國道橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁預(yù)制施工與安裝

姚平

（山東省青島市黃島區(qū)交通運輸局，山東 青島 266400）

0 引言

預(yù)制箱梁作為公路橋梁中較為常見的結(jié)構(gòu)形式，其施工質(zhì)量必須得到保證，以免影響到橋梁的正常建設(shè)與使用。

預(yù)制箱梁的施工涉及預(yù)制、安裝兩大關(guān)鍵階段，各自又包含諸多細(xì)分內(nèi)容，施工技術(shù)要點較多。作為工程人員，應(yīng)從全局的角度出發(fā)，加強對預(yù)制箱梁施工技術(shù)的探索，準(zhǔn)確把握施工技術(shù)應(yīng)用方法，將各項工作有效落實到位，以保證預(yù)制箱梁的施工質(zhì)量。

1 工程概況

某國道項目主線全長20.37km，沿線橋梁采用預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，規(guī)劃箱梁預(yù)制場1 處，設(shè)12 個30m箱梁臺座，12 個16m 空心板臺座，配套2 臺60t 龍門吊和1 臺10t 龍門吊，存梁區(qū)可存梁總量約為32 片。根據(jù)工程規(guī)劃，采取工廠分體焊接、現(xiàn)場拼裝與吊裝到位的作業(yè)方案，建立集預(yù)制、安裝多階段于一體的流程化作業(yè)模式，以便順利將預(yù)制箱梁設(shè)置到位。

2 預(yù)制箱梁施工工藝流程

箱梁預(yù)制—質(zhì)量檢驗—裝載與運輸（采用運梁車）—安放支座—吊裝箱梁—檢查安裝效果。按照該流程重復(fù)施工，最終將各片箱梁安裝到位，建成完整的、穩(wěn)定的箱梁結(jié)構(gòu)體系。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的預(yù)制

3.1 鋼筋加工

3.1.1 鋼筋下料

根據(jù)鋼筋大樣圖準(zhǔn)確控制下料尺寸，按照先下長料、后下短料的順序依次進(jìn)行，將鋼筋加工時的損耗降到最低。鋼筋下料設(shè)備采用數(shù)控鋼筋切斷機(jī)，由專員按要求操控設(shè)備，得到尺寸合適的鋼筋。

3.1.2 鋼筋連接

（1）鋼筋接長時，根據(jù)鋼筋接頭的直徑采取適宜的接長方法，該值≥25mm 時采取直螺紋套筒機(jī)械連接的方法，該值≤25mm 時采取電弧焊雙面焊接的方法，由于現(xiàn)場作業(yè)空間有限或其他原因而無法進(jìn)行雙面焊時，調(diào)整為單面焊接，但要控制搭接量，保證鋼筋接長后的穩(wěn)定性。

（2）受力鋼筋的接頭錯開布置，并設(shè)置在內(nèi)力較小處。受力鋼筋設(shè)在接頭長度區(qū)段內(nèi)時，嚴(yán)格控制接頭的截面面積，要求其不超過總截面面積的1/2。

（3）電弧焊雙面焊接時，將鋼筋搭接端部折向一側(cè)，經(jīng)過調(diào)整后，使接合鋼筋的軸線一致；焊縫寬度不小于0.8d、焊縫厚度不小于0.3d（d 為鋼筋直徑）；由具有資質(zhì)的焊工參與，提升焊接的規(guī)范性，焊接期間產(chǎn)生的焊渣均要被清理干凈。

（4）在采取直螺紋套筒連接方法時，先切平鋼筋端部，再加工螺紋，確保安裝后外露螺紋不大于螺距的2 倍。

3.1.3 骨架的制作

鋼筋骨架制作在專用胎架上完成，再以吊裝的方法轉(zhuǎn)至制梁臺座，準(zhǔn)確到位。底腹板胎架骨架以DN50 鋼管和50 角鋼為原材料制作成型，在角鋼上刻槽，用于控制縱橫向水平筋的間距，以便準(zhǔn)確布置到位。以DN70 鋼管為原材料，經(jīng)焊接后構(gòu)成底腹板鋼筋骨架的吊架，再于下方1.5m 的位置設(shè)吊鉤，提升鋼筋骨架的穩(wěn)定性，防止其在吊裝期間發(fā)生變形。底腹板鋼筋骨架的綁扎在胎架上完成，鋼筋保護(hù)層施工材料的標(biāo)號與梁體部分一致，采用穿芯式混凝土墊塊。

