基于高速公路梁板預(yù)制全過(guò)程施工控制點(diǎn)分析

解楊陽(yáng) （安徽建工路港建設(shè)集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230031）

1 引言

橋梁上部結(jié)構(gòu)又稱為橋跨結(jié)構(gòu)，常見的有支架現(xiàn)澆、掛籃懸澆、預(yù)制安裝等形式，而預(yù)制梁板具有梁板平行流水施工、與前場(chǎng)下部結(jié)構(gòu)同步施工、工廠化施工質(zhì)量可控等優(yōu)點(diǎn)，在高速公路跨河、涉路，特別是中小跨徑橋梁中被廣泛運(yùn)用，采用預(yù)制梁板，可大幅縮短施工工期。本文主要研究高速公路梁板預(yù)制，管理方面，如預(yù)制場(chǎng)站選址建設(shè)、預(yù)制梁場(chǎng)布局規(guī)劃、根據(jù)工期及橋梁分布合理布置臺(tái)座等；技術(shù)方面，主要是梁板鋼筋制作加工及安裝、鋼模板安裝、梁板混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力智能張拉及智能孔道壓漿工藝的過(guò)程工序控制。

2 工程概況

S11 蕪湖至黃山高速公路是安徽省“十三五”高速公路網(wǎng)布局中“縱二”徐州至福州高速公路的重要組成部分，是串聯(lián)長(zhǎng)江沿線、皖江城市帶，承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū)和皖南國(guó)際文化旅游示范區(qū)間的一條重要通道。本合同段位于黃山市黃山區(qū)譚家橋鎮(zhèn)境內(nèi)，依托高速工程項(xiàng)目跨河大橋上部結(jié)構(gòu)，預(yù)制箱梁共計(jì)389片，主要類型為25m 箱梁351 片、35m箱梁38 片，所有梁板都在本項(xiàng)目預(yù)制場(chǎng)預(yù)制，預(yù)制梁場(chǎng)緊鄰混凝土拌和站和鋼筋加工車間，施工方便。

3 主要管理控制點(diǎn)

3.1 預(yù)制場(chǎng)站選址

跨河大橋位于安徽省黃山市境內(nèi)，地處山區(qū)，項(xiàng)目路基多為高邊坡，同時(shí)有隧道施工，對(duì)預(yù)制梁場(chǎng)的選址及建設(shè)規(guī)模有一定制約性。合理選擇預(yù)制梁場(chǎng)位置及規(guī)模，將后場(chǎng)梁板預(yù)制與前場(chǎng)下部結(jié)構(gòu)同步施工，為項(xiàng)目縮短工期奠定基礎(chǔ)。因山區(qū)臨時(shí)用地多為基本農(nóng)田，可考慮梁場(chǎng)建設(shè)在大橋橋臺(tái)處路基上或挖方段路基處，便于梁場(chǎng)建設(shè)及后續(xù)安裝工作快速啟動(dòng)。或根據(jù)項(xiàng)目拌和站選址，結(jié)合梁板運(yùn)輸路線，設(shè)置在臨時(shí)用地范圍內(nèi)。

總結(jié)選址原則為避免設(shè)置臨近山體滑坡及泥石流、山體塌方、洪水水淹等山體地質(zhì)災(zāi)害區(qū)；與高壓線路、路基爆破區(qū)域保證有安全距離；盡量設(shè)置在路線中點(diǎn)，位置應(yīng)方便交通出行、材料進(jìn)出場(chǎng)、水電及通訊條件，遠(yuǎn)離集中居民區(qū)，避免噪音、污水、空氣污染物影響地方居民生活。根據(jù)以上選址原則，結(jié)合本項(xiàng)目地處高山深溝、地形狹小的特殊情況，現(xiàn)有麻川河大橋右側(cè)一片地勢(shì)較開闊的平地，滿足項(xiàng)目預(yù)制場(chǎng)和拌和站要求，故設(shè)置為本項(xiàng)目一號(hào)預(yù)制場(chǎng)。

3.2 梁場(chǎng)布局規(guī)劃

梁場(chǎng)的布局規(guī)劃要以方便出行、合理適配、確保安全、保證環(huán)保、滿足經(jīng)濟(jì)及工期要求為原則，同時(shí)結(jié)合項(xiàng)目預(yù)制梁板的形式、規(guī)格尺寸、預(yù)制工期安排、架設(shè)工期要求以及梁板運(yùn)輸安裝條件具體情況進(jìn)行綜合布局。預(yù)制場(chǎng)占地面積按業(yè)主招標(biāo)文件要求，同時(shí)滿足生產(chǎn)實(shí)際需求，且不得浪費(fèi)土地、鋪張做大，采用封閉式管理。梁場(chǎng)布局與主拌和站統(tǒng)籌考慮，合理安排，同步配套建設(shè)。

