高架桥端曲面现浇横梁张拉及封锚施工技术

侯小龙

（中冶交通建设集团有限公司，北京 100176）

1 概述

随着苏北地区城市化进程加速，城市汽车保有量增长过快，交通拥堵成为关系城镇居民生活的主要问题，为了更好地利用城市公共路网的有限空间，实现地面立体交通快速通道，城市各类高架桥的规划建设在该地区日益增长。

高架桥设计多采用现浇箱梁结构形式，通过曲线匝道桥及平行匝道实现互联互通，其下部结构一般采用柱式桥墩。由于悬臂翼板横向宽度一般较大，其上通常都会采用纵向、横向预应力体系承受荷载。在桥梁墩柱顶部设计为实心横梁，并在其内部设置横向预应力。

2 工程背景

徐州市城东大道高架快速路工程是在现状道路的基础上，按城市高架快速路标准进行改造。项目西起三环东路，东至徐贾快速路，是徐州市区至高铁东站、市外主要连接线，主线高架桥总长度为9.7km，双向六车道设计，箱梁的纵横向均配置φs15.2 高强度低松弛预应力钢束，见图1。

图1 一般曲形现浇横梁横断面及预应力布置图

3 技术原理

该技术通过合理利用翼缘板悬臂构造、结构空间特点，通过在相对应的翼缘板位置预设竖向预留孔，实现千斤顶套顶、压浆管道、封锚振捣棒自由通过，并利用该竖向预留孔其上搭设梁顶张拉支架，用于后期辅助千斤顶定位、张拉、压浆及封端混凝土浇筑施工，有效解决了制约横梁预应力体系实施的技术难题，见图2。

图2 主要技术原理示意图

4 技术特点及适用范围

按照设计图纸首先安装横梁钢筋及预应力系统，同时在相对应的翼缘板位置预设竖向预留孔，利用该竖向预留孔搭设梁顶张拉支架，用于后期辅助预应力张拉定位、张拉、压浆及封端施工。以此使施工更加便捷高效，成品实体质量及外观具有较大优势。且适用于市政、公路工程现浇箱梁高架桥受翼缘板空间限制的曲面横梁预应力系统张拉及封端施工。

5 技术操作要点

该技术中钢筋安装、模板安装、混凝土浇筑及预应力张拉等工作，操作要点可遵循常规施工工艺流程，在竖向预留孔定位及安装，梁顶张拉支架搭设、千斤顶定位、压浆及封锚等后续工作需要加强工艺控制。

6 施工工艺流程（图3）

图3 施工工艺流程图

6.1 施工准备

按照现浇箱梁常规的施工方法进行地基处理、支架搭设、预压及支座安装等工序。熟悉横梁钢筋布置及结构图，做好材料准备及技术交底工作。

6.2 横梁模板及锚垫板安装

首先通过测量放样确定墩顶横梁中心位置，确保横梁整体处于墩柱横向中线。位置确定后，进行横梁模板、锚垫板、弹簧筋进行加工及安装，确保预应力束位置准确，模板安装注意接缝严密，整体牢固可靠。

6.3 竖向预留孔定位

横梁模板及锚垫板安装就位完成后，安装钢筋前，针对每个锚垫板上方进行竖向预留孔的定位，可利用GPS 或全站仪实现精准定位，竖向预留孔设置在横梁两端张拉槽口顶面，并由底至顶，上下竖直贯通，依据横梁大小酌情设置预留孔，常规宜均匀设置3 个，也可以根据张拉槽口尺寸，采用钢尺进行竖向预留孔的定位。

6.4 横梁钢筋安装（含预应力钢束）

竖向预留孔定位后，对横梁处钢筋骨架进行安装，从横梁中间向纵桥方向两侧对应进行安装固定，同时对波纹管、钢绞线进行安装定位，交叉进行安装，避免钢筋与波纹管之间相互影响冲突，如与竖向预留孔位置冲突，可适当调整预留孔位置。

6.5 竖向预留孔安装

横梁钢筋及预应力钢束安装完成后，进行位置检查验收，然后按照预留位置进行竖向预留孔安装，预留孔可选用直径不小于90mm 的波纹管等材料进行预埋，安装应固定牢靠，并注意预留孔竖直度，以免影响后期吊装、穿管等工序，同时保证将预留孔引出梁顶混凝土面，管头高出梁顶宜20cm，预留孔管头开口处采用土工布及胶带包裹封堵，防止杂物及混凝土浇筑时污染孔道造成堵塞，影响后期工序。预留孔管底与张拉槽口顶面平齐，与模板接缝应严密，防止浇筑过程中产生漏浆。

