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摘要：本文以某工程为例，主要介绍该工程预应力现浇箱梁施工工艺和荷载组合分析。
关键词：浇筑混凝土；预应力现浇箱梁；荷载组合；施工工艺
1.工程概况
某立交桥处于东江北干流与南支流之间的河网内，地表水系发达，地貌属于冲积平原。此桥处于地势平坦，河渠纵横，地层为第四系冲积淤泥、淤泥质亚粘土、砂土。施工天气；该桥桥位处属于南亚热带湿润气候，受台风等影响，7～9月份降水较多。施工环境；大型设备及施工材料可直接拉到工地，交通方便。宝华路立交桥0#台右侧安装一台500KW变压器，在施工中可保证生产用电。施工用水从镇上接自来水，能满足施工要求。施工所用的钢筋，钢绞线均已按要求进行了试验检测，各项指标满足设计要求。
2.施工准备
2.1混凝土的选用
（1）为确保水泥混凝土施工质量，施工前由工地试验室对各种材料进行检查、试验，符合规定标准后方可用于施工。施工期间，注意控制水泥存放期不得超过三个月。
（2）为保证混凝土底整体质量，兼顾到现场施工条件，此立交桥预应力连续箱梁混凝土采用东莞市东田商品混凝土，混凝土的质量满足设计要求。
（3）在级配上采用了骨料粒径较小、流动性大、和易性好的配比，混凝土掺适量外掺剂，使混凝土和易性提高并能够早强。
预应力连续箱梁C50砼配合比为表1：
表1
材料
水泥
砂
碎石
水
粉煤灰
减水剂
重量配合比
1
1.50
2.67
0.40
0.07
0.024
每m3用料量
430
644
1146
170
30
10.12
材料规格、
产地、品牌
宁波P.Ⅱ42.5
宁波中河砂
宁波5～25mm
自来水
Ⅱ级粉煤灰
QL-2
2.2粗骨料
用于混凝土中碎石应质地坚硬、耐久、洁净，有良好的级配。其最大粒径不超过30mm，其技术指标需符合《水泥混凝土路面施工及验收规范》及现行《公路工程集料试验规程》要求。
2.3细骨料
采用天然河砂。使用前应对其进行有关试验，确保其有关技术指标达到规定的标准要求方能使用。
2.4水泥混凝土的运输
为了防止新拌水泥混凝土在运输过程中产生离析和分层现象，采用搅拌车运输，运输的距离在15km以内。
新拌水泥混凝土在运输过程中要防止漏浆、漏料和污染。混凝土卸料时要防止产生离析。新拌水泥混凝土一旦在车内停留超过了初凝时间，应采取紧急处置措施，清理车辆上少量残留混凝土，严禁硬化在车内。
2.5机械设备
预应力连续箱梁砼施工期间使用的机械设备见表2：
表2
序号
设备名称、型号
单位
数量
备注
1
振捣机具Φ50，Φ30
套
10
2
50KVA电焊机
台
3
3
抽水设备
套
1
包括水箱、潜水泵等
4
空压机
台
1
备用
5
小型机具
批
1
电锯、电刨、电钻、切割机等
6
汽车泵
台
1
7
张拉机具
套
1
3.施工工艺
3.1砼浇注顺序