預(yù)制場(chǎng)場(chǎng)地包括預(yù)制區(qū)域、存梁區(qū)域及運(yùn)輸?shù)仍O(shè)備停放區(qū)域，其硬化標(biāo)準(zhǔn)視現(xiàn)場(chǎng)條件、招標(biāo)文件等要求確定，注意預(yù)留場(chǎng)內(nèi)外排水溝，預(yù)埋養(yǎng)生水管。梁板的鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道等的制作加工應(yīng)在室內(nèi)進(jìn)行，可在鋼筋大棚內(nèi)集中制作或設(shè)立移動(dòng)式鋼筋加工棚，確保鋼筋制作不受雨水影響。鋼筋大棚內(nèi)按照標(biāo)準(zhǔn)化指南進(jìn)行布置和區(qū)域劃分，按照原材儲(chǔ)存區(qū)、下料區(qū)、加工制作區(qū)、半成品儲(chǔ)存區(qū)、成品儲(chǔ)存區(qū)進(jìn)行布置。

3.3 臺(tái)座施工

臺(tái)座數(shù)量及形式應(yīng)統(tǒng)籌考慮橋梁工期要求、預(yù)制生產(chǎn)能力、項(xiàng)目梁板的類型尺寸數(shù)量、內(nèi)外鋼模板配置數(shù)量、存梁區(qū)門吊與存梁臺(tái)座布置及運(yùn)梁路線等。梁板預(yù)制節(jié)點(diǎn)工期安排與橋梁下部結(jié)構(gòu)的施工要銜接匹配且略快于前場(chǎng)施工，避免出現(xiàn)人員設(shè)備窩工現(xiàn)象。臺(tái)座類型可選擇傳統(tǒng)混凝土底座上加通長(zhǎng)鋼板，推薦使用不銹鋼底模板；另一種是目前較為常見的組合鋼臺(tái)座，具有循環(huán)利用、減少原材料浪費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)。

梁板預(yù)制臺(tái)座的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等應(yīng)滿足張拉應(yīng)力要求，臺(tái)座基礎(chǔ)應(yīng)選擇在地基承載較好處，在承載力不佳的位置應(yīng)采用地基換填、擴(kuò)大臺(tái)座基礎(chǔ)等措施。臺(tái)座內(nèi)放置鋼筋籠，防止不均勻沉降，提高臺(tái)座整體強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性。傳統(tǒng)混凝土臺(tái)座設(shè)計(jì)為條形基礎(chǔ)，根據(jù)梁板尺寸預(yù)留模板安裝及張拉等作業(yè)空間設(shè)置長(zhǎng)度和寬度，在兩端2m 范圍內(nèi)設(shè)置0.5m 寬斷縫，便于吊梁。預(yù)制臺(tái)座通常采用不低于C30 標(biāo)號(hào)混凝土澆筑，臺(tái)座面層采用10mm 鋼板作為底模，吊梁斷縫處采用鋼模。梁板重量按最重的一片邊跨邊梁計(jì)算，考慮臺(tái)座還有可能受到起梁時(shí)的沖擊力，梁的自重另外還要加上安全系數(shù)，根據(jù)預(yù)應(yīng)力張拉及設(shè)計(jì)預(yù)拱度要求，為確保箱梁底面線形美觀，臺(tái)座中間設(shè)置最大反拱1.5cm，按拋物線布置。

以本項(xiàng)目為例，25m 箱梁共351片，箱梁預(yù)制按6 個(gè)月工期、產(chǎn)能3 片/（月·臺(tái)座）計(jì)算，25m 箱梁需要20個(gè)臺(tái)座，實(shí)際設(shè)置21 個(gè)臺(tái)座；35m 箱梁共38 片，箱梁預(yù)制按4 個(gè)月工期、產(chǎn)能3 片/（月·臺(tái)座）計(jì)算，35m 箱梁需要4 個(gè)臺(tái)座，實(shí)際設(shè)置4個(gè)臺(tái)座。合計(jì)需要25個(gè)臺(tái)座。

