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小箱梁结构在桥梁施工过程中的应用颜利斌

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年5月上作者：颜利斌

[导读] 本文通过分析小箱梁结构施工技术的优点，结合某桥梁工程中小箱梁结构技术的应用实例，探讨了相关技术实际施工中的作业特点和作业关键流程，结果表明相关技术的应用对推动工程进度、保证工程质量，以及为施工方创造经济效益方面，具备较大优势。

韶关市新城兴建筑工程有限公司   颜利斌

摘要：本文通过分析小箱梁结构施工技术的优点，结合某桥梁工程中小箱梁结构技术的应用实例，探讨了相关技术实际施工中的作业特点和作业关键流程，结果表明相关技术的应用对推动工程进度、保证工程质量，以及为施工方创造经济效益方面，具备较大优势。
关键词：小箱梁桥；混凝土；预应力施工
        随着我国社会经济的不断发展，公路桥梁工程项目的建设数量明显增加，为了在保证相关工程施工质量的同时，降低造价成本支出、提高工程施工的效率，一种新的技术——预应力混凝土小箱梁施工技术被广泛应用于公路桥梁的施工中，并且取得了良好的成效，目前已成为我国交通建筑行业开展桥梁建设必不可少的重要技术。
        1.小箱梁结构施工技术的优点分析
        桥梁在道路交通中占有非常重要的位置，不仅在公路建设需要跨越河流江面时可建设桥梁，还可以在城市交通拥挤路段通过架设高架桥达到改善交通环境的目的。由于需要承载较重的交通压力，桥梁施工对于设计方案、施工技术的要求非常高，小箱梁结构正是近年来在桥梁施工中常用到的技术，它的出现弥补了传统的空心板梁桥和T梁桥技术的缺陷，其技术优势主要体现在以下几点：
        （1）整体受力性能更优越，抗扭刚度高于其他桥梁；
        （2）动力性能较传统的技术更优越；
        （3）结构简单，可有效节省设计成本和缩短施工周期；
        （4）可承受均匀的压力，稳定性更强；
        （5）采用简单普通的材料进行箱体模块化施工，能有效降低桥梁建筑成本；
        （6）桥梁外形更加美观。
        2小箱梁结构施工技术要点分析
        与传统技术相比，小箱梁结构施工技术更为简单，技术要点主要集中于模板安装和混凝土拌合浇筑两个方面。
        2.1模板部分
        模板安装是小箱梁施工工艺中非常重要的施工项目，相关技术人员对此都保持着高度重视。在进行模板安装时，需注意：首先，相关技术中必需严格按照小箱梁底部模板的安装工序进行操作，尽可以减少模板接缝不严密、悬空以及翘曲等情况的出现；其次，小箱梁吊孔位置出现塌陷是非常严重的质量问题，为减少此类情况发生，可在小箱梁吊装孔预留槽处，设置一块定型钢板，从而达到保证小箱梁底部平整程度的目的；第三，处理小箱梁底部模板接缝时，应先涂抹原子灰于接缝位置，再进行打磨，至表面平整光滑为止；第四，为保证小箱梁模板中侧模的安全稳定性，可在侧模用直径16毫米左右的螺栓进行加固。
        2.2混凝土部分
        在公路桥梁工程项目的施工中，混凝土的拌合浇筑施工一直是非常关键的环节，相关施工的技术要点是：首先，在混合拌制混凝土时，材料的配合比应严格按照设计规范要求操作；其次，尽可能避免发生混凝土拌合材料开裂等问题，应加强对混凝土制备的质量控制；第三，在小箱梁结构施工技术应用中，对于混凝土的可塑性要求较低，因此也降低了混凝土水泥用量的控制要求；第四，为有效控制混凝土最终的可变性和收缩性，应尽可能在符合设计规范的基础上，降低混凝土配制的水灰比；第五，进行混凝土模板浇筑之前，应先对模板进行湿润作业，并展开振捣工序作业，以保证将混入混凝土中的空气气泡进行的效排除，从而提高混凝土的密实程度；第六，小箱梁结构施工中对于混凝土浇筑要求具备连续性，而混凝土拌合对于外界温度的变化较为敏感，温度过高或过低都会对混凝土基本性能产生影响，如外界温度过低，就会使混凝土出现凝结的几率增加，从而对工程施工质量埋下隐患，因此需要选择外界温度适宜的天气进行连续的混凝土拌合浇筑施工，以达到保证混凝土浇筑施工质量达到设计规范的标准要求。
        3案例分析
        本文以广东某公路桥梁施工为例，对小箱梁结构施工技术的实际应用进行阐述。
        3.1工程概况
        本工程的公路桥梁工程属板桥结构，长、宽分别为16m、10m，25孔，因桥梁年久失修，无法满足道路升级后的正常通行需求，因此确定拆旧建新方案，并结合专业技术人员现场调研、勘察，及相关专家的讨论、规划，最终确定采用小箱梁结构技术进行新桥梁施工。根据规划方案，新桥梁全长406m，共4联：4×25+4×25+4×25+4×25。
        该桥梁工程中，小箱梁的运用位置位于桥梁上部，以先简支后连续作业的方式展开施工；桥梁下部采用桥台柱式结构，以钻孔灌注技术进行桩基施工，再促进柱式桥墩结构的形成；桥梁桥面位于半径2500m的左向圆曲线与直线线路范围中。
        3.2小箱梁结构
        根据桥梁设计方案，桥梁结构中央预制梁跨距24.65米，重748kN；桥梁两端位置跨距24.745m，重797kN；预制梁数量148块，预制梁抗拉强度都是1860MPa；现浇桥面的面板为12cm；小箱体预制梁的高度是1.4m。
        3.3施工工艺及过程
        预制梁是桥梁的主要承重结构，其施工水平会对桥梁的刚度、强度与抗震水平产生较大影响，因此针对预制梁施工工艺及流程的要求较高。

