橋梁上部結構空心預制板施工分析

李安

（湖南路橋建設集團有限公司，湖南長沙 410011）

0 引言

現澆混凝土施工技術存在施工周期較長、濕作業環節較多、環境影響較大的問題，同時施工中需要消耗大量的模板與支架，因此施工成本也比較高，還會導致施工區域的道路通行能力下降。面對當前的“雙碳”與綠色工程建設需求，裝配式橋梁施工技術得到重視?？招念A制板由于應用時間較早，已經形成較為成熟的工藝?，F探討空心預制板在橋梁上部結構施工中的應用。

1 空心預制板的應用現狀

公路橋梁工程中常見的預制結構形式主要包括T梁、小箱梁與空心預制板三種，其中空心預制板的實際應用時間更早，能夠滿足跨徑為6～20m 橋梁工程的施工需求。空心預制板主要為多片板式結構，其具有較矮的梁高，中間設置了空腔（這有助于減輕其自身重量），橫橋向采取鉸縫進行連接，板頂則設計整體化現澆層。當前的空心預制板按照主受力鋼筋類型以及跨徑可分為預應力混凝土板與鋼筋混凝土板。當前公路橋梁工程中空心預制板的底板寬度大多為1.59m、1.24m 與0.99m?；诳s減結構重量，跨徑為13m 或者更小的橋梁大多選取預埋管成型或者橡膠氣囊芯模，對于跨徑在16m 及以上的橋梁則多選擇鋼內模成型的施工工藝[1]。

空心預制板更適合被應用到跨徑相對偏小的公路橋梁工程中。由于橋梁上部構造多為密布結構，若跨徑過大，則對于施工材料的需求量較大，橋梁基礎以及下部結構材料的消耗量也會隨之增加，進而造成工程整體造價過高。同時，由于空心預制板的梁高偏矮，因此也會被應用到橋下凈高受到限制的橋位中。

相比T 梁與小箱梁，空心預制板還具有以下優勢：由于空心預制板的梁高偏矮，因此可以適當降低公路橋梁工程路基的填土高度，縮減施工成本，特別是在凈高受限的公路橋梁工程中。空心預制板之間緊密相靠，具有較為整齊的外形，能夠形成良好的景觀效果，且其具有明確的受力機理，配束與構造均比較簡單，尤其是采用先張法進行施工時?？招念A制板可在專業工廠中實現集中化預制，有助于降低工程造價，提升工程質量。空心預制板尺寸往往比較小，自重相對較輕，安裝與運輸都較為便捷?？招念A制板還能夠適應多種橋梁斜度。

2 橋梁空心預制板施工技術要點

2.1 設置空心預制板預制底座

選擇長線墩式底座，將其設置成三槽臺座，由臺面、壓梁、承力橫梁、傳力墩、灌注樁等部分構成，臺座可選取C40 鋼混結構。在經過平整壓實處理的場地中澆筑C40 混凝土，形成20cm 的臺座底板。將鋼混錨梁設置到底板下方，從而使底板形成更高的強度。傳力墩與灌注樁主要承受預應力鋼絞線的張拉力，均選取鋼混結構。臺面為進行混凝土空心預制板梁制作的底模，采取現澆C40 鋼混結構，其表面設置1cm鋼板。承力橫梁把預應力鋼絞線處的張拉力向壓梁以及傳力墩處傳遞，同時可對鋼絞線的位置加以控制。承力橫梁采取鋼軌焊制工字鋼，結構尺寸為600mm×530mm×340mm，上下部與中間部位均焊接2.5cm 鋼板，數量為4 塊，確保強度與剛度滿足要求，受彎撓度最大值需低于2mm[2]。

2.2 制作、安裝、張拉鋼絞線

鋼絞線入場之后，需對其展開分批檢驗，從每一批次中任意選取3 盤，各截取其中一根，展開力學性能測試。確認測試結果符合標準后，結合每槽張拉臺座的橫梁寬度及具體長度、張拉所需長度、外露長度以及張拉伸長值等因素來明確鋼絞線的具體下料長度。在鋪設預應力鋼絞線時，通過硬塑料管來套住預應力筋，完成張拉之后，結合設計方案的失效位置與失效長度對硬塑料管的位置進行重新固定，再通過鋼筋將兩頭綁扎牢固，以免有混凝土漿液進入管內。

按照“整拉整放”的方法來進行施工，在張拉準備環節中，需要明確張拉程序及操作要點，并確保現場配備具有預應力施工經驗的技術指導人員。確認錨具的安裝情況，做好安全防護工作，確認預應力筋的軸線和張拉千斤頂裝置的張拉力作用線是否實現了有效重合，同時檢查張拉設備、承力橫梁以及臺座是否滿足操作標準。調整預應力筋長度，確定所有預應力筋都能夠實現均勻受力，先施加約10%的張拉力來拉直預應力筋，并做好標記，明確延伸量測量基點。選擇其中一端進行張拉，另一端實施固定的張拉作業方式。完成張拉之后，需依照規范要求進行5min 的持荷，從而縮減錨固鋼絲之后形成的應力損失。通過放松或者補足的方式來使預應力筋達到控制應力，對其延伸梁進行測量以及記錄，核對理論計算值與實測值，誤差不可超出6%。滿足張拉要求之后，對預應力筋進行錨固，使千斤頂回油到零。

