田西高速公路標準化預制箱梁工藝

熊紹鑫、殷慧茹

（廣西葛洲壩田西高速公路有限公司，廣西 百色 533500）

1 工程概況

廣西田林至西林（滇桂界）高速公路PPP 項目總承包項目部為打造“品質工程”，在各施工項目部推廣標準化預制箱梁施工工藝，主要內容來源交通運輸部主推的《品質工程橋梁預制構件質量提升技術和管理指南（征求意見稿）》，并增加智能養護、智能張拉、智能壓漿等先進手段，極大地保障了工程質量。以田西高速公路施工三分部三號梁場為實例，闡述田西高速公路標準化預制箱梁施工工藝。施工三分部三號預制梁場采取流水線工廠化布置，實現預制梁流水作業。自梁場大樁號進口依次為存梁區、40m 箱梁預制區、材料儲存區、鋼筋加工區、25m 箱梁和30m 箱梁預制區、存梁區。3梁場承擔預制梁板生產任務量為860 片，其 中25m 箱梁200 片，30m 箱 梁276 片，40m 箱梁384 片，廠內配套臺座48 個，滿足箱梁生產需求。8臺龍門吊，其中10t2 臺，75t2 臺，100t4 臺。

2 主要材料

預制小箱梁混凝土：C50。

鋼筋：HRB400，直徑d=10、12、16、20、22mm 五種規格。

預應力鋼絞線：采取常規預應力用鋼絞線，φ15.2（1×7）mm。

波紋管：塑料波紋管（聚氯乙烯）。

錨 具：M15-6、M15-5、M15-4、M15-3 型夾 片式錨具。

壓漿強度：28d 抗壓強度不低于50MPa。

3 預制箱梁施工工藝

3.1 鋼筋工程

3.1.1 鋼筋加工

為提高預制箱梁鋼筋的加工精度，以常規機械彎曲、數控鋼筋調直切斷機及數控彎曲機配套設置的方式，提高加工精度和工效。

3.1.2 鋼筋綁扎胎具

頂板鋼筋、底腹板綁扎采取胎具定位，胎具可以采用角鋼制作，按施工圖紙的尺寸要求，在角鋼上定位刻槽，用刻槽限定縱橫向水平的位置，腹板鋼筋的縱向水平筋定位采用“卡位”的形式，可使主骨架綁扎安裝間距誤差可控并大量節約綁扎時間。

3.1.3 鋼筋保護層控制

在胎模上定位綁扎腹板、底板鋼筋；鋼筋保護層厚度控制采用C50 穿心圓形混凝土墊塊，墊塊內徑比箍筋大2mm，墊塊相互錯開、分散呈梅花形布置，需增設側面及底面的墊塊，每平方米最少5 個，綁扎墊塊用的鐵絲頭側向內模。

3.1.4 預應力管道定位

預應力孔道采用塑料波紋管（聚氯乙烯），必須保持良好線形。管道用定位鋼筋等間距定位，按圖紙定位U 形筋位置，并通過U 形筋定位波紋管，曲線段0.5m 一道U 形筋，直線段1m 一道U 形筋。波紋管接頭處先采用大一號聚氯乙烯塑料波紋管套住，再采用熱接機熱接，接口牢固不漏漿。

3.1.5 鋼筋綁扎

綁扎采用梅花形方式交錯扎接，腹板鋼筋綁扎鐵絲必須內扎。頂板鋼筋綁扎采用梳直板對橫向連接鋼筋進行定位，采用在外模上預留標準孔的方法定位橫向及端頭連接鋼筋，確保預埋鋼筋的準確定位。

3.1.6 鋼筋安裝

吊架采用合金鋼制作，吊架長度為45m，適用于該梁場所有梁型，采用整體吊架方式對底腹板、頂板鋼筋分別進行安裝。吊架縱向承重梁上分設若干吊環，一般吊環為1m 一個，可以適當加密，吊環越密越能有效避免吊裝對鋼筋骨架的變形影響。鋼筋綁扎圖見圖1，鋼筋整體吊裝圖見圖2。

圖1 鋼筋綁扎圖

圖2 鋼筋整體吊裝圖

3.2 模板工程

3.2.1 底模與側模連接

側模采取龍門吊分節吊裝、移位、磨合及拆除，模板接頭處用螺栓緊固，對準模板縫隙避免錯臺，模板接縫處采用專用止漿條粘貼。采用高強對拉螺栓對預制梁臺座和側面模板進行對拉緊固。模板上口采用精軋螺紋鋼對拉加固，側模底部設置可調底托加固，保證模板的整體穩定性及便于拆模。