存梁區(qū)按照滿足至少2 個(gè)月的預(yù)制生產(chǎn)需要。25m 箱梁臺(tái)座寬度1m，長(zhǎng)度26m，臺(tái)座間凈距5m；35m 箱梁臺(tái)座寬度1m，長(zhǎng)度36m，臺(tái)座間凈距5m。預(yù)制區(qū)域地下及地面排水溝設(shè)置與養(yǎng)護(hù)用水和污水排放綜合布置，保證經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)施工圖

4 主要技術(shù)控制點(diǎn)

4.1 工藝流程

在預(yù)制臺(tái)座完成清理后，同步在鋼筋胎架上綁扎底板、腹板鋼筋并安裝預(yù)應(yīng)力管道，再用龍門吊將綁扎好的鋼筋骨架吊裝到預(yù)制臺(tái)座上，然后安裝預(yù)拼合格的側(cè)面和內(nèi)部模板，綁扎頂板位置鋼筋，安裝預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)襯塑料管。梁體混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)，拆除側(cè)模后進(jìn)行鋼絞線穿束，在強(qiáng)度滿足要求后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力智能張拉和智能孔道壓漿，最后封端存放。

4.2 鋼筋制作及安裝

在鋼筋原材料檢測(cè)合格后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行加工制作，所有制作過(guò)程在鋼筋大棚內(nèi)進(jìn)行。采用鋼筋智能數(shù)控加工設(shè)備進(jìn)行下料，保證下料長(zhǎng)度精確，下料時(shí)注意調(diào)整鋼筋因彎曲產(chǎn)生的伸長(zhǎng)量，彎曲長(zhǎng)度、角度符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。鋼筋制作定型胎架在首次使用前經(jīng)驗(yàn)收合格后，進(jìn)行鋼筋綁扎，綁扎成型后整體吊裝入模。按照先底板和腹板再頂板的綁扎順序進(jìn)行制作加工，鋼筋連接采用焊接或綁扎，單面焊焊縫長(zhǎng)度至少滿足10 倍鋼筋直徑，雙面焊焊縫長(zhǎng)度至少滿足5 倍鋼筋直徑，焊縫應(yīng)飽滿且無(wú)明顯缺陷，受力滿足試驗(yàn)要求。

鋼筋綁扎連接要滿足綁扎長(zhǎng)度至少35 倍鋼筋直徑，截面接頭滿足不大于50%的規(guī)范要求進(jìn)行布置。受力鋼筋長(zhǎng)度，彎起部位鋼筋、箍筋、螺旋筋尺寸等須滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。預(yù)應(yīng)力管道定位按照直線段每道1m、曲線段每道0.5m 進(jìn)行布置。波紋管接頭處注意密封，防止?jié)仓r(shí)堵塞管道而影響預(yù)應(yīng)力張拉，在鋼筋焊接時(shí)要覆蓋保護(hù)防止燒穿，同時(shí)在混凝土澆筑前，將硬塑料管縱向整根穿入預(yù)應(yīng)力波紋管，在混凝土澆筑后及時(shí)抽動(dòng)，防止漏漿導(dǎo)致無(wú)法抽出。鋼筋焊接人員必須參加培訓(xùn)，脫離本崗作業(yè)連續(xù)超過(guò)六個(gè)月以上的，必須重新培訓(xùn)，合格后方可上崗作業(yè)。

4.3 模板安裝及混凝土澆筑

鋼模板按照設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诩庸?chǎng)內(nèi)制作完成后進(jìn)行試拼裝，拼裝完成后檢查模板的幾何尺寸及拼縫，經(jīng)驗(yàn)收合格后方可投入使用。拼裝模板時(shí)，按照設(shè)計(jì)圖紙仔細(xì)核對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸、平整度、接縫大小等是否滿足要求，錯(cuò)縫要小于2mm。拼縫處用雙面膠、橡膠條等進(jìn)行處理，防止?jié)仓^(guò)程中出現(xiàn)漏漿。混凝土澆筑前再次核對(duì)梁號(hào)、結(jié)構(gòu)尺寸、預(yù)埋件數(shù)量及位置、模板支撐及封堵處牢固度等，滿足要求后提交混凝土澆筑申請(qǐng)。混凝土到現(xiàn)場(chǎng)必須檢測(cè)坍落度，塌落度按照8～11cm 控制，若混凝土不符合要求，嚴(yán)禁入模施工。混凝土運(yùn)輸需保證混凝土供應(yīng)及時(shí)。