2.3 制作與安裝鋼筋

清潔鋼筋表面，去除其表面存在的鱗銹、漆皮以及油漬，按照施工圖紙以及規范要求來制作鋼筋。啟動切割機依照設計尺寸來完成下料操作，而后將處理好的材料轉移到鋼筋彎曲機設備上，開展彎制鋼筋工作以及制作處于末端的彎鉤?？蓪蓚€長工作臺設置到鋼筋彎曲機前方與后方，并確保鋼筋彎曲機與工作臺臺面處于同一水平面上，從而為鋼筋制作提供更好的條件。采取電弧法來焊接鋼筋，面對II 級鋼筋需選擇雙面焊接技術，其長度需要與規范標準及設計方案的要求相一致[3]。根據設計圖紙來安裝鋼筋，涂抹脫模劑后再安裝鋼筋。先利用油漆在空心預制板底板上標出鋼筋的具體位置，按照箍筋、骨架筋、底板鋼筋、頂板鋼筋的順序進行安裝，最后安裝角隅鋼筋與膠囊定位筋。

另外，需要在安裝底板鋼筋后直接安裝鋼絞線，張拉鋼絞線后，再安裝其他鋼筋。為確保張拉錨固施工達到良好的規格化、標準化水平，需要將預應力鋼筋之間的距離控制為5cm 的倍數。在張拉作業完成8h 后可綁扎鋼筋。為避免骨架出現側翻的情況，在進行骨架筋安裝時，先用鋼筋支撐骨架兩側，完成底板鋼筋與頂板鋼筋的安裝后，再將支撐鋼筋拆除。安裝過程中，必須通過扎絲綁牢鋼筋之間的相互接觸部位，避免出現漏扎或者松動的情況。利用水泥墊塊來為鋼筋骨架制作保護層，設計的保護層距與墊塊厚度相同。通過扎絲來為鋼筋定位，每平方米可設置6 個墊塊即可滿足施工需求。

2.4 安裝模板

完成鋼筋安裝作業任務之后，需要上報監理工程師來對鋼筋安裝情況進行檢查，達到合格標準后即可安裝模板。模板同樣需要符合設計方案及技術標準中對于梁體提出的尺寸及各保護層等要求。外模采取鋼模板，芯?？蛇x擇充氣膠囊與內關檔形式的檔模，在側模內部安裝檔模。安裝模板前，以機油作為脫模劑涂抹到模板內壁，校正所有鋼模板，剔除變形程度較大并且校正難度高的模板，確保拆模之后，空心預制板能夠具有準確的平面尺寸以及美觀順直的線形[4]。連接模板時選擇螺絲鉚接的方式。側模板處可選擇圓鋼作為拉桿實現連接，上層拉桿應設置到模板頂部。整體校正空心預制板平面尺寸時，可借助處于松緊模板處的拉桿來完成。通過填塞海綿或者封貼雙面膠來處理模板之間的縫隙。底座與模板之間的縫隙則需要借助海綿來進行填塞。若在澆筑作業中，模板超出允許的范圍，則應立即進行糾正。安裝模板作業前需要對充氣膠囊進行檢查，確認其是否有漏氣的情況。安裝過程中，需要預先縫制足夠大的薄膜塑料袋，從而為脫模做好準備，同時查看鋼絲頭是否存在向內側彎曲的情況，依照預設氣壓進行充氣。確保從澆筑直至最后的放氣環節，充氣氣壓都維持穩定。

2.5 澆筑混凝土

完成張拉之后，還需確認模板之中的各處鋼筋是否存在問題，確定合格之后再針對梁體灌注混凝土。選擇C50 鋼筋混凝土以及P·O42.5 水泥材料，選取碎石與中粗砂為粗骨料與細骨料，全部原材料都需要先通過工地試驗室進行質量檢測，監理單位需對其實施抽檢，確認達標之后再進行使用。將所要使用的混凝土運輸到工地現場之后，通過滑槽來完成對混凝土的轉運。澆筑之前，需要將處于模板內部的附著物、施工碎屑以及積水等雜物清理干凈。在未獲得審批前，不可在結構的任何部位進行混凝土澆筑工作。同時，還需對底座受力情況、張拉噸位、預應力筋所在位置以及使用數量再次進行確認。

