箱梁預(yù)制施工工藝淺析

王 榮

（山西省公路工程質(zhì)量檢測(cè)中心，山西 太原 030006）

1 工程概況

忻州—保德段高速公路第十一合同段，為靜樂(lè)杜家村鎮(zhèn)到寧武石家莊鎮(zhèn)之間的路段，本標(biāo)段有汾河特大橋1座。該橋中心樁號(hào)為K70+050，全橋共十聯(lián)，全長(zhǎng)1336m。上部結(jié)構(gòu)為38×35m先簡(jiǎn)支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁，共計(jì)304片，其中，邊跨邊梁68片，邊跨中梁68片，中跨邊梁84片，中跨中梁84片。

由于設(shè)計(jì)追求較大的挖空率，箱梁各部分厚度很薄，除端頭變截面部分外，底板及腹板厚度均只有18 cm，稍有不慎極易出現(xiàn)施工缺陷，因而抓好箱梁預(yù)制施工工藝非常重要。

2 施工工藝

2.1 模板

2.1.1 外模

為保證箱梁的外觀質(zhì)量，外模采用專業(yè)廠家制作的大型定型鋼模，分節(jié)制作，每節(jié)長(zhǎng)5m，要求接縫嚴(yán)密，尺寸精確。模板具有足夠的剛度和表面平整度，所有模板經(jīng)驗(yàn)算變形值不得大于外模板撓度，為模板構(gòu)件跨度的1/400，內(nèi)模板撓度為模板構(gòu)件撓度的1/250，鋼模板的面積變形為1.5mm。安裝時(shí)，先將模板清理干凈，涂刷隔離劑，保持模板正確的線形，每節(jié)模板接縫間，粘貼雙面膠帶以防止漏漿。每次拆模后，要對(duì)模板重新打磨，再次安裝前，要重新粘貼雙面膠帶。

2.1.2 底模

底座采用鋼筋砼澆筑。澆筑砼時(shí)，低于地面部分均寬出箱梁底座幾何尺寸四周各30 cm，便于以后支立模板。底座為C30砼澆筑，為防止粘連，在底座表面鋪設(shè)一層鋼板并用磨光機(jī)打光，與底座連接緊密。鋼板兩邊下緣預(yù)留槽口，放置橡膠管作為封條，防止漏漿。順臺(tái)面縱向在鋼板下預(yù)留間隔為1m、直徑為10 cm的對(duì)拉螺栓孔。為確保箱梁底幾何尺寸準(zhǔn)確，精確抄平，需預(yù)留預(yù)拱度（箱梁跨中設(shè)2 cm按二次拋物線變化的反拱）。

2.1.3 內(nèi)模

內(nèi)模采用組合式鋼模板，鋼模雖價(jià)格較高，但不易變形，砼成型外觀質(zhì)量好，并具有尺寸準(zhǔn)確、周轉(zhuǎn)次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)。安裝時(shí)，內(nèi)模尤其要注意支撐緊固，在砼澆筑中防止出現(xiàn)上浮和變形。

2.2 鋼絞線和鋼筋

2.2.1 鋼絞線與張拉

預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用標(biāo)準(zhǔn)φs15.2mm高強(qiáng)度低松馳預(yù)應(yīng)力鋼絞線，其彈性模量Ey=1.95×105MPa，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1 860MPa，鋼絞線面積A=139mm2，控制應(yīng)力σcon=1 395MPa。

鋼絞線應(yīng)做抗拉強(qiáng)度、延伸率、松弛率和彈性模量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求，方可使用。千斤頂、油泵和油表配套校驗(yàn)，所用壓力表的精度不低于1.5級(jí)。使用6個(gè)月或200次以及在千斤頂使用過(guò)程中出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)重新校驗(yàn)。

采用兩端同時(shí)張拉的方案進(jìn)行張拉。張拉前，所選用的油壓千斤頂、高壓油泵和油壓表，編號(hào)配套進(jìn)行校驗(yàn)，鋼鉸線、錨具夾片均按規(guī)范設(shè)計(jì)要求進(jìn)行校驗(yàn)。張拉時(shí)，應(yīng)在橫橋向?qū)ΨQ均勻張拉，張拉采用雙控，在控制應(yīng)力值的同時(shí)，要檢測(cè)其伸長(zhǎng)量，實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值的誤差要控制在6%范圍內(nèi)，如不符合規(guī)定，則應(yīng)查明原因，并及時(shí)處理，張拉滿足要求后錨固預(yù)應(yīng)力筋，千斤頂回油至零。

