现浇预应力砼空心板施工技术和控制

现浇预应力砼空心板施工技术和控制［摘要］钢管桩贝雷梁式支架在现浇空心板施工中的应用相对成熟。

本文以南安（金淘）至厦门高速公路a1标工程为例，简要阐述钢管桩贝雷梁式支架和现浇预应力砼连续空心板施工工艺、质量控制和安全控制。

［关键词］基础处理；支架搭设；预拱度；安全措施1、工程概述福建省南安（金淘）至厦门高速公路泉州段a1合同段，路线全长3.46km。

工程主线与泉三桥交叉处设置亭川互通枢纽（十字涡轮型互通立交）。

互通6座匝道桥共设置12联现浇预应力砼连续空心板。

水平方向设置平曲线，最小曲线半径为150m；垂直方向设置竖曲线，最大纵坡为3%，最大横坡为6%。

梁宽8.5m～10.5m,跨径21m～27m，梁高1.4m，采用汽车泵输送，一次性浇注成型。

施工支架采用钢管柱贝雷梁式支架，外模采用10cm*10cm方木支撑，楔木调整标高，竹胶板铺面；内模采用5cm*5cm方木和红板制作。

2、施工工艺流程现浇预应力砼连续空心板施工工艺流程如下：地基处理、砼扩大基础施工→立钢管桩→安装贝类纵梁→铺设分配梁→测量放样→清洁、铺设底模→支架预压→绑扎底板、腹板钢筋→安装预应力体系→清理垃圾、冲洗底模→安装内模→绑扎顶板钢筋→再次清理垃圾、冲洗模板、验收→浇注砼→养护→预应力施工→模板拆除→支架拆除3、施工工艺阐述及控制要点3.1、地基处理及基础施工对稻田、泥浆池等不良地基抽水、换填砂石等透水性材料，防止不均匀沉降。

地基处理与路基施工方法类似，分层回填，逐层采用振动压路机压实，保证地基具有足够的承载力。

同时设置2%倒坡，砼基础四周开挖排水沟，保证地基不被泡水。

如回填地基与周边面存在高差，采取边坡防护措施，防止回填料流失，掏空基础。

以桥宽作砼基础长，中支墩宽度取5m,边支墩宽取2m，测量放样。

绑扎上下两层钢筋网片，预埋钢板，浇注35cm厚c25钢筋混凝土。

浇注过程中，控制好面层平整度，以利于钢板与砼表面的接触紧密。

3.2、支架搭设按3m排距、3m间距设置φ610×8mm钢管桩，根据桩位测量高程，计算钢管桩长度，焊接钢管。

焊接钢管采用506焊条，焊缝饱满，钢管接头处通过四片小钢板连接加固，并保持钢管竖直。

钢管桩通过吊机与人工配合，两端焊接700mm×700mm×8mm钢板，支立在砼基础预埋钢板上，控制钢管垂直度在0.5%以内。

沿钢管高度方向每2m用[10焊接一道横向连接撑，构成一个排架；排架之间用[10连接，形成上下平联；垂直方向每3m设置纵、横剪刀撑；同时使边支墩钢管排架与墩柱抱连在一起，形成一个受力整体，增强支架抗倾能力。

