預制空心板施工控制技術

摘要：該文主要從預制梁場的場地布置，機具設備到空心板的鋼筋制作、預應力孔道、混凝土澆筑、鋼絞線加工安裝、張拉注漿等方面闡述了空心板的預制工藝的控制。

關鍵詞：空心板 施工工藝 控制

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（b）-099-04

我國交通建設事業的快速發展，橋隧比例在公路鐵路工程中越來越大，跨江跨河大橋、立交橋、鐵路橋、公路橋等在快速的發展。在目前機械化施工程度很高的現狀下，如何控制橋梁上部結構的施工質量，保證梁橋的整體質量起到關鍵的作用，如何控制好預制梁板施工工藝和施工質量是值得我們深入的探索和總結。

1.工程概況

廣西防城至東興高速公路是國家高速公路網規劃蘭州至海口高速公路欽州至東興聯絡線的一段，是泛珠三角區高速公路網的組成部分，也是廣西高速公路網的組成部分，是廣西出邊出海大通道之一。防東項目位于廣西防城區境內，起點樁號K19+000，路線經過華石鎮、那梭鎮，在華石村附近設華石互通立交與華石連接線相接，路線跨越省道S312線。終點里程為K33+000，線路全長14km。本工程主要是橋梁工程主要有：橋梁584.2m/6座，其中大橋2座（330m）、中橋4座（254.2m）。全合同段上部結構空心板共280片，其中黃江中橋80片，秧地啟中橋100片，那河中橋60片，磨刀水中橋40片。由我公司具有豐富經驗的橋梁梁板預制專業施工隊實施，投入各專業工種人數67人。項目部派技術人員、質檢員駐場負責。主要施工機具見表1。空心板在2#預制梁場內集中預制，砼由拌合站集中拌制。內設20個空心板臺座，3.5套定型鋼模板，月進度按60片/月計算，280片空心板計劃用時5個月內完成預制生產任務。施工準備時間：2011年6月25日-2011年7月28日。預制梁生產時間：2011年7月30日-2011年12月30日。

2.施工控制技術

2.1預制場選擇，臨時設施的布置

（1）現場狀況。空心板預制場地處那梭紅磚廠旁路基填方K28+100～K28+300路段上，長200m，地段地勢較平緩，場地條件較好。

（2）工程特點。因雨季較長，在建場過程中需精細規劃，使各種臨施布局合理，在整個施工過程加大施工便道的養護力度，確保工程所需的物資、機械等順利進場。本預制場占用路基施工用地，梁體預制的工期安排要結合本合同段路基施工和橋梁下部結構施工綜合考慮。在預制場中部設置鋼筋加工場地并預留空心板運輸通道，梁場起點位置設存梁區，考慮存梁區場地狹小，加快梁片架設施工，減緩存梁壓力。本工程施工難點主要是河道內樁基施工，由于河道較寬，河床底土質都為淤泥及淤泥質粘土，水深平均為2～3m，河道內有行船要求，并且要滿足在臺風及雨季的排洪泄水要求。在保證河道正常行船及排水泄洪的條件下，正確選擇水中樁支撐結構平臺，以及水中承臺圍堰支護方式的選擇尤為重要。支撐結構平臺安全可靠，由支撐結構體系轉換成水下圍堰支護體系施工方便、安全、快捷尤為重要。因此本項目新河浹大橋水中樁基施工選擇使用了鋼管排架平臺結構進行施工。

2.2空心板臺座的施工

根據總體進度計劃以及平均每片梁生產周期不大于10d，按每臺座月出梁3～4片，空心板預制在7月底正式生產，考慮非理想情況，共定作3.5套定型鋼模板，設21座預制臺座，以保證每月60片的施工計劃要求。臺座順路基布置，分為三排，第一、三排設七個臺座，第二排設六個臺座，中間預留作業間隙。認真處理好梁底座的地基，消除不均勻沉降。預制臺座采取40cm厚C20砼底座，最上面是20cm的C30砼臺座，承載強度滿足要求。嚴格控制底模板的平整度，為增加梁底的平整、光潔度，臺座頂面采用5mm厚的鋼板，底模的平整度不得超過3mm。底座設置應牢靠、整體性好，以適應多次周轉使用。臺面下預埋φ25硬塑料管，間距1m，用于安裝模板時穿對拉桿。門吊基礎上部尺寸為高0.2m，寬0.25m，基礎寬度為0.3m，高度為0.4m。龍門吊基礎采用C30砼。砼澆注時注意預埋鋼筋，鋼筋外露6cm。軌道輔設后以鋼筋軌焊接到一起。搞好預制場地的排水設施，特別是底座四周，不允許有積水，做好2%的雙向橫坡，以便迅速的排出雨水及養生用水等地表水，不使地表水浸泡底座，以免引起底座的不均勻沉降，底座高出底面20cm。預制場內設置20cm×20cm縱向排水溝，每兩個臺區中間設20cm×20cm橫向排水溝接入縱向排水溝內。