3.2.2 側模及底板打磨

模板如果是第一次使用，需采用噴砂20 除銹機進行打磨，模板打磨要求清除表面浮銹和模板面板膜，必須達到拋光效果。

脫模劑采用轉基因植物油或者機油和柴油的混合油，用羊毛滾軸涂刷，要求涂刷均勻一致，不流淌也不露點。鋼筋骨架整體吊裝入模前1h，用棉紗布對模板進行二次擦拭，避免由于附著灰塵過多影響脫模效果。側面及底板安裝見圖3。

圖3 外模安裝

3.2.3 端模及內模安裝

箱梁端模與側模之間采用螺栓緊固，模板間裂縫使用止漿條進行粘貼，嚴禁漏漿。利用龍門吊將拼裝好的箱梁內模整體平穩吊裝入模內。

3.2.4 安裝壓桿

為防止鋼筋及內模上浮，在箱梁頂板上設置壓桿，每隔8～10m 設置一道。壓桿使用兩根200 槽鋼并連，用固定高強螺栓拉桿對拉，為防止壓桿側移，在壓桿與內模之間制作專用支撐腿。模板整體就位后，對模板全長、中心線、內外模寬度及模板端頭進行復測，逐一緊固連接螺栓及拉桿，調整側面的垂直狀態。

3.2.5 安裝襯管

澆筑混凝土前，在波紋管內穿入內襯管，可以在管路封堵時通過內襯管完成張拉，并在錨墊板與波紋管交接處填充泡沫膠，以保證預應力孔道的完整性。腹板混凝土澆筑前對內模進行驗收見圖4。

圖4 腹板澆筑前內模定位驗收

3.3 混凝土工程

預應力混凝土質量控制是檢測工作的難點所在。在施工過程中要嚴格控制原材料的質量，原材料必須檢驗合格才可使用，碎石要水洗。施工過程控制也是重點，鋼筋綁扎、預應力管道架設、模板、養生等都對預應力混凝土質量產生影響。

3.3.1 配合比及坍落度要求

按照技術規范和設計圖紙的要求，進行預應力混凝土的配合比設計。在配合比設計時，應充分考慮施工水平、和易性、流動性、工作性、抗裂性、泵送能力、耐久性以及當地的氣候條件（夏季濕熱，常年晝夜溫差大）等影響因素，設計出適宜、穩定的混凝土配合比。采用西林縣境內當地砂石料場生產的石灰巖碎石，總承包項目部自建周邦料場所產精品機制砂，本地普通硅酸鹽水泥配置C50 混凝土，混凝土的入模坍落度控制在160～200mm。

3.3.2 混凝土澆筑

預制箱梁混凝土采用龍門吊吊料斗布料，由梁的一端向另一端水平分層、縱向分段澆筑，先底腹板再頂板；在梁端4m 開始布料，避免混凝土漿液聚集到梁端，造成梁體強度不足或者積累大量混凝土水印。腹板澆筑時，兩側同步進行。在腹板澆筑完成后停3～5min，使腹板混凝土充分沉落后再澆頂板，可有效避免腹頂板交界處的縱向裂紋。

3.3.3 混凝土振搗

按照箱梁長度分兩側布置附著式振搗器，間距為1m，距底板1/3 腹板高度。間斷式開啟振搗器，每次振15～20s，停5s，再振動。每層混凝土振6～7 次。附著式振搗器開動的時機以灌注混凝土的長度為依據，不得空振模板。采取邊下料邊振搗的方法處理鋼筋密集處或插入式振動棒振搗不到的地方。附著式振搗器和50 型插入式振動棒配合使用，振動棒間距是影響半徑的1.5 倍，采取快插慢拔的方式，振搗時避開波紋管、鋼筋及模板。澆筑頂板混凝土時，嚴禁開附著式振搗器，振搗用插入式振動棒，隨振隨平整。

3.3.4 混凝土拆模

帶模養護達到2.5MPa 以上強度，一般在18～24h，具體時間可根據試驗數據確定。達到拆模強度后，人工配合龍門吊進行模板拆除。

3.3.5 梁板表面處理

梁體頂面混凝土澆筑完成后，宜在初凝前對頂面進行收漿、抹面、拉毛處理。

3.3.6 混凝土養生

預制箱梁臺座內置具有專利知識產權的噴淋系統，打開自動噴淋系統后，噴頭自動伸出臺座，加壓實現對腹板噴淋養生。頂板及梁端采用搖擺噴頭進行灑水，同時對頂板采用土工布覆蓋，避免水分蒸發過快。噴淋系統按照設定15min 噴淋一次，養護用水隨設置的排水系統回流三級沉淀池，第三級沉淀池為噴淋系統取水池，實現養生用水循環使用，達到節約用水目的。