对于高度大于10m的钢管桩，沿桥方向通过[20连接，增强钢管自身的抗弯能力。

钢管桩上焊接2i36b工字钢作横梁，横梁上按1m等间距布置贝雷片纵梁，贝雷梁上按60cm间距横桥向铺设[20作为分配梁。

贝雷片与工字钢、槽钢之间通过u型钢筋加固，确保施工过程中不产生滑动。

3.3、模板安装（1）底模支架验收后，沿桥按5m断面在腹板、翼缘板端处测量放样。

通过设计中心线桥面标高、横坡逐桩计算底模高程，确定每个断面模板的支立高度。

按50cm×50cm井字型铺设方木，与竹胶板相连的方木按25cm横桥向布置，通过楔木调整底板纵、横坡。

方木与槽钢间用铁丝绑扎牢固，方木、楔木、竹胶板之间用铁钉加固。

（2）翼缘板模板翼缘板处沿槽钢按50cm×50cm间距搭设钢管脚支架，设沿桥向斜撑。

钢管与槽钢间通过钢筋焊接牢固，钢管端部安装顶托调整高度，与方木一起支撑腹板和翼缘板外模。

空心板外模采取腹板模板包底模板的施工工艺,为防止模板接缝漏浆，采用玻璃胶对模板拼缝密封。

翼板底部模板顺桥向铺设，弧形外缘采用异型小模板拼缝补齐，翼缘侧模板固定于翼缘底模板上。

外模安装完成后，凿除附着混凝土等杂物，注意不能损伤竹胶板；然后冲洗干净，涂刷脱模剂，避免拆模后砼被污染。

（3）内模空心板内模采用红板拼装而成，要求拼装简便，拼缝实心密实不漏浆，拆除快捷。

内模的加固处理：采用5×10cm短方木加固支撑，保证内箱支撑牢固稳定。

内模先在地面上分段制作好，在腹板钢筋与预应力体系安装好后依据分段顺序吊装、拼接、加固成型。

内模施工过程中，在顶部每隔2m垫两块木锲，防止浇注过程中上浮，顶板浇注前取出；内模顶部隔50cm开一个小口，以方便底板振捣。

3.4、支架预压及预拱度设置（1）加载外模验收合格后，开始对支架进行预压。

加载采用周围围砂袋中间装散砂的方法，模拟施工荷载，加载重量为空心板120%自重。

加载前，沿模板纵横向每5m开设30×30cm活动孔一个，预压结束时将运输车开到活动孔处，将砂子直接泄至车内。

（2）沉降观测点布设堆载前，根据预拱度设置形式在贝类片跨中即桥梁1/4跨径处、贝雷片两端各布设三个观测点；同时在每个砼基础上布置三个观测点。

点位布置完成后，测取每个观测点的初始标高。

预压完成后，每隔12小时对每个观测点进行复测，直至基础稳定，不再沉降。

卸载完成后，再次测量每个观测点的标高。

（3）预拱度设置预拱度值主要考虑因素有：支架在加载作用下的弹性变形、非弹性变形和基底沉降，其中包括：a、贝雷片跨中承受施工荷载引起的弹性变形δ1，取测量值b、基础、钢管墩与工字钢在荷载作用下的非弹性压缩δ2取1.5cm。

c、模板在荷载作用下的非弹性压缩δ3为各接触面变形量总和：δ1为贝雷片与分配梁接触面变形量，取0.2cm；δ2为分配梁与木楔接触面变形量，取0.2cm；δ3为木楔与木楔接触面变形量，取0.2cm；δ4为木楔与方木接触面变形量，取0.3cm。

δ3=δ1+δ2+δ3+δ4=0.2+0.2+0.2+0.3=1.1cmd、砼下沉量δ4，取测量值则非弹性变形值为：δ非=δ2+δ3+δ4卸架前跨中弹性变形δ弹=δ1向贝雷片两端按二次抛物线进行分配，两支点处预拱度值为零，预拱度分配的方程如下：通过以上公式计算出相应位置的贝雷支架弹性变形量δ弹，同时将非弹性变形δ非叠加，确定空心板梁相应位置的预拱度。

（4）调整底模高度卸载后，根据计算确定的预拱度，调整底模高度，以保证浇注后空心板梁线型与设计线型一致。

3.5、普通钢筋施工钢筋分二次绑扎成型，第一次绑扎底板和腹板钢筋，第二次绑扎顶板钢筋。

在底模上均匀涂脱模剂后，开始绑扎底板及腹板钢筋。

横隔梁钢筋骨架先在加工场地加工成型运至现场，吊车吊放至相应墩顶。

普通钢筋的施工严格按设计图纸要求和相关规范施工，施工过程中注意事项：（1）因腹板为铅垂方向，底板存在横坡，横隔梁骨架绑扎时需适当调整尺寸，以避免弯道内侧保护层不够。

（2）腹板两侧垫块按规范布置；底板位置因钢筋层数较多，重量较大，存在较大挠度，垫块应加密，以保证一方面不产生钢筋外露现象，另一方面底板浇注振捣过程中混凝土流通顺畅，避免出现蜂窝、空洞等外观缺陷。