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        3.3.1预制梁制造
        预制梁制造的主要工序有：梁底地基施作—→安设支架—→模板施作—→小箱体预制梁施作—→确定预应力—→拆掉模板。在开展预制梁制造施工时，需注意以下几点：
        （1）处理地基
        在进行混凝土浇筑施工前，需做好钻孔自径、位置与钻孔底层土质的查验情况，保证各项数据符合设计要求。一般情况下，钻孔轴线能够与标准轴线之间的偏移误差需控制在50mm以下,钻孔壁的倾斜程度应控制在1%以内。同时，还需要钻孔孔道进行清理，以保证后期施工中桩基混凝土的实际品质和桩基础承载性能达到最佳标准。桩基施作完成后，为保证结构品质与安全性，及时进行无破损核验，并回填承载台基、铺细沙石碾压，进行地面路基处理。由于小箱梁结构施工对于浇筑混凝土的承载性能要求标准较高，因此混凝土地基的施作需要在路面进行。进行墩柱作业时所使用的钢模板，应提前检查是否有生锈问题，如发现此类问题，需采用脱模机彻底清理锈迹后方可投入使用。
        （2）小箱体预制梁制造
        在做好伸缩、护档等结构的预埋件，并确保预压力束的铺设轨道和钢筋设置点的位置准确后，进行小箱梁混凝土浇筑。针对小箱梁底板和腹板厚度不足的问题，通过设置下料通道保证达到设计要求。在进行混凝土浇筑时，应充分振捣密实，以保证小箱梁的质量。如不能保证在相近的时间内完成小箱梁与桥面现浇层的浇筑施工，就会导致小箱梁与桥面之间存在过大的收缩差，为避免这一情况出现，应保证存梁期不超过90d，达到最大程度抑制小箱梁的上拱度的目的。
        根据设计图纸的要求，严格保证箱梁预制作业时伸缩缝、桥面轨道等基本结构的预埋件，尤其是护栏所需要运用到的钢筋预埋工作处理好，确保相关施工与设计要求一致。
        在进行小箱梁预制施工时，如混凝土凝固时间超过7d，则需对混凝土结构的强度进行核验，确保相关参数达到设计要求方可进行预压束张拉作业。与此同时，为促进小箱梁结构的弹性模量提升和桥梁反拱度的有效降低，可适当延长混凝土凝固时间。进行预应力施加作业时，为保证桥梁纵向受力的有效性和合理性，应同时对两端进行正、负弯矩钢束的张拉，才能最大程度提升桥梁的受力性能。当预应力钢束的拉伸力达到设计要求时，真实引伸量在理想值6%范围，则表示桥梁预应力符合相关预应力设计要求。
        3.3.2支座及预制梁安装
        （1）支座安装
        在连续墩顶时，采用砂筒作为临时支座，作业完成后用手锯法锯掉钢管，解除临时支座后，采用GJZF4型与GJZ型建材安设固定的板式橡胶支座。
        （2）安装预制梁