桥面纵坡为4%，箱梁浇注沿纵向由低向高处进行，即从0#台开始向3#墩方向进行浇注。预应力箱梁混凝土同一截面浇注顺序为：先浇注底板、腹板，再浇注冀板、顶板，并尽量减少前后浇注的时间差。本桥预应力连续箱梁分一个节段施工，施工节段长95.7米，包括0#台～1#墩、1#墩～2#墩及2#墩～3#墩跨中的3条中横隔板以及0#台、1#墩、2#墩、3#墩位置的4条端横隔板，每节段又分为两层浇注，底板、腹板作为第一层浇注，顶板和翼缘板作为第二层浇注。以左幅第一联为例，本桥单幅混凝土分段、分层浇注数量表3所示：
表3
序号
结构部位
砼数量（m3）
1
左幅第一联底板、腹板、中横隔板、端横隔板
280
2
左幅第一联顶板、翼板、
281
由于本桥施工面较大、混凝土浇注数量较多，分层浇注混凝土时，必须合理布置机械设备和规划浇注顺序，根据本桥的混凝土供应能力、坍落度、初凝时间和浇注部位分布情况，计划先浇注满底板混凝土，待底板振捣密实静止一段时间后开始灌注腹板混凝土，并在初凝之前完成腹板混凝土浇注。左幅第一联分层浇注混凝土第一层施工顺序平面布置图：如图所示 ：
第二层砼待冀板、顶板钢筋绑扎完成，且第一层砼强度达到设计强度的75%后方可开始浇筑，其顺序从0#台开始向3#墩方向连续澆注。 3.2混凝土输送
箱梁混凝土采用输送泵泵送施工，混凝土输送泵管道顺两侧翼缘板布置，管道下铺麻袋和木楞，避免管道与翼缘板直接磨擦，损伤模板表面光洁度。若管道需要在箱梁中间经过时间，要搭设独立的支撑架，同时注意混凝土输送管道不能与绑扎好的钢筋、模板支撑连接。输送泵管道出口采用软管连接，以便于施工过程中调整浇注方向。
底板和腹板混凝土浇注时需要准备一些辅助材料进行灌注，如：出料时不得直接卸在腹板、端横梁的顶层钢筋上，，需要使用薄钢板、木板或竹胶板等材料支垫，然后人工送料入槽，一方面减少污染，另一方面避免混凝土直接冲击钢筋和模板。
3.3混凝土振捣
混凝土振捣采用插入式振捣器振捣。宝华路立交桥预应力连续箱梁在腹板、端横梁处布筋较密，操作空间较小，且波纹管底层之间的净距小。根据这一情况对底板和腹板都采用分批浇筑和振捣的办法。混凝土浇注时先采用φ50mm插入式振动器振捣，再用φ30mm插入式振动器振捣对锚固区、波纹管较密处进行重点振捣，但要注意振捣器不得橇动钢筋。振捣過程中尽量避免振动器与波纹管或波纹管定位钢筋碰撞，若因振捣使波纹管定位钢筋松脱，要立即采取措施将波纹管重新定位，确保波纹管定位准确。在施工时振捣移动半径不得超过振捣器作用半径的1.5倍，每个部位必须振捣到混凝土停止下沉，不再冒气泡，表面平坦、泛浆。
顶、底板混凝土浇注后，要及时收浆抹平，并检查其厚度是否达到要求，厚度不够之处要补充混凝土。
3.4施工缝处理
由于采用分层浇注混凝土，因此第一层混凝土强度达到75%以上后，要对附着在钢筋、模板上的混凝土残浆使用人工清刷。第二层混凝土施工前，还要对分层施工接缝进行凿毛处理，并用干净的高压空气将表面浮浆、杂物吹干净，而且要求洒水保持施工缝混凝土表面保持湿润直到浇筑新混凝土。凿毛处理与第二层混凝土浇注时间要紧密衔接，以确保混凝土整体质量。
3.5养生
浇注完成后，使用麻袋或薄膜覆盖洒水养生，并注意保持砼表面湿润。
4、荷载组合
根据实际施工要求，现浇连续梁在横截面分底板和腹板、顶板和翼缘两次浇注完毕。浇注底板和腹板后，顶板和翼缘的重量由已经浇注好的底板和支架共同承担。因此，本桥支架分两种工况计算.