6.6 横梁混凝土浇筑及养护

横梁浇筑一般要协同现浇箱梁浇筑施工顺序进行，常规是先进行底腹板混凝土浇筑，第二次进行顶板混凝土浇筑，横梁浇筑与其水平浇筑高度一致，浇筑过程中注意振捣，并防止扰动预应力束及预留孔。浇筑完成后，采用土工布覆盖洒水养护，不间断养护不低于7 天。

6.7 梁顶张拉支架搭设

梁体混凝土强度达到张拉设计要求，拆除横梁两端模板后，准备对横梁进行预应力张拉时，在预留孔上方安装钢管简易支架，支架一般采用扣件式钢管，支架中间杆上安装手拉葫芦吊链，此时可拆除预留孔管顶封堵，将吊链穿过预留孔，用于吊装升降梁体下方千斤顶设备，见图4。

图4 梁顶张拉支架搭设示意图

6.8 预应力设备安装

安装千斤顶时，由于横梁处张拉槽口处在翼缘板下方，千斤顶设备定位困难，由于横梁下满堂支架尚未拆除，翼缘板下横梁为曲面形式，因此受空间限制，直接采用吊车无法定位千斤顶。可利用横梁底现有满堂支架，拆除顶层部分支架，为搭设张拉工作平台提供空间。

通过小型吊车配合手拉葫芦将千斤顶设备从翼缘板边缘挪运到横梁张拉槽工作平台位置，也可以直接选用手拉葫芦垂直从地面提升千斤顶，但由于满堂支架影响，操作较慢、安全风险大。

张拉油泵设备等设置可在箱梁顶板其上，进出油管通过竖向预留孔下穿至梁底，并与千斤顶实现连接。后续压浆机设备也设置在箱梁顶板其上，进出压浆管也可通过竖向预留孔下穿至梁底，并与锚头压浆孔实现连接。

6.9 横向预应力张拉及压浆

预应力设备安装到位后，检查连接性能，利用横梁工作平台进行人工套顶，与梁顶预应力设备信号协同，实现横梁两端预应力张拉，张拉过程满足设计及规范要求，张拉完成后，将千斤顶及油泵管道拆除，采用砂轮切割机切除多余钢绞线，采用砂浆将锚头封闭，防止钢绞线生锈。预应力形成后，将压浆管道穿入竖向预留孔至梁底，并与梁顶压浆设备信号协同，实现梁下压浆作业，压浆过程应满足规范要求，防止压浆料污染梁体表面。

6.10 封端钢筋网片及模板安装

横梁张拉、压浆完成后，及时进行对张拉槽内钢筋网片及模板安装，钢筋网片与张拉槽预留钢筋头连接，模板采用竹胶板，将竹胶板形成与曲面横梁一致的形状，外侧方木背楞通过钢管顶托与工作平台钢管支架连接，并保证模板加固牢靠，与梁体表面接缝严密，确保线性美观协调一致，防止漏浆、错台影响高架桥整体美观，见图5。

图5 封端钢筋网片及模板安装示意图

6.11 封锚端混凝土浇筑

模板安装完成后，进行封锚端混凝土浇筑，仍通过张拉槽口内的竖向预留孔，实现梁顶混凝土下料至张拉槽箱内，通过预留孔每下料30cm 层厚左右，用振捣棒振捣从梁顶插入预留孔至张拉槽，在张拉槽暗箱内实现分层振捣密实，因此振捣需凭经验控制好工艺时间，直至浇筑至预留孔梁面顶部，混凝土不再下沉，无气泡逸出，表面出现泛浆后，切除梁顶多余预留孔管道。如振捣棒与模板相互阻碍，可辅助选用附着式振捣器或人工轻轻敲打实现混凝土密实。

6.12 模架拆除及养护

封锚端混凝土浇筑完成后，确认强度达到拆模要求后，拆除曲面横梁封锚模板及固定支架，同时做好混凝土养护。支架拆除遵循先支后拆，后支先拆原则进行，拆除过程注意加强混凝土成品保护，避免污染、掉角影响梁体美观。