2.3施工方法

施工工藝流程見圖1。具體施工方法為。（1）施工前準備。將張拉用的油泵、千斤頂及與之相配套的油表預先送到監理部門認可、國家認證的檢驗單位進行檢驗標定，測定油壓行千斤頂的實際作用力與油表讀數的關系，以供張拉時使用，在施工過程中張拉設備須配套使用，嚴禁任意更換。同時，對長期不使用的張拉機具設備，應在使用時進行全面校檢。使用期間的校檢期限應試機具設備的情況確定，當千斤頂使用超過6個月或200次或在使用過程中出現不正常現象或檢修以后應重新核驗。彈簧測力計的校驗期限不超過2個月。

張拉用的錨具、夾片須有出廠的合格證明、質量證明核查，并按要求抽檢，即：從每批中抽取10%的錨具且不少于10套，檢驗其外觀和尺寸。每批中抽取5%的錨具且不少于5套，對其中有硬度要求的零件做硬度試驗，對每孔夾片或錨具的夾片，每套至少抽取5片。合格后經監理工程師同意方可使用。

清除底模上覆的所有雜物，并擦拭干凈，均勻涂刷脫模劑。對于底模鋼板的缺損的部位及時進行修補找平，以免影響澆注出的梁體底板的平整度。

（2）鋼筋加工安裝。鋼筋進場應有合格證書，并按規范要求取樣試驗，合格后報監理工程師，監理抽檢合格后方可使用。進場鋼筋應掛牌分類堆放，均堆放在鋼筋棚內，鋼筋下面墊枋木支墊，堆放設置隔潮和防雨措施，并按規定進行檢驗。鋼筋加工應嚴格按圖紙和規范要求下料加工，加工前應除銹，彎曲好的鋼筋掛牌分類堆放。鋼筋焊接應用電弧焊，焊縫要先做拉力實驗，合格后方準施焊。采用鋼筋切斷機切斷、彎筋機彎制成型，鋼筋廠加工彎制成型，鋼筋綁扎在臺座上進行，在臺座上精確放樣，順序為先底腹板，后頂板。鋼筋間距應符合圖紙要求，按設計要求在鋼筋外側綁扎混凝土墊塊以保證保護層厚度。鋼筋綁扎完成后應認真檢查鋼筋種類與間距，發現問題立即調整至符合設計要求。）鋼筋焊接應符合設計和規范要求，焊接點應避開跨中位置，采用502焊條。并注意按梁體編號預埋護欄鋼筋、伸縮縫鋼筋、連續端和固結端梁肋預埋筋。鋼絞線采用切割機械下料，人工編束、穿束。鋼絞線下料區C15砼硬化。鋼絞線的檢測應從每批（重量》60t）中取三盤，并從每盤所選鋼鉸線端部正常部位截取一根試樣進行表面質量、直徑偏差和力學試驗。

（3）預應力孔道。波紋管道的尺寸位置必須與設計相符，孔道平順，端部的預埋錨墊板垂直于波紋管中心線；錨墊板安裝后固定在模板上。波紋管采用定位鋼筋固定安裝，定位鋼筋的間距不大于0.8m，使其能牢固地置于模板內的設計位置，并在混凝土澆筑期間不產生位移；安裝時，波紋管方向與穿束方向一致。波紋管按長采用大一號的波紋管套按，套接長度為30cm，每隔1m焊一“井”字架立筋定位波紋管，曲線部分每隔0.5m焊一“井”字架立筋定位。波紋管道在模板內安裝完畢后，將其端部伸入錨墊板內并將其賭好，防止水泥漿或其他雜物進入。為了保證孔道暢通，采取的措施是：孔道接頭處用膠帶紙纏繞，加強接頭的嚴密性；在波紋管附近電焊鋼筋時，對波紋管加以防護，焊完再細致檢查，如有破損情況，用膠帶紙封堵；安裝錨墊板時兩端與穿束后的鋼絞線角度一致并固定在模板上；澆筑砼時，振搗人員要掌握孔道位置，嚴禁振動棒與波紋管接觸，以免孔壁受傷，造成漏漿；加強崗位責任制，嚴格執行孔道安裝操作工藝要求。

