高海拔高寒地區(qū)公路橋梁預制梁施工工藝

孟憲達

（河北高速公路集團有限公司承德分公司，河北承德 067000）

0 引言

近年來，我國公路建設取得了快速發(fā)展，施工標準化、集中化進程也不斷推進。其中大型預制場的標準化、智能化建設在路橋工程建設中發(fā)揮了重要的作用，對公路橋梁工程的施工質量、安全和進度有著直接的影響[1]。由于公路橋梁所在處的地質和氣候情況均不同，特別是高海拔高寒地區(qū)由于氣候條件特殊，預制梁施工質量控制難度更大[2]。因此，只有結合項目的實際情況，采取相應的預制梁施工方案，才能有效確保公路橋梁的整體質量。

1 工程概況

某項目設計等級為一級公路，位于高海拔高寒地區(qū)，主線路線設計里程7.547 km，共布設大橋2 座，橋梁長100.16 m，橋梁全長占路線里程的1.32%。

1 號大橋上部結構采用3×20 m 裝配式預應力混凝土T梁，全橋長51.08 m。橋面正寬12 m，右偏角度60°，全幅采用16 片預制T 梁，梁間正距1.529 m，梁高110 cm。預制箱梁220 片。本橋平面位于緩和曲線上，縱斷面縱坡1.2%，墩臺徑向布置。下部結構橋墩采用樁柱接蓋梁，橋臺采用肋式臺，基礎為鉆孔摩擦樁基礎。

2 號大橋上部結構采用1×20 m 裝配式預應力混凝土T梁，全橋長49.08 m。橋面正寬12 m，右偏角度90°，全幅采用16 片預制梁，梁間正距1.529 m，梁高110 cm。預制箱梁220片。本橋平面位于直線上，縱斷面縱坡-0.67%，墩臺徑向布置。下部結構橋臺采用U 形臺，基礎為擴大基礎。

2 施工工藝

2.1 梁場建設

此次施工項目位于高海拔高寒地區(qū)，需要建設橋梁2 座，共需要預制T 梁32 片，預制箱梁440 片。綜合考慮該地區(qū)的地質條件，為了按時完成施工任務，在1、2 號中橋之間位置建立預制梁場1 處，負責預制梁的施工。

2.2 鋼筋制作

預制梁鋼筋采用定位胎架進行綁扎加工，嚴格按照預制梁板鋼筋布置情況制作鋼筋胎架。該標段預制場配置4 個箱梁胎架和2 個T 梁胎架。鋼筋骨架加工成型后，通過專用吊裝工具實施吊裝作業(yè)，吊裝應勻速緩慢進行，將鋼筋骨架整體放置于制梁臺座上，并保證吊點牢固，骨架不變形。嚴格按設計圖紙和規(guī)范要求布置鋼筋，鋼筋綁扎前應安好支座墊板。鋼筋安裝中應按設計布置各類預埋件，鋼筋采用焊接的焊縫長度符合規(guī)范要求[3]。

2.3 模板安裝

預制場結合工程實際情況，配備了足量的專用模板體系，箱梁8 套，T 梁4 套，其中箱梁模板采用液壓滑模。安裝模板前，為避免底部密封不嚴出現(xiàn)漏漿，在臺座側面鋼槽內設置橡膠水管。采用龍門起重機吊裝T 梁模板，遵循勻速、緩慢、輕放的原則，避免模板產生變形。模板安裝完成后，技術人員及時對模板安裝質量、標高、平面位置等實施全面檢測，驗收通過后，根據設計規(guī)范要求安裝錨墊板，待錨墊板安裝完成后，依次安裝端頭模板和齒板模板。箱梁側模通過液壓系統(tǒng)進行安裝就位。箱梁內模安裝采用事先拼好、整體吊入的方式。

