侧模板的中下部设10个附着式振捣器.为方便脱模,模板与砼接触面均涂以清洁机油脱模剂.
内模为组合钢模板和支架构成,内模板面采用4mm钢板,加强肋由L63×63×6mm角钢及66×6mm的扁钢焊接而成.中跨梁内模板一套共分22小段,全套模板
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