        在施工过程中，应保证临时支座与固定支座的顶面保持一致，在安装完临时支座与固定支座后，可拆除连接处的临时支座，根据预先确定的标记孔进行预制梁安装，并连接桥面板上全部的钢筋与桥段位置的横梁钢筋。在进行混凝土墩上的顶部钢筋联结时，应做好桥段横梁钢筋的绑扎工作。在连续段顶端位置，采用穿束作业安装预应力束波纹管，使桥梁的受力性能得到最大程度的保证。在进行预应力张拉时，需确保实际温度达到预定温度的最低值方可进行，完成预应力张拉后再进行负弯矩钢筋水泥浆压制作业。在完成混凝土墩顶部连续区段灌筑后，需紧接着开展梁顶面剩余区段的灌筑作业，并在中间位置向两端支点采用湿接缝混凝土方式进行灌筑。在进行桥梁顶面混凝土的浇筑作业前，需先检查临时支座位置，并进行在预应力钢束轨道口位置预留钢筋，待完成施工后即可拆除临时支座。拆除临时支座时，应密切留意温度，以免因温度原因影响橡胶支座的质量。在完成防水层、防护栏等的安设后，进行桥梁顶面的铺设施工。
        3.3.3横梁及桥面板钢筋布置
        在连接桥面桥钢筋和横梁钢筋时，应严格按照相关技术规范进行操作，如出现钢筋连接处断裂等情况，需重新焊接好，保证焊接后不会出现质量问题。在进行预应力轨道线路作业时，应保证相关路线不受干扰，当发现普通钢筋对轨道线路产生影响时，应及进调整钢筋位置，以保证预应力轨道位置的准确性和稳定性。连接钢筋的方式除了焊接，还有绑扎，直径大于12mm的钢筯采用焊接方式，直径小于12mm的钢筯采用绑扎方式。进行将短钢筋连成长钢筯的作业时，采用接头错开的焊接方式。
        3.3.4铺设层混凝土浇筑
        采用C30型的混凝土设置桥梁防护栏，并对桥面护栏内范围采用防水材料进行防水处理，作业过程中要尽可能防止车辆碾压防水面层。根据设计要求，在展开护栏的装配时，需设置好伸缩缝的宽度，每间隔4-6cm的位置设置断缝，宽度为2cm。为确保桥梁防水质量，可在断缝处填塞沥青麻絮或防水密封胶材料加强防水处理。完成所有操作后，选用C50混凝土进行铺设层混凝土现浇，防水层施工完毕到混凝土浇筑操作，中间间隔时间应控制在15d内。进行混凝土铺设前，需对桥面进行清理，除去表面浮浆和其他杂物，保证桥面干净平整。混凝土铺设层的高度应高于设计高程1cm，待确定混凝土强度达到设计要求后再对高出部分进行铣刨。
        4结束语
        在桥梁建设工程项目中，采用小箱梁结构施工技术，不仅可简化施工工序，还可以使桥梁的受力更为均匀、动力学性质更为完善，在很大程度上提高桥梁的抗扭强度，因此小箱梁结构在公路桥梁的建设中应用越来越广泛。针对相关技术的施工工艺和流程操作，需针对其中的重点环节进行详细的分析研究，这样才能有效提高桥梁工程的整体质量，保证桥梁投入使用后的安全性和稳定性。
参考文献：
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