3.1.4 預(yù)應(yīng)力波紋管的安裝

（1）根據(jù)設(shè)計給定的坐標(biāo)準(zhǔn)確控制預(yù)應(yīng)力波紋管的安裝位置，在確認(rèn)安裝位置無誤后，用“井”形定位筋予以固定；接頭連接材料選用波紋管，用膠帶纏繞接縫部位，保證該處有足夠的嚴(yán)密性，以免漏漿（若漏漿將誘發(fā)波紋管堵塞問題），具體安裝情況見圖1。

圖1 預(yù)應(yīng)力波紋管安裝示意圖

（2）根據(jù)制梁臺座上預(yù)應(yīng)力波紋管起彎點的位置，準(zhǔn)確定位波紋管，以便在指定的位置將波紋管安裝到位。根據(jù)預(yù)留孔洞精準(zhǔn)定位梁端頭波紋管，預(yù)留長度約為10cm，不可過長。施工期間可能由于擾動而導(dǎo)致梁端預(yù)留波紋管受損，應(yīng)加強防護(hù)措施。

（3）梁端在張拉期間可能因張拉應(yīng)力的作用而出現(xiàn)異常，為避免該問題，用錨下螺旋筋和加強鋼筋網(wǎng)定位牢固。

3.2 模板安裝

第一，預(yù)制箱梁模板采用厚度不小于6mm 的整體鋼模，側(cè)模長度略大于設(shè)計梁長20cm。為適應(yīng)不同梁長的需求，適量配備相應(yīng)長度的模板調(diào)節(jié)塊，以便根據(jù)實際施工情況靈活搭配。模板安裝采取分節(jié)式吊裝的方法，有效擰緊接頭處的連接螺栓，保證該部位的嚴(yán)密性，并用雙面膠帶粘貼，以免在混凝土澆筑時漏漿。在模板下口設(shè)對拉螺栓，與模板預(yù)留槽鋼對拉固定，提升整體穩(wěn)定性；此外，上口對稱布設(shè)拉桿，進(jìn)一步增強穩(wěn)固效果[1]。第二，模板安裝按照“先端模、后側(cè)模（腹板、翼板）”的基本流程有序進(jìn)行，每處安裝后均安排檢查，確保模板位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠。端模與側(cè)模的拼縫處易漏漿，需用雙面膠帶做密封處理。第三，預(yù)應(yīng)力波紋管穿過端模，預(yù)留長度控制在10cm 左右。考慮到施工期間波紋管可能發(fā)生變形的情況，提前穿入直徑略小于波紋管內(nèi)徑1cm 的內(nèi)襯管，用該材料達(dá)到支撐波紋管的效果。第四，各模板安裝后，做全面的檢查，包含模板的順直度、板間接縫、預(yù)留孔洞的位置、模板與臺座的接縫量等，要求各方面均無誤，否則需予以處理。

3.3 混凝土工程

3.3.1 混凝土澆筑

（1）正式澆筑混凝土前，再次檢查模板、預(yù)應(yīng)力波紋管等各類已安裝設(shè)施的實際情況，從位置準(zhǔn)確性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、數(shù)量充足性等多個方面做出判斷；此外，檢查混凝土澆筑全流程中所需的各類設(shè)備，包含拌和設(shè)備、運輸車輛、龍門帶吊等，均需穩(wěn)定運行，以便給混凝土澆筑創(chuàng)造良好的硬件基礎(chǔ)。

（2）拌和站根據(jù)工程施工要求拌和混凝土，通過質(zhì)量檢驗后用罐車運輸，用龍門帶吊裝料斗，向指定位置布料。以“水平分層、縱向分段”的方法有序澆筑混凝土，逐層把控施工質(zhì)量。通常，分段長度為4～6m，從梁的一端開始分層有序澆筑，逐步向另一端推進(jìn)。優(yōu)先安排底板混凝土的澆筑，再轉(zhuǎn)向腹板，腹板處的水平分層厚度不宜大于30cm，并加強施工協(xié)調(diào)，控制層間澆筑間隔時間，在下層混凝土初凝前需要將上層的澆筑工作落實到位。在距梁端4～5m 的位置，為避免水泥漿聚集而導(dǎo)致梁端局部強度異常，應(yīng)從梁的一端開始布料，有序施工[2]。

