談預制箱梁施工工藝

趙 永

預制預應力混凝土箱梁，作為橋梁的主要外露承重構件，其內在和外觀質量在橋梁施工中尤為重要。影響預制箱梁質量的主要因素有:原材料質量，施工工藝，操作人員的責任心等。由于設計箱梁的跨度大、配筋密、混凝土厚度薄，稍有不慎極易出現施工缺陷，因而研究改進預制箱梁的施工工藝很有必要。本文結合大同繞城高速公路西段第七合同段預制箱梁施工情況，對施工工藝進行淺顯的分析。

1 工程概況

大同繞城高速公路西段第七合同段，橫跨大同南郊區。本標段有特大橋1座，天橋2座。共計后張預應力箱梁310片，其中40 m箱梁96片，37．5 m箱梁8片，35 m箱梁168片，30 m箱梁20片，20 m箱梁18片。作為橋梁主要承重構件的箱梁，設計追求較大的挖空率，箱梁各部分厚度很薄，底板厚度端部25 cm，中部18 cm，稍有不慎極易出現施工缺陷，因而研究改進箱梁預制施工工藝非常必要。

2 施工工藝

2． 1 底模制作

底模應當選在堅固、無沉陷、特定的場地內，場地鋪設30 cm厚石渣墊層并整平碾壓，在場地上做20 cm厚的C25混凝土硬化，開始布置箱梁底座位置，底座的斷面尺寸參考箱梁底板尺寸，底寬為90 cm。磚砌四層，留出間距80 cm空格，作為模板的對拉絲桿預留孔，頂部現澆10 cm厚鋼筋混凝土，原漿收面，底模兩側預埋5 cm槽鋼，臺座頂面鋪設5 mm鋼板。臺座表面光滑平整，平整度不大于1．5 mm，梁底座制作時注意35 m跨度箱梁跨中向下設2 cm的反拱度，40 m跨度箱梁跨中向下設2．5 cm的反拱度，向兩側漸變，采用拋物線形。

2． 2 模板工程

1)側模。

箱梁外側模板采用大塊整體式定型鋼模板，側模中間部分每節長5 m，模板支架采用8 cm槽鋼焊接。為了保證外側模的表面光潔度，首先應鏟除側模板表面的氧化物;其次用砂輪手工磨光;然后用棉布團對板面進行拋光處理，使板面全部露出光澤，涂油保養;最后使用前除油，涂脫模劑。

2)芯模。

為了保證箱梁幾何尺寸準確，芯模必須有足夠的剛度;為了既保證質量，又能周轉使用，同時有利于抑制上浮，經綜合比較，采用鋼結構組合模板作芯模，使用效果較好。

由于箱梁頂板混凝土施工以后，僅有梁的兩端可以暢通，因此要求芯模可拆成多個小片從兩端取出，本工程采用的是開口芯模施工工藝，芯模是由八塊不等的小塊模板組裝而成，為了拆裝方便，每小塊模板的邊角都做成斜角。將芯模的底板做成分塊活動板，澆筑底板混凝土前將底板掀起，下料是由芯模頂部開的小天窗下料，待澆筑完底板混凝土后，將芯模底板放下，固定后，接著澆筑腹板混凝土。未采用活絡板時，如果施工工藝安排不當，底板與側板之間會產生冷縫，影響箱梁的整體性。采用活動板后，就可以將鋼筋、模板全部安裝好，一次性澆筑混凝土，這樣既可保證混凝土的質量，又大大提高工效。

為了固定芯模使其不偏移軸線位置，采用5 cm角鋼用螺栓將芯模牢牢連接在一起，用木撐與外側模頂牢，在澆筑混凝土時將木撐逐步拿走。

3)其他邊角模板。

箱梁翼緣板、端頭及工作孔有許多外伸鋼筋或預埋錨墊板，這些部位的模板定位和止漿處理對箱梁的質量也不可小視。翼緣板外側鋼筋根數多、密度大，可采用定型橡膠帶留齒口的方法固定鋼筋，橡膠帶有很好的止漿效果，還可以周轉使用，這種工藝比釘木板條、海綿堵塞的工藝優越得多。在橡膠帶外側再用花格板支撐，保證側邊位置不變形。