借助自動化計量攪拌設備來對梁板混凝土實施集中化拌制，對側板混凝土進行澆筑時，采用兩邊對稱澆筑的方式，以免造成充氣膠囊位置偏離的問題。澆筑人員需注意規范操作，確保砂漿可以緊貼模板，從而提高混凝土表面的光滑程度，避免出現蜂窩、氣囊以及水囊等質量缺陷[5]。澆筑期間需控制混凝土材料的溫度，應處于10～32℃之間。連續進行澆筑作業時，盡量不出現間斷，若無法避免間斷，則應使間斷時間長于前層混凝土的重塑時間以及初凝時間，否則需進行返工重新澆筑。應安排專門人員負責在澆筑作業實施過程中查看模板的實際情況，一旦有移位、變形或者松動，需立即處理?；炷脸跄€未滿足拆模強度要求時，不可振動模板。澆筑頂板后，應當及時整平并抹面收漿。為了使空心預制板和現澆橋面混凝土能夠有效成為整體，可綜合應用人工鑿除與鑿毛錘施工技術，在空心預制板頂面區域形成凹凸在6mm以上的粗糙面。

振搗混凝土時主要采用插入式振搗棒，以側板兩側為起點實施振搗，避免芯模出現左右移動的情況，側板與頂板混凝土皆通過此方法進行振搗?？膳鋫涠嗵啄軌蛘Ｊ褂玫恼駬v棒。以垂直的方式將振搗棒插入混凝土中，并確保插入到前一層混凝土中，使先進行澆筑的混凝土與新澆筑的混凝土能夠有效結合，插入深度應控制在50～100mm。拔出與插入振搗棒時，動作應盡量緩慢，移動振搗棒時的間距應低于振動半徑數值的1.5 倍。振搗棒端頭部位不可與橡膠芯模以及力筋相互接觸，還要預防發生穿孔漏氣的情況。必須充分振搗混凝土，盡量減少麻面等質量通病。灌注期間應先制作混凝土試件，當混凝土不再繼續出現泛漿、氣泡以及下沉等現象并且表面形成較高的平坦度時，可確定振搗至密實程度。搗實之后的1.5～24h 之內，不可使其再出現振動。

2.6 拆除模板

拆除空心預制板的鋼模時，需要避免損傷混凝土棱角部位，嚴禁作業人員出現拋擲、猛烈敲打以及強扭等錯誤操作。拆除充氣芯模時，要注意不可使混凝土表面出現塌陷或者裂隙，具體拆除時間需要結合現場情況進行選擇，確?；炷翉姸饶軌驖M足條件再進行拆除，強度應在2.5MPa 以上。完成拆除模板的作業任務后，還應有效去除表面殘存的浮漿，均勻涂抹機油，并對模板繼續分類存放，尤其要妥善保存芯模，避免其發生老化、破損以及被污染等情況。

2.7 養生

澆筑作業結束且表面收漿完成后，需盡快針對混凝土進行養生。在混凝土進行初凝之后，采取灑水養護的方式，使混凝土表面保持相對濕潤的狀態。覆蓋時也要注意不可污染或者損傷混凝土表面。對于模板內側可先對一側進行封堵，以存水的方式來養護底板，封端之前將水放出并澆筑混凝土。

2.8 安裝空心板

檢測梁板混凝土強度能夠達到設計強度數值的95%以上，同時養生時間已經超過7d 后，可將預應力鋼絞線放松。借助千斤頂來實現整體放張作業目標，以均勻、對稱的方式來分多次實施放張，期間不可驟然放松預應力鋼絞線。預應力鋼絞線放張結束后，對其實施切割和防腐保護?？山柚壍佬≤嚺c龍門吊來使梁體實現縱向出槽，堆放板梁時，需要支撐好空心預制板的端部，針對各個端部以橫向設置的方式增設兩個支點，避免出現上下倒置的情況。運輸空心預制板時需保持勻速緩慢的行駛節奏，使其在運輸過程中保持筒支狀態，吊裝前需對支撐墊石的實際質量、平整度、標高與位置等信息進行檢查，并開展測量放樣。將臨時支座設置妥當后，再對永久支座進行安裝，并使梁底面鋼板與支座上下表面保持平整貼合，不可出現脫空的情況。汽車吊處于待架孔位處，技術人員需對起重設備的工作狀態進行檢查與確認。架設空心預制板過程中，需先確保空心預制板一端完成就位，并預先準備木楔與撬棍，在板梁與墩臺帽或者蓋梁之間的距離較近時，立刻使用撬棍頂好并塞好木楔，借助撬棍以相對較慢的速度來移動空心預制板，使其在移動過程中始終保持良好的平穩性，支點接觸部位應穩固、嚴密。再按照同樣的要求降落另一端。

對空心預制板混凝土進行澆筑之前，應先全面檢查包括支座、護欄、濕水管以及伸縮縫等附屬設施所用的預埋件是否已經齊全無誤。考慮到空心預制板可能出現上拱度過大，橋面現澆層與空心預制板因齡期方面的差異會出現較大的收縮差等問題，因此存梁期需要控制在90d 之內，并對空心預制板所形成的累積上拱值進行計算，如果超出設計值允許范圍，則需及時進行處理。

3 結語

現代橋梁工程項目對于施工工期、工程質量以及建設成本都有較高的要求，空心預制板在橋梁上部結構的施工建設中有著較好的應用效果。施工單位需要按照標準作業流程與正確操作方法，合理使用空心預制板，把控關鍵作業工序，以此來為橋梁工程創造更高的建設收益。