2.2.2 鋼筋

（1）所用鋼筋表面應(yīng)潔凈，其上應(yīng)無(wú)油漬、漆皮、鱗銹等，且平直，無(wú)局部彎曲。

（2）鋼筋的彎制和末端的彎鉤應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，用Ⅰ級(jí)鋼筋制作的箍筋，其末端應(yīng)做成彎鉤，彎鉤的彎曲直徑應(yīng)大于受力主筋的直徑，且不小于箍筋直徑的2.5倍，彎鉤平直部分的長(zhǎng)度，一般結(jié)構(gòu)不宜小于箍筋直徑的5倍。

（3）施工時(shí)，直徑小于（或等于）12mm的鋼筋連接采用綁扎，直徑大于12mm的鋼筋連接采用雙面搭接焊，其焊縫長(zhǎng)度不小于5 d。鋼筋焊接前，必須根據(jù)施工條件進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)，合格后方可正式焊接，鋼筋接頭采用搭接電弧焊時(shí)，兩鋼筋搭接端部應(yīng)預(yù)先折向一側(cè)，使兩接合鋼筋軸線一致。

（4）精確按照?qǐng)D紙要求下料加工鋼筋。為保證橫向鋼筋定位準(zhǔn)確，先確定兩梁端各3根橫向鋼筋位置，用短鋼筋點(diǎn)焊固定并用兩根直徑20mm鋼筋支撐住，綁扎兩側(cè)腹板縱向鋼筋各兩根，在縱向鋼筋上劃線確定其他橫向鋼筋的位置，按劃線位置將其他橫向鋼筋綁扎在腹板縱向鋼筋位置上，然后再綁扎底板鋼筋。

（5）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表 1。

表1 鋼筋安裝允許偏差

（6）在綁扎腹板鋼筋時(shí)，應(yīng)先用準(zhǔn)8的鋼筋按波紋管坐標(biāo)準(zhǔn)確點(diǎn)焊定位鋼筋（U形）。直線段每隔100 cm設(shè)1個(gè)，曲線段每隔50 cm設(shè)1個(gè)。然后將波紋管穿入鋼筋骨架，同時(shí)將錨墊板及配套的螺旋筋套在波紋管上。由于波紋管線形為曲線，為準(zhǔn)確控制每一根定位筋的位置，施工中采用尺桿刻度定位法，即按照設(shè)計(jì)圖給出的鋼絞線坐標(biāo)，算出波紋管底部定位筋的坐標(biāo)，刻于木方尺桿上，用尺桿在腹板上劃出定位筋的位置，再焊接定位筋，這樣可以有效地保證定位筋的準(zhǔn)確性。

（7）在綁扎頂板鋼筋時(shí)，先按照?qǐng)D紙上設(shè)計(jì)的間距將鋼波紋扁管穿入頂板鋼筋骨架內(nèi)擺放好，并用扎絲固定。最后套上錨墊板和螺旋筋，在澆筑箱梁頂板時(shí)，先要用雙面膠將錨墊板封好，防止水泥漿流進(jìn)，堵塞壓漿孔。

（8）在鋼筋的綁扎中，要注意錨墊板的就位，錨后螺旋筋的定位和錨后加強(qiáng)筋的綁扎，這是直接關(guān)系到箱梁張拉質(zhì)量的關(guān)鍵因素，應(yīng)特別注意。

（9）為保證鋼筋保護(hù)層厚度，除在鋼筋骨架成型時(shí)用架立鋼筋控制好間距外，再用墊塊加以控制，將符合設(shè)計(jì)要求厚度的墊塊呈梅花狀綁在鋼筋的交叉點(diǎn)上。

2.3 澆筑

設(shè)計(jì)砼為C50，保證砼強(qiáng)度是保證箱梁內(nèi)在質(zhì)量的一個(gè)重要方面，因此要嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量。施工工藝方面：

（1）嚴(yán)格按照砼配合比集中攪拌，隨時(shí)測(cè)定砂、碎石的含水量，調(diào)整施工配合比，并考慮砼在運(yùn)輸過(guò)程中的坍落度損失，采取相應(yīng)措施。坍落度控制在7～9 cm為宜，坍落度太大，強(qiáng)度不易保證，并且很難消除表面的氣泡、水線等缺陷；因鋼筋密集，坍落度太小，很難保證振搗密實(shí)。

