现浇预应力砼空心板施工技术和控制

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［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=1.1cm

D、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：020%δK40%δK100%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。

B、在梁段设置吸烟区，禁止施工过程中吸烟。

C、收工后，检查支架是否存在火源，并切断电源；同时安排专门人员对整个支架体系监控10分钟，防止未发现火源。

（2）用电

A、对施工人员进行安全教育和施工用电安全技术交底，严格规范用电。

B、定期检查维护电箱、线路和电焊机等用电设备，对电箱等设施采取防雨措施。

（3）吊装和防坠

支架搭设拆除和空心板施工过程中，吊装安全和防止人员、物品坠落十分重要。

A、安排专门的起重人员进行指挥，配备对讲机；设置坠落警示标志，确保支架上下无交叉施工。

B、作业人员必须戴好安全帽，支架施工时系好安全带，必要时配用防坠器。

C、支架两侧各预留1.5米的操作平台，同时可作防坠平台；贝雷片底部栓挂一层绿网和安全网；贝雷片和翼缘板沿桥面两侧，搭设脚手架护栏，刷挂绿网，保证施工过程中作业人员的安全。

D、制作小木箱，收集一些小材料、工具和施工垃圾，可避免坠落。

（4）预应力张拉

张拉时，严禁在千斤顶正面站人，也不得踩踏高压油管；张拉时发现张拉设备运转异常，应立即停机检查维修；正确安装张拉千斤顶，张拉架搭设应稳固牢靠等，避免张拉时发生安全事故及意外事故。

（5）跨路安全

本工程有5联现浇空心板跨307省道，安全措施和交通组织十分重要。307省道共4个车道，施工时占用两侧车道作支架基础，预留中间两车道让车辆通行。

A、在现浇空心板施工区域两侧安装限高限宽门，限制超高车辆；安装4道减速带，确保车辆进入施工区域前减速。

B、在支架两侧各设置一座保安亭，二十四小时全过程指挥交通。

C、设置安全警示标志、减速慢行标志，在限高限宽门、砼扩大基础和支架等安装反光标志和警示灯；用水马和沙包袋间隔摆砌，引导车辆进入狭窄施工区域。

D、在跨路支架底部搭设门式防护，顶部满铺木板，避免物品坠落路面。

5、结束语

本工程现浇空心板施工过程中，经过对每道工序控制、总结、分析和改进，提高了施工质量，确保了施工安全。现浇空心板无论从线型、纵横坡控制、外观质量都得到了好评。