圖2 箱梁混凝土澆筑示意圖

3.3.2 混凝土振搗

（1）振搗采取以附著式振動器為主、插入式振搗器為輔的綜合方案。其中，梁端第一個附著式振動器距梁端800mm，按照1.5m 的間距有序布設(shè)，上下錯開30cm。支座部位的混凝土可能由于振搗不充分而缺乏密實性，因此在端模臨近支座處增設(shè)振動器。為使混凝土有效吸收振動力，將附著式振動器與側(cè)模振動架密貼。以交錯布置的方式布設(shè)梁端兩側(cè)的附著式振動器，若該設(shè)施與側(cè)模加勁肋位置存在沖突，則根據(jù)現(xiàn)場情況優(yōu)先調(diào)整振動器的位置。振搗時，附著式振動器不連續(xù)運行，每次作業(yè)時間控制在20～30s，停留5s 后再次振動，按照此方法做多次振搗處理。通常每層振搗3～4 次較為合適。

（2）局部鋼筋分布密集，需邊下料邊振搗。鑒于大型振搗設(shè)備難以深入內(nèi)部的局限性，采用小型插入式振動器做振搗處理，保證振搗的充分性。對于錨墊板后鋼筋密集區(qū)，該部分的振搗采用的是φ30mm 振動棒，在保證振搗有效性的同時，減小振搗力造成的不良影響。在負(fù)彎矩齒板的澆筑過程中，加入內(nèi)襯管，目的在于防止注入的混凝土流入預(yù)留管道。除此之外，針對腹板與翼板的連接部位以及其他各類不易振搗的區(qū)域，均采用插入式振搗器做振搗處理。無論何處的振搗，作業(yè)人員均規(guī)范作業(yè)，控制振搗點位和深度，不可碰觸波紋管。此外，振搗時由專員來回拖動PVC 內(nèi)襯管，目的在于防止管道破裂。待混凝土表面無氣泡、無明顯下沉、有泛漿現(xiàn)象時，可結(jié)束振搗。

3.3.3 頂面收漿、刷毛

梁體混凝土澆筑后，用木抹子對梁頂收漿，再用鋼抹子壓光；密切觀察混凝土的狀態(tài)，在初凝前安排二次收漿；在前述基礎(chǔ)上，用專用鋼絲刷做刷毛處理。

3.3.4 拆模

混凝土帶模養(yǎng)護(hù)至2.5MPa 后，進(jìn)入拆模環(huán)節(jié)。模板拆除采取龍門吊和人工相綜合的方案，遵循“先支后拆、后支先拆”的原則，先拆除上下拉桿和接縫螺栓，松掉可調(diào)絲桿，有序拆除。為避免拆模時產(chǎn)生潛在質(zhì)量隱患和安全隱患，要求拆模人員規(guī)范作業(yè)，禁止用大錘強行敲擊模板，同時注重防護(hù)，以免梁體由于與模板發(fā)生磕碰而受損，拆除后采取支撐措施，有效保證梁體的穩(wěn)定性。

3.3.5 養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)方法的合理與否直接影響到梁體混凝土的成型狀態(tài)，因此做好養(yǎng)護(hù)工作尤為關(guān)鍵。夏季氣溫較高，為控制混凝土的內(nèi)、外部溫度，采取灑水養(yǎng)護(hù)的方法，翼板頂部覆蓋土工布并灑水，翼緣板下部及腹板噴淋降溫，局部盲區(qū)以人工灑水的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，要求養(yǎng)護(hù)全流程中梁體混凝土始終保持濕潤的狀態(tài)。

3.4 預(yù)應(yīng)力張拉

預(yù)應(yīng)力張拉前，先校驗張拉機(jī)具，如千斤頂和壓力表，保證各自均有足夠的精度。經(jīng)同條件養(yǎng)護(hù)試件抗壓強度試驗后，根據(jù)該結(jié)果有效控制張拉的混凝土強度。在同時滿足混凝土強度達(dá)設(shè)計值的85%、齡期至少達(dá)7d 的要求后，可正式安排張拉。

預(yù)應(yīng)力張拉采用的是預(yù)應(yīng)力智能數(shù)據(jù)張拉設(shè)備，遵循“雙控”原則，以張拉力為主要控制指標(biāo)，用伸長量校驗，要求兩者均無誤。智能數(shù)控張拉系統(tǒng)具有自動化的特色，可及時采集鋼絞線的伸長量，將實測數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)，經(jīng)計算后確定實際伸長量與理論值的偏差，正常狀態(tài)下該偏差在±6%以內(nèi)，若超出則隨即暫停張拉，分析原因后妥善處理，例如測定預(yù)應(yīng)力筋的彈性模量、再次校驗千斤頂，直至鋼絞線的伸長量得到有效的控制為止。每完成一束鋼絞線的張拉后，隨即檢查，判斷是否存在滑絲、斷絲的異常狀況，要求每束的滑絲或斷絲的數(shù)量≤1 絲，否則不滿足要求，需更換鋼絞線并再次安排張拉。經(jīng)檢查，在確認(rèn)張拉效果良好的前提下，用砂輪機(jī)冷切割端頭多余的鋼絞線，預(yù)留量控制在3cm，隨即錨固封閉。