按照先底板及腹板下部，后腹板上部及頂板的順序，水平分層澆筑混凝土，分層厚度不超過(guò)30cm，混凝土的振搗采用插入式振搗棒與附著式振搗器相配合的方式，插入式振搗棒在振搗時(shí)注意預(yù)埋件、張拉槽口、波紋管等位置，不漏振、不過(guò)振，嚴(yán)禁振搗棒在波紋管處長(zhǎng)時(shí)間振搗。

常見澆筑外觀質(zhì)量下滑跟箱梁預(yù)制班組操作工人更換、變動(dòng)有關(guān)，包括更換原先混凝土熟練振搗工。考慮到混凝土振搗工對(duì)外觀質(zhì)量的重要性，要求未經(jīng)同意不得隨意更換混凝土振搗工，否則不予施工。到夏季高溫澆筑混凝土?xí)r，再適當(dāng)增加分段數(shù)，減短澆筑長(zhǎng)度。要求振搗仍堅(jiān)持“快插慢拔、垂直插入”，振搗密實(shí)，以表面平坦，無(wú)氣泡冒出為準(zhǔn)。局部鋼筋密集，50 棒下插不到位，出現(xiàn)水波紋，必須用30 棒輔助振搗，同時(shí)振搗間距減短。

4.4 預(yù)應(yīng)力張拉及孔道壓漿

預(yù)應(yīng)力橋梁的預(yù)應(yīng)力施加和壓漿質(zhì)量直接影響梁板的受力和耐久性，與橋梁安全性、耐久性息息相關(guān)。本項(xiàng)目為后張法預(yù)應(yīng)力施工工藝，采用預(yù)應(yīng)力智能張拉及智能孔道壓漿施工技術(shù)。

在施加預(yù)應(yīng)力前，對(duì)預(yù)應(yīng)力張拉程序、張拉應(yīng)力及伸長(zhǎng)量計(jì)算進(jìn)行復(fù)核，做好張拉前設(shè)備檢驗(yàn)、作業(yè)面整理、安全擋板設(shè)置、作業(yè)人員交底等工作。待張拉梁板在外觀尺寸檢測(cè)、混凝土強(qiáng)度滿足要求后，對(duì)波紋管孔道進(jìn)行暢通性檢測(cè)，確保管道與鋼絞線間無(wú)粘黏。張拉過(guò)程中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求進(jìn)行操作，以張力應(yīng)力控制為主，實(shí)際伸長(zhǎng)量進(jìn)行復(fù)核的雙控標(biāo)準(zhǔn)。梁板預(yù)拱度按照設(shè)計(jì)圖紙要求，張拉后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量計(jì)算，做好現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的記錄工作。

預(yù)應(yīng)力張拉錨固后，盡早進(jìn)行孔道壓漿，應(yīng)在48h 內(nèi)完成壓漿。壓漿采用的壓漿料須經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)合格后方可開始?jí)簼{。按照從最低點(diǎn)開始?jí)喝搿⒆罡唿c(diǎn)排氣和泌水為原則，從下往上的順序進(jìn)行壓漿。壓漿完成的標(biāo)準(zhǔn)是管道出漿位置排出的壓漿料與規(guī)定稠度一致，并穩(wěn)壓不少于2min，保證孔道內(nèi)漿液密實(shí)飽滿，現(xiàn)場(chǎng)制作留樣3組試塊，標(biāo)養(yǎng)28天。

壓漿完成后沖洗并鑿毛梁端混凝土面，設(shè)置封端補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，支設(shè)封端模板，校核梁長(zhǎng)和垂直度，加固后澆筑封端混凝土。成品預(yù)制梁板應(yīng)做好產(chǎn)品標(biāo)識(shí)，在孔道壓漿強(qiáng)度滿足要求后進(jìn)行梁板移運(yùn)和下一步安裝工作。

5 結(jié)語(yǔ)

高速公路梁板預(yù)制全過(guò)程施工控制點(diǎn)研究，是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工總結(jié)形成的一套適合傳統(tǒng)高速公路箱梁預(yù)制，從場(chǎng)站選址、梁場(chǎng)布局規(guī)劃、根據(jù)工期及梁板形式數(shù)量進(jìn)行項(xiàng)目施工部署的前期管理經(jīng)驗(yàn)，和實(shí)際梁板預(yù)制過(guò)程中鋼筋加工安裝、鋼模板安裝、梁體混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力智能張拉及智能孔道壓漿技術(shù)的主要控制點(diǎn)研究。實(shí)踐證明，這種工藝技術(shù)成熟、質(zhì)量可控、配套模板設(shè)備可周轉(zhuǎn)利用，可提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、降低安全風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約施工成本。