（2）在砼澆筑之前，應(yīng)對(duì)穿鋼絞線的管道進(jìn)行全面檢查，以查出可能破損的管道。在澆筑前必須將管道上一切非有意留的孔、開(kāi)口或損壞之處修復(fù)，并在孔道中穿入適合的塑料管以防砼將管道擠壓變形。

（3）由砼運(yùn)輸車將砼運(yùn)至澆筑現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)龍門(mén)吊運(yùn)至澆筑位置保證砼及時(shí)澆筑，并在施工現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)、規(guī)范地制作砼試塊，作為測(cè)試其強(qiáng)度的依據(jù)。并應(yīng)制作兩組同條件養(yǎng)生的試塊，作為箱梁張拉、吊裝的依據(jù)。砼從拌和至澆筑的時(shí)間限制在1 h以內(nèi)。

（4）澆筑砼時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：①砼澆筑時(shí)，下料應(yīng)均勻連續(xù)，不宜集中猛投而發(fā)生擠塞。在鋼筋密集處，可短時(shí)開(kāi)動(dòng)插入式振搗棒以輔助下料。②隨時(shí)注意內(nèi)模、錨固鋼筋及其他預(yù)埋件的位置，避免在強(qiáng)烈振動(dòng)下移位。③澆筑過(guò)程中，隨時(shí)檢查砼的坍落度，嚴(yán)格控制水灰比，不得隨意增加用水量，以保證砼的質(zhì)量。④為防止預(yù)留孔道變形，不允許振搗器觸及預(yù)埋的波紋管。⑤為防止內(nèi)模上浮，在頂板上每隔2m設(shè)置壓杠一道，用工字鋼制作，下面焊接圓鋼管，直接壓于內(nèi)模之上，不得壓住鋼筋。⑥端頭錨墊板后應(yīng)加強(qiáng)振搗，保證砼密實(shí)，確保預(yù)應(yīng)力體系質(zhì)量。⑦在混凝土接近初凝時(shí)，進(jìn)行二次收漿并拉毛，防止出現(xiàn)裂縫。

2.4 工藝流程

混凝土澆筑采用一次成型工藝，由一端向另一端推進(jìn)。同斷面澆筑順序?yàn)榈装?、腹板、頂板，分段分層循環(huán)推進(jìn)，每段長(zhǎng)約2～3m，澆筑過(guò)程中，采用插入式振搗器配合附著式振搗器對(duì)腹板砼進(jìn)行振搗。注意附著式振搗器與箱梁外模板要結(jié)合牢固，要控制好高頻振動(dòng)的時(shí)間，防止因過(guò)振而出現(xiàn)混凝土分層離析等現(xiàn)象。附著式振搗器為V型上下兩列分部，間隔為80～100 cm。

振搗過(guò)程中，振搗棒不得觸及鋼筋、模板、波紋管及預(yù)埋件。插入式振搗器在振搗時(shí)，要垂直等距離插入到前層中5～10 cm。尤其要注意支點(diǎn)附近即錨墊板后鋼筋、波紋管密集部位的振搗。施工過(guò)程中隨時(shí)觀察砼的變化，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，模板由專職模型工和木工隨時(shí)檢查，以防止出現(xiàn)漏漿、脹模、上浮等問(wèn)題的發(fā)生。梁頂部混凝土則采用插入式振動(dòng)器振實(shí)，振搗時(shí)，以振搗區(qū)混凝土停止下沉，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿、不冒氣泡為準(zhǔn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁使用定型鋼模板，采用附著式振動(dòng)器與插入式振動(dòng)器相結(jié)合的振搗工藝，有效地保證了腹板和底板部分混凝土的振搗密實(shí)，箱梁混凝土外觀質(zhì)量有了明顯提高。

在預(yù)制臺(tái)座底上預(yù)設(shè)拱值，成功解決了箱梁反拱值偏大、影響橋面混凝土鋪裝的問(wèn)題，張拉后起拱明顯，符合規(guī)范要求。

通過(guò)以上控制手段，忻保十一標(biāo)預(yù)制完成的箱梁均達(dá)到設(shè)計(jì)質(zhì)量要求，線條流暢，外觀美觀。可見(jiàn)，施工工藝對(duì)工程質(zhì)量有直接而重大的影響，要提高箱梁的施工質(zhì)量就必須有好的施工工藝，并使其不斷完善。