（4）模板安裝。空心板16m梁外模與內模均采用專業生產廠家定做定型鋼模板，以保證有足夠的強度與剛度。現場拼裝時，為便于支、拆模板，整個模板分8與10節組成，每節長2m，節與節之間用螺栓聯接，其平整度要求不大于2mm。采用上下口對拉桿固定成型。模板間及側模與底模間均夾防水膠條堵縫，防止漏漿。在外模上固定附著式振搗器。為防止模板位移，加強整體性，在外側模的底部用φ18對拉螺桿拉緊，頂部用40槽鋼對口聯接，槽鋼下加墊木楔，借以穩定內模。外模支腿下使用對口木楔，支拆方便。模板安裝前將模板表面清理干凈并均勻涂刷脫模劑，保證砼表面顏色一致。鋼模每個月應進行定期保養和修整，確保預制梁板的外觀質量。芯模也采用定型鋼模，內模中心用50槽鋼做成固定的框架的拉桿，四周輔以四瓣活動模板，各節先拼裝成整體，待大梁底板砼澆筑完后，分節吊裝就位，拆時只需先抽動拉桿拆除固定框架，活動模板就會自動掉下，再拉出活動模板即成。

（5）混凝土澆筑。鋼筋、鋼絞線加工安裝完成后，對模板進行全面檢查，確保波紋管，錨墊板，喇叭管，螺旋筋等位置準確，定位牢固。同時檢查伸縮縫、護欄、吊裝孔，支座鋼板等預埋件及預留泄水孔的位置和數量。自檢合格后，報監理工程師檢查合格后方可進行澆筑。砼在拌合站內集中拌制，運輸車運輸，龍門吊提升灌注，插入式、附著式及平板式振搗器振搗。

①砼配合比的選定。選定配合比前，對粗細骨料、水泥、拌和用水和外加劑等原材料進行單項抽檢試驗，符合規范要求后方可使用。對于每批到場水泥均要進行抽檢。選定配合比時，根據不同的含砂率、水灰比、外加劑等進行多組設計比較，除滿足砼強度和彈模要求外，還要確保砼灌筑順利和砼外表質量，盡量減少表面氣泡。配合比需總監辦中心試驗室批準后方可使用。由于梁鋼筋較密，振動難的特點，砼的塌落度控制在設計配合比范圍內，并對粗細骨料進行嚴格控制，保證粒徑不超標。

②砼的拌合。16m預制空心板箱梁采用的是C50砼，拌合采用一臺750L強制式攪拌機（自動計量配料）進行拌合。

③砼的運輸。砼的運輸采用砼輸送罐車運至現場，卸入吊斗，然后由龍門架提升吊斗進行灌筑。先澆底板，用平板振動器振搗密實后，立即進行內模安裝，內模安裝必須在底板砼初凝前安裝完。進行腹板與頂板砼澆筑從板的一端向另一端澆注，采用附著式振動器振搗密實。錨墊板處要有專人負責，精心操作，確保密實。混凝土澆注完畢后，應注意養護，經常在板及養護毯上灑水，保持濕潤。

④砼澆筑。空心板梁砼的澆筑程序：底板一腹板根部一腹板一頂板。澆筑底板時，采用平板振動器配合插入式振搗器振搗密實后，立即進行內模安裝，內模安裝必須在底板砼初凝前安裝完。由于梁肋斷面小，鋼筋密，加上管道占據一定的空間，砼不易搗實，砼的下料要特別講究，澆筑面時從梁的一端逐步向另一端或從中間向兩頭推進，砼的灌注面要拉出25%～40%的斜坡，把漿用鏟向前引導，后面逐步投料振搗，切忌亂投料。采用附著式振搗器振搗，振搗時切忌側模振動時間過長（30-40s）造成過振，不但漏漿嚴重，外模易損壞，而且容易造成內模上浮。砼的坍落度必須控制在8～12cm內，過大也會造成內模上浮。