⑴计算第一层砼荷载由底板宽度4.5m范围内的支架全部承担；
⑵浇注第二层砼后，均布荷载分布宽度9.0m。
4.1竖向荷载
（1）单位长度内砼重量为：
a：浇注第一层砼：（26×280）/（95.7×4.5）=16.90KN/m3
b：浇注第二层砼：（26×561）/（95.7×9.0）=16.93KN/m3
（2）竹胶板：0.2KN/m2
（3）施工荷载：按照1.0KPa考虑，即1KN/m2
（4）混凝土倾倒产生竖直荷载：按照2.0KPa考虑，即2.0KN/m2
（5）混凝土振捣产生竖直荷载：按照2.0KPa考虑，即2.0KN/m2。
单位长度内竖直荷载合计：
a：22.1KN/m2 b：22.13KN/m2
4.2水平荷载
（1）模板侧压力
混凝土浇注速度：v=0.5m/h，考虑到夏季施工温度较高的情况，入仓温度按照30℃计算，混凝土容重按照26KN/m3计算。使用外部振捣器施工。
v=0.5m/h<4.5 0.5m/h时，
侧面模板压力：
（2）混凝土振捣产生的侧压力
按照Pm2=4.0KPa考虑。
水平荷载合计：Pm1+Pm2=17KN/m2。
5.张拉工作
根据张拉力计算公式：Nk=N×A×σk=12×1395×140=2343.6KN，考虑超张拉及保证系数，采用300T千斤顶进行张拉。
设计图纸已给出各钢绞线伸长值，钢绞线伸长值计算是按以下公式进行验算。
理论伸长值：△L=PP×L/AP×EPPP=P（1-e-（KX+μθ）/（KX+μθ））
式中P-预应力筋张拉端的张拉力通过计算为2343.6KN
X-从张拉端至计算截面的孔道长度（取跨中）
θ-从张拉端至跨中曲线孔道部分切线的夹角之和（弧度）
K-孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取值0.0015
μ-预应力筋与孔道壁的摩擦系数，取值0.25
L-预应力筋的长度（mm）
Ap-预应力筋的截面积（mm2），取值140
EP-预应力筋的弹性模量，取值1.95×105
通过验算，所得数据与施工图纸所给数据基本吻合。
实际张拉时采用图纸给出的伸长量进行张拉。
实际伸长值：100%伸长量-[30%伸长量-（30%伸长量-15%伸长量）×2]
准备工作有：安装锚具、安装顶压器和千斤顶、接油路、安装工具。在正式张拉前，先进行试张拉。试张拉时，只安装工作锚上夹片，不安装工具锚上夹片。张拉为15～30%，最大可达到90%。目的是使钢绞线处于自由松驰状态。试张拉后放张，进行正式张拉。
张拉采用超张拉，其两端需加强联系，保持同步。张拉顺序为：0～15%初应力（初应力值作延伸量的标记）-30%控制应力-100%控制应力-103%（持荷5min，测伸长量）-锚固。
当混凝土强度达到设计值的100%时，方可进行张拉预应力钢束。预应力钢束采用张拉力与伸长量双控施工，钢束在同一截面上的断丝率不得大于1%，在任何情况下一根钢束不得断丝2根。锚固顺序为：打开高压油泵截止阀，张拉缸油压缓慢降至零，活塞回程，锚具夹片自动跟进锚固，锚具外多余的钢绞线可用砂轮切割机切除，禁止用电焊焊割。
孔道压浆前应用清孔器检查及用水冲洗管道，冲洗后用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水冲出。