為了保證負彎矩錨墊板的傾角，固定外伸鋼筋位置，防止漏漿，工作孔模板采用定型鋼模，并夾橡膠帶。該模板通過其上面的槽鋼與外側模板支架相連，以固定位置。

堵頭模板采用定型鋼模，表面傾角與設計錨墊板傾斜角度一致;邊跨梁堵頭模板增加錨具盒模板，錨具盒用螺絲連接在堵頭模板上，以利于拆除。采用鋼模板，形狀好、耐周轉。

2． 3 鋼筋工程

鋼筋工程的特點是鋼筋密、預留多、彎曲多，施工要求高。鋼筋加工形狀、尺寸應嚴格按設計圖紙執行，標準彎鉤應嚴格執行規范。

鋼筋綁扎前應首先對底模進行清理，涂上脫模劑。

1)鋼筋在鋼筋加工廠集中下料制作，在底模上現場綁扎成型。

鋼筋焊接采用電弧焊，焊接質量及焊縫長度、搭接長度均需滿足規范要求。將加工好的鋼筋，人工運至現場，先綁扎底板鋼筋，其次綁扎腹板鋼筋安裝波紋管管道坐標，再穿入鋼波紋管，最后待內模安裝完畢后再綁扎頂板鋼筋和穿入負彎矩預應力管道。

2)波紋管的制作和安裝定位。

波紋管采用自己加工，材料采用0．35 mm厚，3．5 cm寬的鋼帶，在波紋管機器上卷成5．5 cm的圓形波紋管，波紋管制作接縫處一定要緊密無漏水現象，制作好后放在專門的場地并覆蓋彩條布以免雨淋生銹。

預應力管道采用帶有一定剛性的鋼波紋管，安裝管道時，先在鋼筋骨架上根據波紋管的縱、橫坐標設置一組“U”形定位筋固定，防止澆筑混凝土時的預應力管道上浮或下沉。然后安裝波紋管，波紋管應嚴密不變形，無滲漏，管節連接要平順、牢固、可靠。波紋管在安裝前應通過檢查，確無變形、滲漏現象時方可使用，不得使用有壓縮及裂口的波紋管。波紋管的連接，應采用直徑6．5 cm的波紋管做接頭管，接頭管長30 cm。波紋管接頭及錨墊板喇叭口接頭處用密封膠帶封口，避免混凝土澆筑時水泥漿流入管內造成管道堵塞。安裝波紋管位置應準確，采用鋼筋“U”形卡子以鐵絲綁扎固定，避免管道在澆筑混凝土過程中移位。直線段每1 m，曲線段每0．5 m(負彎矩每1 m)設置一組“U”形定位筋固定。為防止波紋管在澆筑混凝土時發生局部變形，應在澆筑混凝土之前在波紋管內用直徑比波紋管略小的塑料管及抽拔管進行支撐，塑料管的直徑不大于5 cm。

2． 4 混凝土工程

設計混凝土為C50，混凝土強度是保證箱梁內在質量的一個重要方面，因此要嚴格控制原材料質量及混凝土配合比。

混凝土配合比施工，坍落度一般控制在14 cm～16 cm為宜，坍落度太大，強度不易保證，并且很難消除表面的氣泡、砂線等缺陷;因鋼筋密集，若坍落度太小很難保證振搗密實。混凝土采用拌合站集中拌合、混凝土罐車水平運輸、龍門吊垂直運送入模。在拌合時適當增加拌合時間，對坍落度控制、混凝土和易性都能得到很好的保證。

混凝土澆筑采用一次成型工藝，由一端向另一端推進，階梯式澆筑，先澆筑底板混凝土8 m～10 m，再澆筑腹板和頂板，底板澆筑完成8 m左右后，在上面加蓋芯模底板。振動器應避免觸及波紋管，施工中尤其注意梁端錨固區混凝土的振搗效果。

混凝土澆筑過程中，為防止芯模上浮，需每隔2 m～3 m在側模加設槽鋼橫梁，即防止上浮的壓杠。混凝土的澆筑應連續進行，振搗采用2個50型振動棒、2個30型振動棒和1個平板振動器組成。2個50型振動棒在前，負責底板和上部腹板的振搗;2個30型振動棒在后，負責下部腹板的振搗;1個平板振動器配振動棒負責頂板的振搗。振動棒應傾斜插入振搗，采用快進慢抽方式，每30 cm厚振搗一次，振搗時間為60 s左右。