2.4 預應力管道、錨具安裝

箱梁預應力管道留設通過預埋波紋管的方式實現(xiàn)，而T 梁預應力管道則通過預埋金屬波紋管方式完成，預埋管道和鋼筋綁扎同步進行。預應力管道的制作符合圖紙、規(guī)范要求，確保管道的線型符合設計要求。波紋管連接位置，應采用直徑大一等級的波紋管嵌套連接，嵌套長度不得小于30 cm，兩端通過密封膠進行密封。波紋管具體位置根據設計圖紙中預應力筋實際坐標在模板或鋼筋上的定位曲線設置，安裝時通過鋼筋支架和特制U 形卡環(huán)實施固定[4]。

錨墊板和端模通過螺栓實施加固，以抵擋混凝土沖擊載荷作用，并對錨墊板和波紋管連接部位進行全面檢查，防止存在折線現(xiàn)象，保證預應力張拉錨具位置準確。預應力管道檢查項目及檢查標準見表1。

表1 梁體預應力管道的檢查項目及指標

2.5 混凝土配合比設計

預制梁要承受載荷、凍融、鹽漬土腐蝕等多重因素作用，混凝土原材料選擇上采用品質穩(wěn)定的硅酸鹽水泥，最大水灰比符合設計及相關規(guī)定，細骨料選擇級配良好、質地堅硬、吸水率小、顆粒潔凈的河砂，粗骨料采用質地堅硬、均勻潔凈、級配合理、粒型良好、吸水率小的碎石[5]。考慮到高寒地區(qū)混凝土的耐久性要求，混凝土含氣量控制在3.0%～4.5%之間，高海拔高寒地區(qū)混凝土表面水分蒸發(fā)快，容易導致混凝土干縮裂縫，混凝土水化速度慢，早期強度低，試配強度比平原地區(qū)提高5%。

混凝土應當在完成初步配比的基礎上，將水膠比指標增加或減少3 個百分點，并且在保持用水量不變的情況下，將含砂率增加或減少1 個百分點，這樣得出多個試拌配合比。對其進行試驗，檢測不同配合比下試驗試塊的力學性能，確定最優(yōu)力學性能的混凝土所采用的配合比作為設計值。

2.6 混凝土澆筑

混凝土通過罐車運至施工現(xiàn)場，通過龍門起重機完成入模澆筑。混凝土澆筑前應對模板支架、拼縫、對拉螺栓、平整度、穩(wěn)定性實施全面檢查。分層分段進行澆筑，每層混凝土不超過30 cm，混凝土振搗采用附著式高頻振動器和30 型、50 型插入式振搗棒相結合的方式實施振搗，最大程度保證混凝土密實度，確保混凝土施工質量。鋼筋間距較小位置，采用30 型振動捧實施振搗作業(yè)，梁腹板上方及頂板則采用50 型振動棒，具體振搗時應遠離波紋管位置，防止波紋管擾動、變形。振搗至混凝土表層不再明顯下陷、無氣泡產生，且出現(xiàn)浮漿，表層均勻、平整。

2.7 養(yǎng)生、拆模

混凝土澆筑完成之后，必須及時進行養(yǎng)生。結合梁片養(yǎng)生時間和臺座具體數(shù)量，配備足量的噴淋設備進行梁體養(yǎng)護。自適應智能噴淋養(yǎng)生系統(tǒng)是全自動、全方位、無人工的智能化噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)。頂部及端部噴淋養(yǎng)生采用搖擺式噴射器，并用軟管連接至臺座內部預埋的上水管道。混凝土強度不低于2.5 MPa 時方可拆模，其強度由技術人員通過試驗確定。

2.8 預應力張拉

預應力張拉力按照JTG 3362—2018《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》的要求進行確定。鋼絞線采用高強度低松弛鋼絞線，強度為1860 MPa，松弛率不超過0.035，設計錨下張拉控制應力為1395 MPa，單股鋼束直徑為15.2 mm，采用大噸位群錨體系。張拉施工時，確保混凝土強度不低于設計標準值的85 %，且養(yǎng)生時間超過7 d，設計強度通過實驗室獲得。