压浆必须在张拉后24小时内进行，水泥浆的水灰比采用0.45，抗压强度R28=50Mpa。不得掺入各种氯盐，但可掺入减水剂，掺入量由实验室决定。为减少收缩，可掺入适量膨胀剂如铝粉，掺入量约为水泥的0.01%。压浆用50级水泥浆，用42.5级普通硅酸盐水泥配制。根据孔道过长的施工特点，压浆采用一台高压压浆泵和一台真空泵在两端同时进行的方法。高压压浆泵最大压力8Mpa，以保证孔道压浆饱满。
6结论
通过此立交桥预应力现浇箱梁的施工，我们积累了预应力现浇箱梁施工的经验，精度达到了设计要求，顺利完成了大桥的施工任务。
关键词：浇筑混凝土；预应力现浇箱梁；荷载组合；施工工艺
1.工程概况
某立交桥处于东江北干流与南支流之间的河网内，地表水系发达，地貌属于冲积平原。此桥处于地势平坦，河渠纵横，地层为第四系冲积淤泥、淤泥质亚粘土、砂土。施工天气；该桥桥位处属于南亚热带湿润气候，受台风等影响，7～9月份降水较多。施工环境；大型设备及施工材料可直接拉到工地，交通方便。宝华路立交桥0#台右侧安装一台500KW变压器，在施工中可保证生产用电。施工用水从镇上接自来水，能满足施工要求。施工所用的钢筋，钢绞线均已按要求进行了试验检测，各项指标满足设计要求。
2.施工准备
2.1混凝土的选用
（1）为确保水泥混凝土施工质量，施工前由工地试验室对各种材料进行检查、试验，符合规定标准后方可用于施工。施工期间，注意控制水泥存放期不得超过三个月。
（2）为保证混凝土底整体质量，兼顾到现场施工条件，此立交桥预应力连续箱梁混凝土采用东莞市东田商品混凝土，混凝土的质量满足设计要求。
（3）在级配上采用了骨料粒径较小、流动性大、和易性好的配比，混凝土掺适量外掺剂，使混凝土和易性提高并能够早强。
预应力连续箱梁C50砼配合比为表1：
表1
材料
水泥
砂
碎石
水
粉煤灰
减水剂
重量配合比
1
1.50
2.67
0.40
0.07
0.024
每m3用料量
430
644
1146
170
30
10.12
材料规格、
产地、品牌
宁波P.Ⅱ42.5
宁波中河砂
宁波5～25mm
自来水
Ⅱ级粉煤灰
QL-2
2.2粗骨料
用于混凝土中碎石应质地坚硬、耐久、洁净，有良好的级配。其最大粒径不超过30mm，其技术指标需符合《水泥混凝土路面施工及验收规范》及现行《公路工程集料试验规程》要求。
2.3细骨料
采用天然河砂。使用前应对其进行有关试验，确保其有关技术指标达到规定的标准要求方能使用。
2.4水泥混凝土的运输
为了防止新拌水泥混凝土在运输过程中产生离析和分层现象，采用搅拌车运输，运输的距离在15km以内。
新拌水泥混凝土在运输过程中要防止漏浆、漏料和污染。混凝土卸料时要防止产生离析。新拌水泥混凝土一旦在车内停留超过了初凝时间，应采取紧急处置措施，清理车辆上少量残留混凝土，严禁硬化在车内。
2.5机械设备
预应力连续箱梁砼施工期间使用的机械设备见表2：
表2
序号
设备名称、型号
单位
数量
备注
1
振捣机具Φ50，Φ30
套
10
2
50KVA电焊机
台
3
3
抽水设备
套
1
包括水箱、潜水泵等
4
空压机
台
1
备用
5
小型机具
批
1
电锯、电刨、电钻、切割机等
6
汽车泵
台
1
7
张拉机具
套
1
3.施工工艺
3.1砼浇注顺序