梁頂板混凝土澆筑時，由于頂板厚度相對較薄，應盡可能將振動棒平行頂板，埋入混凝土頂板內振搗，然后用平板振動器振搗、提漿和整平。

在混凝土接近初凝時進行二次收漿，掌握合適時間在其頂面用鋼絲排刷刷毛，以利于箱梁混凝土和橋面混凝土很好結合。

2． 5 混凝土養生及拆模

澆筑后應及時全覆蓋保濕養生。應嚴格掌握好拆模時間，并做好拆模后的混凝土養生。拆模時間以混凝土強度達到2．5 MPa以上時為宜，拆模時間過早，混凝土頂板易損壞，易導致缺棱掉角或腫皮等;拆模時間過遲，混凝土與模板之間粘結牢固，不易拆除。

模板拆除后，將模板表面灰漿、污垢清除干凈，維修整理，涂抹脫模劑以備下次使用。

2． 6 鋼絞線的加工及穿束

鋼絞線的切割采用砂輪切割機，不允許用電弧切割。下料長度應考慮梁體的孔道長度、錨具及限位板厚度、千斤頂長度、工作錨的厚度及外露長度等因素。下料后進行編束，鋼絞線編束時，應逐根理順，綁扎成束，每束內各根鋼絞線應編號并按順序擺放。鋼絞線應隨用隨下料，防止因存放時間過長而銹蝕。

鋼絞線束在張拉前穿入，穿入過程采用人工穿束，并將端頭用塑料密封膠帶封好。

2． 7 張拉

箱梁混凝土澆筑完畢后，待混凝土強度達到設計要求的90%以后，方可進行預應力鋼絞線的張拉。混凝土強度判定依據為混凝土強度試壓報告。

后張法預應力筋張拉程序為:0→初應力→2倍初應力→100%σcon(持荷2 min)→錨固。

張拉采用兩端對稱張拉，控制應力應以張拉時的伸長值進行校核，實際伸長值與理論伸長值相差應控制在±6%范圍內，否則應暫停張拉，查明原因并采取措施加以調整后再繼續張拉。

預應力筋在張拉控制應力達到穩定后方可錨固。預應力筋錨固后的外露長度不小于30 mm，錨固完畢經檢驗合格后應盡快封錨，壓漿。

2． 8 孔道壓漿

箱梁孔道壓漿作為箱梁的重要操作工序，起到對箱梁梁體質量的關鍵作用，為確保在壓漿施工工序中孔道飽滿，我項目部采用活塞式水泥漿泵進行施工。壓漿前需經檢查無滑絲及其他異常情況，確認合格后才允許進行。壓漿機上要配裝好0 MPa～2 MPa的灰漿壓力表。灰漿泵最高輸漿壓力以保證壓入水泥漿飽滿、密實為準，其值應為0．6 MPa～0．7 MPa。

預應力筋張拉后，孔道盡快壓漿。孔道壓漿采用的水泥漿嚴格按試驗室的配合比配制，采用二次壓漿法，兩次壓漿的間隔時間為30 min～45 min。

壓漿順序應由下至上，逐孔進行。壓漿時，漿體由箱梁一端壓漿孔壓入，并使漿體從另一端的排氣孔排出，直到流出的稠度達到注入的稠度，將排氣孔封閉，注漿管在壓力下使漿體充分泌水直至達到規定的壓力，持荷2 min。壓漿時，每一工作班應留取不少于3組試樣，標養28 d，其抗壓強度作為水泥漿質量評定的依據。水泥漿自調制至壓入孔道的時間不超過30 min，當氣溫或構件溫度低于5℃時停止壓漿，水泥漿溫度不超過32℃，水泥漿在使用前和壓注過程中經常攪拌，壓漿過程中要作好施工記錄。

壓滿漿的管道要進行保護，在一天內不受振動，壓漿過程中及壓漿后48 h內，結構混凝土的溫度不得低于5℃，否則應采取保溫措施，當氣溫高于35℃時，壓漿應在夜間進行。

施工工藝對工程質量有直接而重大的影響，要提高箱梁的施工質量就必須有好的施工工藝，并使其不斷完善。

［1］ 單慧強．40 m T梁現場預制施工技術［J］．山西建筑，2010，36(31):319-320．