預應力鋼束張拉方式為雙控方式，即：對張拉應力及設計延伸量進行控制，具體流程為：0→初張拉10%σk→20%σk→張拉100%σk（持續(xù)加載5 min）→錨固。張拉完畢，應及時封堵預留孔，確保在48 h 內完成，若超過規(guī)定時間，應對預應力筋實施防銹處理。為確保壓漿質量，采用預應力智能壓漿設備壓漿，管道壓漿采用智能云壓漿控制系統(tǒng)。

首先，在張拉設備準備完善后，應對張拉設備進行正常性能的檢測，以保證張拉過程能夠穩(wěn)定地進行，同時綜合鋼絞線的實際使用情況和張拉設備的作用效果，計算壓力與伸長量的關系，完善信息。其次，在張拉過程中，要在兩端同時為主軸送油，調整鋼絞線和錨板與千斤頂所在位置，保證孔道模具和千斤頂?shù)妮S線處于同一水平位置上，使鋼絞線的松緊度達到設計要求，均勻受力。拉張過程中還要保證油量的持續(xù)給進，穩(wěn)定張拉效果，減少能量損失。

2.9 封錨端

孔道壓漿完成后，應及時對梁端灰漿進行清理，并全面清理支撐墊板、錨具、斷面散落混凝土，確保梁體制作質量。有封端要求的預應力梁體，待張拉及封錨完成后應及時實施封端處理，嚴禁梁體架設后封端。設置端部鋼筋網，安裝封端模板，立模后校準梁長，使梁長符合設計規(guī)定尺寸。封端混凝土強度等級必須滿足設計標準要求，若無明確規(guī)定，則應高于梁體混凝土設計強度等級的80%。封端混凝土采用插入式振動棒振搗，保證錨具位置混凝土密實度滿足要求，待混凝土初凝后應及時進行灑水養(yǎng)護。

2.10 移梁及存梁

梁片起吊采用承托兜底吊裝法，兩端對稱水平起吊。龍門起重機運行軌道必須牢固、安全、平整，保持勻速、緩慢運行。該標段預制場利用臺座存梁，48 個箱梁臺座可存梁約90 片。

3 問題分析

（1）產生問題：在預制梁施工的過程中，箱梁預制施工未出現(xiàn)問題，但預制T 梁首件施工時梁肋及翼緣板下部出現(xiàn)大量細微裂紋。

（2）原因分析：因高海拔高寒地區(qū)施工，氣溫較低，為保證梁的強度加大了水泥劑量，產生大量的水化熱；養(yǎng)生暖棚內因采取了蒸汽養(yǎng)護措施，溫度提升快，不易控制。

（3）解決措施：混凝土終凝后安排施工人員對T 梁模板進行松動，散發(fā)熱量；養(yǎng)護人員采用人工灑水的方式對梁體進行降溫（注意先灑溫水、逐步降低水溫）；設專人值班，養(yǎng)護暖棚內懸掛濕度儀、溫度儀等，當養(yǎng)護暖棚內溫度過高時，采取通風的方式進行降溫處理。

（4）處理結果：有效控制了梁體細微裂紋的產生，保證預制T 梁的施工質量。

4 總結

通過對高海拔高寒地區(qū)公路橋梁預制梁施工工藝的總結和分析，實現(xiàn)預制梁片智能張拉壓漿工藝的引進和應用，并通過使用壓漿新材料確保壓漿的品質，解決混凝土構件養(yǎng)生自動化控制問題，避免傳統(tǒng)養(yǎng)生的弊端。總體上能夠提升施工質量，減少人工作業(yè)量，保證工程建設的高效性、經濟性和合理性，為項目順利推進提供完備的技術支撐，能提升項目管理水平，可為類似預制梁施工提供借鑒和參考。