（3）钢筋绑扎过程中，制作小木箱用来装短小钢筋、工具、杂物等，尽可能减小模板清理难度。

（4）严格控制预埋件、预埋钢筋的尺寸和位置，为桥面排水设置、防撞护栏、伸缩缝的施工创造良好条件。

3.6、砼施工在支架、模板、钢筋、预应力系统施工验收后，即可进行混凝土浇注。

空心板砼设计为c40混凝土，采用汽车泵输送，一次浇注成型。

空心板梁混凝土下灰顺序为：先底板、腹板后顶板，全断面阶梯式向前推进，分层厚度按照30cm左右控制。

施工时从跨中向墩顶方向浇注，最后浇注墩顶两侧各3米左右范围内梁段和横隔梁，以避免在墩顶位置出现竖向裂缝。

空心板梁面层施工应按焊高程标记、拉线、找坡、抹平、二次抹面、拉毛的施工顺序进行。

振捣时要快插慢拔，至砼停止下沉，不冒气泡、泛浆为止。

浇注的同时，安排专人对外模、内模进行监控，及时加固，避免外模跑模、内模上浮等现象发生；于贝雷梁跨中和两端设置重锤线，24小时不间断观测支架沉降变形、钢管桩垂直度，及时调整浇注速度和分层面积，确保支架稳定。

3.7、预应力体系施工本工程预应力钢束采用高强低松弛7丝捻制的钢绞线，混凝土达到设计强度100%方可张拉。

预应力束的张拉以张拉力和延伸量双控，张拉力为主控。

张拉程序为：0→20%δk→40%δk→100%δk。

实际伸长量计算公式：△l=( l40%+ l100%)-2*l20%l20%——20%δk时的千斤顶行程；l40%——40%δk时的千斤顶行程；l100%——100%δk时的千斤顶行程；张拉开始前，对钢束位置做标记，以便张拉过程中直接量取钢束在不同张拉力状态下的延伸量。

实际延伸量扣除钢束非弹性变形的影响，与设计延伸量误差应控制在-6%～+6%以内，否则停止张拉，查明原因调整措施后方可重新张拉。

钢束张拉整体顺序为先横向后纵向、先长束后短束；横向顺序为先两边后中间；纵向顺序为自上至下。

横、纵向钢束对称张拉，两端张拉钢束张拉时尽量做到同步。

预应力体系施工注意事项：（1）波纹管安装安装前对波纹管严格验收，检查有无渗漏现象。

安装过程中，严格按设计图纸控制波纹管的坐标位置，确保张拉后桥梁受力与设计意图相一致；同时对波纹管端头、接头处采取稳固的密封措施，避免砼浇注过程中水泥浆渗漏至孔道中。

砼浇注过程中严禁振捣棒触碰预应力体系，避免波纹管、锚具等产生位移和破坏。

（2）锚具安装准确定位锚具位置，控制锚垫板、锚环与孔道中心线相垂直；张拉端和锚固段加强钢筋建议适当加大、并采取焊接措施。

（3）钢绞线张拉张拉前，清除夹片和锚环孔的杂物，对张拉位置的钢绞线进行除锈，以减少摩擦损失，并对工作锚板夹片和锥孔涂润滑油以方便退锚。

3.7、孔道压浆、封锚钢束张拉完毕后，用水泥锚塞预应力钢绞线与波纹管之间的缝隙，待水泥达到足够强度，即可进行压浆。

压浆机采用活塞式压浆泵，压浆泵要同水泥浆搅拌机相连接并不停搅拌，防止水泥浆凝固。

压浆从下至上，每一个孔道应达到出口端饱满和出浆，并应达到排气孔排出与规定稠度相同的水泥浆为止。

对需要封锚的锚具，压浆后应先将其周围冲洗干净，并对梁端砼凿毛，然后按设计布设钢筋网浇注封锚砼。

施工过程中注意事项：（1）水泥浆配合严格按照试验配合比施工，加入适量膨胀剂，增加灌浆的饱满性和密实性。

（2）压浆前，用高压水冲洗孔道，以冲走杂物并湿润孔道内壁，提高水泥浆的流动性。

冲洗完成后，用压缩空气排干孔道剩余积水。

（3）波纹管安装时，预留压浆口，同时在孔道末端预埋软管作为排气(浆)口，按照水泥浆的行程封堵排气口，排气口全部封堵完后，持压时间不少于2分钟，最大压力不宜超过1.0mpa。

4、安全措施现浇空心板作为桥梁施工中一个重要分项，具有施工周期长、危险源多、安全风险高的特点，所以安全控制显的尤为关键。

结合本工程特点，现浇空心板施工危险源大致可以总结为：火、电、坠落、吊装、预应力张拉及跨路交通。

针对这些危险源，可采取如下安全措施：（1）防火a、在支架上配备足够的灭火器，同时将水通过高压水泵引至桥面，并配备足够长的水管。