桥面纵坡为4%，箱梁浇注沿纵向由低向高处进行，即从0#台开始向3#墩方向进行浇注。预应力箱梁混凝土同一截面浇注顺序为：先浇注底板、腹板，再浇注冀板、顶板，并尽量减少前后浇注的时间差。本桥预应力连续箱梁分一个节段施工，施工节段长95.7米，包括0#台～1#墩、1#墩～2#墩及2#墩～3#墩跨中的3条中横隔板以及0#台、1#墩、2#墩、3#墩位置的4条端横隔板，每节段又分为两层浇注，底板、腹板作为第一层浇注，顶板和翼缘板作为第二层浇注。以左幅第一联为例，本桥单幅混凝土分段、分层浇注数量表3所示：
表3
序号
结构部位
砼数量（m3）
1
左幅第一联底板、腹板、中横隔板、端横隔板
280
2
左幅第一联顶板、翼板、
281
由于本桥施工面较大、混凝土浇注数量较多，分层浇注混凝土时，必须合理布置机械设备和规划浇注顺序，根据本桥的混凝土供应能力、坍落度、初凝时间和浇注部位分布情况，计划先浇注满底板混凝土，待底板振捣密实静止一段时间后开始灌注腹板混凝土，并在初凝之前完成腹板混凝土浇注。左幅第一联分层浇注混凝土第一层施工顺序平面布置图：如图所示 ：
第二层砼待冀板、顶板钢筋绑扎完成，且第一层砼强度达到设计强度的75%后方可开始浇筑，其顺序从0#台开始向3#墩方向连续澆注。 3.2混凝土输送
箱梁混凝土采用输送泵泵送施工，混凝土输送泵管道顺两侧翼缘板布置，管道下铺麻袋和木楞，避免管道与翼缘板直接磨擦，损伤模板表面光洁度。若管道需要在箱梁中间经过时间，要搭设独立的支撑架，同时注意混凝土输送管道不能与绑扎好的钢筋、模板支撑连接。输送泵管道出口采用软管连接，以便于施工过程中调整浇注方向。
底板和腹板混凝土浇注时需要准备一些辅助材料进行灌注，如：出料时不得直接卸在腹板、端横梁的顶层钢筋上，，需要使用薄钢板、木板或竹胶板等材料支垫，然后人工送料入槽，一方面减少污染，另一方面避免混凝土直接冲击钢筋和模板。
3.3混凝土振捣
混凝土振捣采用插入式振捣器振捣。宝华路立交桥预应力连续箱梁在腹板、端横梁处布筋较密，操作空间较小，且波纹管底层之间的净距小。根据这一情况对底板和腹板都采用分批浇筑和振捣的办法。混凝土浇注时先采用φ50mm插入式振动器振捣，再用φ30mm插入式振动器振捣对锚固区、波纹管较密处进行重点振捣，但要注意振捣器不得橇动钢筋。振捣過程中尽量避免振动器与波纹管或波纹管定位钢筋碰撞，若因振捣使波纹管定位钢筋松脱，要立即采取措施将波纹管重新定位，确保波纹管定位准确。在施工时振捣移动半径不得超过振捣器作用半径的1.5倍，每个部位必须振捣到混凝土停止下沉，不再冒气泡，表面平坦、泛浆。
顶、底板混凝土浇注后，要及时收浆抹平，并检查其厚度是否达到要求，厚度不够之处要补充混凝土。
3.4施工缝处理
由于采用分层浇注混凝土，因此第一层混凝土强度达到75%以上后，要对附着在钢筋、模板上的混凝土残浆使用人工清刷。第二层混凝土施工前，还要对分层施工接缝进行凿毛处理，并用干净的高压空气将表面浮浆、杂物吹干净，而且要求洒水保持施工缝混凝土表面保持湿润直到浇筑新混凝土。凿毛处理与第二层混凝土浇注时间要紧密衔接，以确保混凝土整体质量。
3.5养生
浇注完成后，使用麻袋或薄膜覆盖洒水养生，并注意保持砼表面湿润。
4、荷载组合
根据实际施工要求，现浇连续梁在横截面分底板和腹板、顶板和翼缘两次浇注完毕。浇注底板和腹板后，顶板和翼缘的重量由已经浇注好的底板和支架共同承担。因此，本桥支架分两种工况计算.