⑤砼的養護。頂板混凝土灌注完畢開始初凝時，需用搓板再次進行收平搓毛。采用覆蓋澆水養生，并派專人負責，保持其濕潤，養生時間不少于7d。

⑥拆模。梁體砼經養護抗壓強度達到2.5MPa以上后，方可拆外模，利用龍門架拆模，人工配合，嚴防損傷梁體及模板。為防止模板撞擊梁體造成損傷，在底座兩側埋設拉鉤，利用5T倒鏈將側模拉開，然后再利用龍門吊將模板移走。拆除外模后及時進行梁端及翼板邊緣鑿毛。

（6）鋼絞線下料、遍束及穿孔。鋼絞線進場應有合格證書，并按規范要求取樣試驗，合格后報監理工程師，監理認可后方可使用。①鋼鉸線下料：下料長度應準確，每端要加0.7m的工作長度，宜采用切斷機或砂輪鋸，不得用電弧切割，以防熱損傷。②鋼絞線編束與穿孔：鋼絞線應梳整分根、編束，并在每根鋼絞線兩端進行編號，每隔5m左右綁扎鐵絲，使編扎成束順直不扭轉。編束后的鋼絞線應順直按編號分類存放。預應力束要求無損壞、無污物、無銹蝕。穿束用人工進行，如若困難采用卷揚機牽引，后端用人工協助。

（7）預應力張拉。待梁體砼強度達到設計強度的90%，且齡期不少于8d后方可進行主梁預應力張拉施工，張拉采用YCW150型千斤頂，配精度1.5級60MPa壓力表。預應力張拉以應力控制為主，張拉伸長值校核，上拱度參考。

①張拉采用同步兩端張拉，對稱分批進行，待終拉控制應力穩定后錨固。

②張拉程序：0→10%σcon→σcon（持荷2min錨固）。張拉順序為：100%2→100%1。

③預應力鋼絞線的實際伸長值，宜在初應力為10%σcon時開始測量，但必須加上初應力以下的推算伸長值，張拉噸位下的鋼絞線理論伸長值：△L=PP·L/（APEP）式中：△L為鋼絞線的理論伸長值（mm）；PP為鋼絞線的平均張拉力（N）；L為鋼絞線的長度（mm）；AP為鋼絞線的截面積（mm2）；Ep為鋼絞線的彈性模量（N/mm2）；Pp=P（1-e（kx+μe））/（kx+μe），式中：Pp為預應力筋平均張拉力（N）；P為預應力筋張拉端的張拉力（N）；x為從張拉端至計算截面的孔道長度（m）；θ為從張拉端至計算截面曲線部分切線的夾角之和（rad）；k為孔道每米局部偏差對摩擦的影響系數，預埋金屬螺旋管道時取0.0015；μ為預應力筋與孔道的摩擦系數，當為鋼絞線時取0.2～0.25；實際伸長值△L=（△L2-△L1），△L1為10%σk的實測伸長值（mm），△L2為100%σk的實測伸長值（mm）。實際伸長值與理論伸長值之差控制在6%以內為合格，否則暫停張拉，待查明原因采取措施加以調整后，方可繼續張拉。④張拉注意事項：張拉前檢查梁體混凝土是否達到張拉強度，錨墊板下砼是否密實。清除錨墊板上的混凝土，并檢查是否與孔道垂直，如超過3mm，則需加扁墊板補平；計算張拉噸位下的鋼絞線理論伸長值，計算按有關規定執行。編束時，保持每根鋼絞線之間平行不纏繞，每隔1.0～1.5m用20#鐵絲綁扎，在每束的兩端2.0m范圍內，保證綁扎間距不大于50cm；在確定千斤頂的拉力時應考慮錨口摩阻、孔道摩阻等因素的影響，這些增加的的損失以增加2.5%的控制應力解決；預應力鋼絞線采用應力控制方法張拉時，應校核預應力鋼絞線的伸長值，預應力鋼絞線的實際伸長值，宜在初應力為10%σcon時開始量測，但必須加上初應力以下的推算伸長值；張拉順序遵循對稱分批、先上后下的原則；錨具用錨環和夾片使用前應進行硬度試驗；千斤頂、油泵、壓力表按要求作定期校驗標定，張拉力按標定曲線取值或按回歸方程計算；張拉前認真檢查張拉系統，做到安全可靠，千斤頂后禁止站人，并制定詳細的安全措施和操作規程；張拉時兩端應同步同束，一次到位。夾片均勻平齊，松緊程度一致，工具夾片安裝前涂退錨靈；卸荷時要均勻緩慢，滑絲、斷絲數量不得超出規范要求，否則應放張更換鋼絞線重新張拉，鋼絞線回縮量不宜超過6mm；鋼絞線用砂輪切割機割除并保證外露長度不小于30mm，嚴禁用電弧焊切割。用砼將錨具封住以防銹蝕。