7 质量控制要点

预应力管道预埋时必须准确定位，在边腹板纵向钢束中横梁处竖弯圆弧曲线段内设置防崩钢筋。在钢束P 锚端的竖弯圆弧曲线段内设置“U”字形防崩钢筋，并与箱梁底板下层横向钢筋焊接。施工中人员、机械、振捣棒不能碰撞管道，以免损坏管道造成漏浆。浇注混凝土之前对管道仔细检查，主要检查管道上是否有孔洞，接头是否连接牢固、密封，管道位置是否有偏差。为了保护外露的锚具不致锈蚀而失效，当注浆完毕后，尽快进行封锚混凝土施工，封锚混凝土一般采用强度等级为C50 无收缩混凝土。

浇注梁体封锚混凝土之前，先将锚垫板表面的粘浆和锚环外面上部的灰浆铲除干净。为保证与梁体混凝土接合良好，将混凝土表面凿毛，并放置钢筋网片，与短钢筋绑扎在一起，保证封端混凝土与梁体混凝土连为一体。

横梁混凝土每次浇筑完后，收平混凝土面，在混凝土初凝前进行二次收光并覆盖塑料薄膜、土工布养护。当采用洒水养护时，梁体洒水次数应以能保持混凝土表面充分湿润为宜，养护天数不少于14 天。当环境温度低于5℃时，不得洒水养生。

8 安全控制要点

操作人员必须持证上岗，且只能接受指挥人员发出的规定信号，但对于任何人发出的立即停止信号均应执行。设置专职安全员和现场责任工程师，实时监督操作人员严格执行操作规范和安全技术交底，严禁违章指挥操作。施工现场临时用电严格按照要求执行“一机、一箱、一闸、一漏电保护”并做接地、接零保护。

在施工现场应设置醒目的安全警示标志和安全防护设施，针对现场施工所用机械设备，制作安全操作规程，并定期进行维护保养和检修，确保其处于良好的工作状态，严禁带病作业。大型机械作业时，必须设明显的安全警示标志，并设专人指挥。张拉作业时，必须佩戴防护面罩，在千斤顶后方设置挡板，防止钢绞线拉断飞出造成伤害。

如遇六级以上大风，应停止起重作业。夜间施工必须设置警示灯或反光标志，专人管理灯光照明装置。从事高空作业人员，定期进行体格检查，作业人员拴安全带、戴安全帽、穿防滑鞋。

9 环保控制要点

对于主要噪声源，应采用有效的吸音、隔音材料施作封闭隔声屏，同时，夜间施工严禁大声喧哗，装卸物料时轻拿轻放，最大限度地减少噪声扰民。夜施光源如汽车灯光及照明灯不直接对居民房，采取有效措施避免直接照射。

将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。清洗机械的废水、废油等有害物，不准直接排放到河流，湖泊等水域，也不准排放到饮用水源附近的土地上，以防污染水质和土壤。

结合工程实际情况，严格遵守环境保护法以及当地有关部门大气污染防控要求，禁止在施工现场焚烧垃圾及有毒、有害和有恶臭气味的物质。在施工过程中应加强对施工现场的降尘控制，施工现场及施工便道要及时的洒水，保持湿润。

10 效益分析

该技术克服了因翼缘板下方操作空间限制的问题，通过合理利用翼缘板构造、结构空间特点，通过在相对应的翼缘板位置预设竖向预留孔，利用该竖向预留孔及其上搭设的梁顶张拉支架一系列技术措施，用于后期辅助千斤顶定位、张拉、压浆及封端混凝土浇筑施工。

该技术不仅减少了高空作业施工安全风险和预应力施工操作困难，而且能够辅助千斤顶精准定位，同时保证了封锚端混凝土顺利浇筑，避免蜂窝麻面，使曲面横梁混凝土外观质量难以控制的问题得到了解决，确保了曲面横梁张拉质量、成品效果及全桥美观性，其实施简单易行、成本投入少，具有良好的实用性、可操作性。通过综合技术经济分析，该技术一方面节约了工时，节省了人员、机械及设备的投入，同时具有良好地推广应用前景及经济、社会效益和节能环保效益。

结束语

该技术于2019 年4 月在徐州市城东大道高架快速路工程成功应用，经现场施工应用后进行试验总结，推广全线范围内高架桥施工应用，该技术实施简单易行、成本投入少，确保了曲面横梁张拉质量、成品效果及全桥美观性，为预应力现浇箱梁高架桥的施工积累了经验。