3.5 壓漿封錨

預(yù)應(yīng)力張拉后，在48h 內(nèi)安排壓漿。壓漿前先做好準(zhǔn)備工作，如用高壓水清理孔道，使其保持潔凈；清理壓漿設(shè)備，以免殘留積水和殘渣。而后制備漿液，正式壓漿。經(jīng)過壓漿封錨施工后，隨即清理梁端殘留的漿液和錨墊板等設(shè)施的污垢，并對錨固段采取封閉保護(hù)措施。施工期間，要求有效振搗封錨混凝土，提升其密實性，再安排至少7d 的養(yǎng)護(hù)。部分錨具長期外露，與潮濕空氣持續(xù)接觸后易發(fā)生銹蝕，需采取防銹措施。

4 預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁安裝作業(yè)

預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的吊裝采用兩臺吊車，即130t吊車（甲車）和80t 以上吊車（乙車），依次布設(shè)在南、北兩端，聯(lián)合作業(yè)。

鋼箱梁吊裝的作業(yè)要點：

吊裝前，根據(jù)現(xiàn)場踏勘記錄制定可行的運梁行走路線，規(guī)劃的運梁通道應(yīng)具有良好的通達(dá)性，平整度、寬度、轉(zhuǎn)彎半徑等均要滿足要求，以便提供良好的基礎(chǔ)條件，保證吊車及重型運梁車有序進(jìn)入現(xiàn)場。此外，還需做好如下準(zhǔn)備工作：清理支座墊石表面，達(dá)到潔凈、平整的狀態(tài)；根據(jù)設(shè)計要求測放墩臺帽支座線和梁板邊線，將其作為梁板安裝時的參照基準(zhǔn)，保證安裝的準(zhǔn)確性；準(zhǔn)備適量的支座，配套厚度在3mm 以內(nèi)的鋼板，在支座平整度不足時支墊；檢維修吊車和運梁車，要求各類設(shè)備均可正常運行[3]。

富有秩序性地吊裝，為此確定如下吊裝工藝流程：梁板質(zhì)量檢查—裝載、運輸（采用運梁車）—安放支座—吊裝箱梁—檢查安裝效果。應(yīng)加強協(xié)調(diào)，增強各環(huán)節(jié)的銜接緊密性，縮短中途不必要的間隔時間。

吊裝方法：根據(jù)測量放樣結(jié)果將支座安裝到位；測量校核支座墊石標(biāo)高，若有偏差則予以調(diào)整；安裝期間加強對支座的檢查，若有移位或是其他異常狀況時應(yīng)重新吊裝；由專業(yè)技術(shù)人員跟班，及時掌握現(xiàn)場的實際情況，對支座支承狀態(tài)、空心板安裝位置等各方面均需全面把控，針對存在的問題及時采取處理措施，從點滴做起，全面保證鋼梁的吊裝效果。

吊車就位，并列停歇打開支腿，以便有效參與到鋼箱梁吊裝作業(yè)中。運梁車將鋼箱梁運至現(xiàn)場，沿坡道路倒車至緊靠甲車后停歇，車輛停穩(wěn)以防下滑。

甲車的吊裝采用兜吊法，兜吊板梁起身，緩慢落鉤使板梁所處位置在臺帽上方約0.2m 處，運梁車緩慢向后倒進(jìn)，在此期間甲車向右旋轉(zhuǎn)以便送入乙車；在確認(rèn)兩吊車位置無誤后，甲車松開吊點，乙車向需安裝的中板過渡，此時嚴(yán)格控制運行量，直至吊點中心恰好處于甲車的回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)為止。經(jīng)過前述各項動作后，雙機(jī)抬吊、變幅、旋轉(zhuǎn)落鉤就位，并按照該方法有序完成各箱梁的吊裝作業(yè)。

5 結(jié)語

綜上所述，預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁施工工藝在橋梁工程中取得廣泛的應(yīng)用，若能夠有效完成箱梁的預(yù)制、運輸、現(xiàn)場吊裝等相關(guān)工作，可有效保證箱梁乃至全橋的質(zhì)量。工程中技術(shù)人員加強技術(shù)優(yōu)化，有效完成預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的施工作業(yè)，各項工作有序進(jìn)行，達(dá)到預(yù)期要求。