3.3.7 混凝土表面鑿毛

拆模后，采取手持式電錘或者專用鑿毛機對梁端、翼板及濕接縫處混凝土進行鑿毛，鑿毛離混凝土邊緣2～3cm 左右，該工程使用紅外激光放線或者拉線垂形式來控制鑿毛邊線。

3.3.8 梁體編號

預制梁張拉壓漿完成后，在預制梁體的同一側，標識牌規格一般為 80cm（寬）×60cm（高），用紅色油漆噴涂該預制梁的基本情況：施工單位+梁場名稱、橋梁名稱+箱梁編號、澆筑日期、張拉日期、壓漿日期、監理單位+責任人。

3.4 預應力工程

3.4.1 張拉前準備工作

穿束：用高壓鼓風機清理波紋管管道，按設計圖紙加工計算下料長度。采用管線穿束機進行穿束，大型切割機下料。對每束、每根鋼絞線兩端均進行標記，根據標記進行編束，嚴禁交纏。

安裝錨具：錨具對準錨墊板中心定位安裝，同時安裝配套夾片，確保鋼絞線垂直于錨具及錨墊板，夾片平順。

千斤頂、油泵安裝：千斤頂、油泵需配套，定期或按次數進行校定，不同套千斤頂及油泵不得混用。先裝限位板，再裝千斤頂，施工人員完成確認并設置好自動張拉程序后，開始張拉。

3.4.2 張拉強度確定

張拉時機根據同養試件抗壓強度結果確定。梁混凝土澆筑過程中在現場成型試件，同條件養生試件同混凝土構件放在一起，一同養護。張拉前，對同條件養生試件做抗壓強度試驗，滿足張拉強度要求方可進行預應力張拉。必要時，進行混凝土彈性模量試驗，以混凝土的彈性模量指導預制梁張拉。

3.4.3 張拉操作流程

采用智能張拉工藝，實現雙向同步智能控制張拉應力、伸長量，并直接將數據上傳至數據中心，實時對張拉質量進行把控。超過預定控制范圍，預警上報，打破地域限制，可對張拉進行實時跟蹤與控制，便于及時糾正出現的錯誤。

鋼絞線張拉采用智能數控張拉設備，具備數據上傳及智能張拉功能，控制2 套4 臺千斤頂同步張拉，鋼束采用兩端對稱張拉，實現張拉力、延伸率雙控，張拉順序為N1—N3—N5—N2—N4 號鋼束。該設計張拉控制應力分為三級，分別為10%、20%、100%。達到控制應力后，持荷5min 錨固。張拉完成后，采用砂輪機切割鋼絞線，預留外露長度3～5cm。

3.4.4 管道壓漿

管道壓漿采用大循環壓漿工藝，使用智能壓漿機，自動稱量壓漿劑、水泥和水的用量，智能攪拌、壓漿和穩壓。

智能壓漿機可實現連續循環壓漿，確保壓漿無空洞，對壓漿壓力、時間進行精準控制，并實現過程的實時監測。一旦監測水膠比、壓力、時間、流量出現問題，智能壓漿控制系統會及時發出警報。孔道壓漿可以采用壓漿料或者水泥+壓漿劑，三號梁場采用M50壓漿料，降低拌制過程中的質量風險。同時在現場取樣成型壓漿試件，壓漿試件至少成型三個臨期，28d 臨期不少于兩組，監理單位按梁體數量進行抽檢。

3.5 質量檢驗

每片預制箱梁在澆筑過程中成型3 組標養試件、1組同養試件，待臨期達到后進行抗壓強度檢測，7d 臨期提梁以前進行鋼保、回彈檢測，及時匯報數據到項目部，如有偏差及時做出工藝調整。

施工單位試驗室配備孔道壓漿飽滿度儀，對預應力梁孔道壓漿飽滿度進行系統測試，可快速準確地測試出壓漿飽滿度數據，從而達到質量控制的目的。該工藝可消除堵管、大幅提高飽滿度指標，壓漿飽滿度可滿足＞90%的要求。孔道壓漿采用真空吸漿工藝，確保灌漿的飽滿度，提高鋼絞線的耐腐蝕性。

4 結語

通過落實標準化施工工藝，預制箱梁質量基本實現品質工程目標，鋼筋保護層合格率、強度等指標滿足施工技術規范要求，內實外美。

標準化施工工藝涉及的因素比較多，實現最初的目的，關鍵在于搶抓落實，每個工藝步驟都精耕細作，各級管理層嚴格監督，對要點著重部署，不斷加強管控人員的質量意識。

標準化預制箱梁工藝來源于鐵路及高速公路項目“品質工程”提倡的工廠化工藝，是未來高速公路建設的大趨勢，工廠化、集約化、數控化會更多地用于高速公路場站建設。