⑴计算第一层砼荷载由底板宽度4.5m范围内的支架全部承担；
⑵浇注第二层砼后，均布荷载分布宽度9.0m。
4.1竖向荷载
（1）单位长度内砼重量为：
a：浇注第一层砼：（26×280）/（95.7×4.5）=16.90KN/m3
b：浇注第二层砼：（26×561）/（95.7×9.0）=16.93KN/m3
（2）竹胶板：0.2KN/m2
（3）施工荷载：按照1.0KPa考虑，即1KN/m2
（4）混凝土倾倒产生竖直荷载：按照2.0KPa考虑，即2.0KN/m2
（5）混凝土振捣产生竖直荷载：按照2.0KPa考虑，即2.0KN/m2。
单位长度内竖直荷载合计：
a：22.1KN/m2 b：22.13KN/m2
4.2水平荷载
（1）模板侧压力
混凝土浇注速度：v=0.5m/h，考虑到夏季施工温度较高的情况，入仓温度按照30℃计算，混凝土容重按照26KN/m3计算。使用外部振捣器施工。
v=0.5m/h<4.5 0.5m/h时，
侧面模板压力：
（2）混凝土振捣产生的侧压力
按照Pm2=4.0KPa考虑。
水平荷载合计：Pm1+Pm2=17KN/m2。
5.张拉工作
根据张拉力计算公式：Nk=N×A×σk=12×1395×140=2343.6KN，考虑超张拉及保证系数，采用300T千斤顶进行张拉。
设计图纸已给出各钢绞线伸长值，钢绞线伸长值计算是按以下公式进行验算。
理论伸长值：△L=PP×L/AP×EPPP=P（1-e-（KX+μθ）/（KX+μθ））
式中P-预应力筋张拉端的张拉力通过计算为2343.6KN
X-从张拉端至计算截面的孔道长度（取跨中）
θ-从张拉端至跨中曲线孔道部分切线的夹角之和（弧度）
K-孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取值0.0015
μ-预应力筋与孔道壁的摩擦系数，取值0.25
L-预应力筋的长度（mm）
Ap-预应力筋的截面积（mm2），取值140
EP-预应力筋的弹性模量，取值1.95×105
通过验算，所得数据与施工图纸所给数据基本吻合。
实际张拉时采用图纸给出的伸长量进行张拉。
实际伸长值：100%伸长量-[30%伸长量-（30%伸长量-15%伸长量）×2]
准备工作有：安装锚具、安装顶压器和千斤顶、接油路、安装工具。在正式张拉前，先进行试张拉。试张拉时，只安装工作锚上夹片，不安装工具锚上夹片。张拉为15～30%，最大可达到90%。目的是使钢绞线处于自由松驰状态。试张拉后放张，进行正式张拉。
张拉采用超张拉，其两端需加强联系，保持同步。张拉顺序为：0～15%初应力（初应力值作延伸量的标记）-30%控制应力-100%控制应力-103%（持荷5min，测伸长量）-锚固。
当混凝土强度达到设计值的100%时，方可进行张拉预应力钢束。预应力钢束采用张拉力与伸长量双控施工，钢束在同一截面上的断丝率不得大于1%，在任何情况下一根钢束不得断丝2根。锚固顺序为：打开高压油泵截止阀，张拉缸油压缓慢降至零，活塞回程，锚具夹片自动跟进锚固，锚具外多余的钢绞线可用砂轮切割机切除，禁止用电焊焊割。
孔道压浆前应用清孔器检查及用水冲洗管道，冲洗后用不含油的压缩空气将孔道内的所有积水冲出。
压浆必须在张拉后24小时内进行，水泥浆的水灰比采用0.45，抗压强度R28=50Mpa。不得掺入各种氯盐，但可掺入减水剂，掺入量由实验室决定。为减少收缩，可掺入适量膨胀剂如铝粉，掺入量约为水泥的0.01%。压浆用50级水泥浆，用42.5级普通硅酸盐水泥配制。根据孔道过长的施工特点，压浆采用一台高压压浆泵和一台真空泵在两端同时进行的方法。高压压浆泵最大压力8Mpa，以保证孔道压浆饱满。
6结论
通过此立交桥预应力现浇箱梁的施工，我们积累了预应力现浇箱梁施工的经验，精度达到了设计要求，顺利完成了大桥的施工任务。