（8）孔道壓漿。管道壓漿在預應力鋼筋張拉完成和監理工程師同意壓漿后立即進行，一般在張拉完畢后停10h左右，觀察預應力筋和錨具穩定后即可進行，一般不超過48h。

①水泥漿液。本橋預應力為有粘結，漿液拌制應根據經批準的配合比嚴格計量。漿液配合比并應滿足規范規定的水灰比為0.4～0.45（當摻入減水劑時可減小至0.35），強度不低于50MPa。水泥漿稠度控制在14～18s之間，攪動后3h泌水率應控制在2%之內，最大不超過3%，泌水應在24h內重新全部被漿吸回。施工時灰漿要過篩，儲放在漿桶內，低速攪拌并保持足夠數量，水泥漿自拌制至壓入孔道的延續時間控制在30-45min范圍內，水泥漿在使用前和壓注過程中應連續攪拌。

②壓漿設備。壓漿設備為活塞式壓漿泵，禁止使用壓縮空氣，壓漿最大壓力控制在0.5～0.7MPa。當孔道較長或采用一次壓漿時，最大壓力為1.0MPa。砂漿攪拌機拌水泥漿。

③壓漿前檢查。用水沖洗預應力孔道，并排除積水，用壓縮空氣吹干管道。

④壓漿。壓漿時根據預留壓漿孔位，遵循從最低點壓漿孔壓入，由最高點的排氣孔排出和泌水，壓漿順序先壓下層孔道。壓漿要緩慢、均勻連續進行，不得中斷，直至另一端有原漿冒出后封閉，同時應保持不小于0.5MPa的一個穩壓期，不少于2min。比較集中和鄰近的孔道，宜連續壓漿完畢，以免串到鄰孔后水泥漿凝固，堵塞孔道。同時每工作班應制作3組試件作為評定依據。壓漿完畢后清除干凈錨具及壓漿設備。壓漿中途發生故障，不能連續一次壓滿時，應立即用壓力水沖冼干凈處理后再壓漿。水泥漿按規定制作試塊，以檢查其強度是否達到設計要求。壓漿后應從檢查孔抽查壓漿的密實情況，如有不實，應及時處理和糾正。在管道壓漿前或壓漿強度未達到設計要求，不得移運和吊裝。壓漿后應先將錨具周圍沖洗干凈、端頭砼鑿毛，按設計要求將鋼筋綁扎好，進行封錨處理。

（9）空心板吊運、存放及運輸。當梁體砼強度達到設計要求（100%）時，用龍門吊運至存梁場或運梁車喂梁。主梁吊運按兜托梁底起吊法考慮，采用符合要求的鋼絲繩編插兩點閉合，單股使用。吊點位置距梁端不大于1.0m。

①梁板轉移：梁板轉移時間與吊裝方法必須嚴格按照規范要求進行。梁板轉移或裝車采用龍門吊吊裝。梁板轉移時間應在灌漿、封錨完成后砼達到一定強度后進行。

②梁板存放：梁板存放時按照梁板型號及預制時間進行分區堆放，在梁板側面支座部位上采用固定格式梁板信息欄，注明澆注時間、使用部位及型號等信息，并建立臺賬，便于查對。梁板臨時存放時嚴格照設計要求確定臨時支座位置進行存放。梁板存放時用固定物嵌緊卡死，不能松動。梁板重疊堆放時不超過兩層。

③梁板運輸：梁板的運輸應采用特制的運輸車及穩定的牽引裝置，并由專業吊裝工將梁板固定在運輸車上，轉運過程中應均勻慢速前進，梁板前后端要有專人看管、指揮，確保安全。

3.結語

通過本項目案例實施分析，從梁場的布置到詳細的施工組織，再到合理的施工方法和施工工藝控制。達到了理想的施工進度水平，平均每月施工生產60片空心板。質量控制要求，空心板整體質量穩定，混凝土外觀達到業主標準要求。