箱梁預制施工工藝淺析

王 榮

（山西省公路工程質量檢測中心，山西 太原 030006）

1 工程概況

忻州—保德段高速公路第十一合同段，為靜樂杜家村鎮到寧武石家莊鎮之間的路段，本標段有汾河特大橋1座。該橋中心樁號為K70+050，全橋共十聯，全長1336m。上部結構為38×35m先簡支后連續預應力砼連續箱梁，共計304片，其中，邊跨邊梁68片，邊跨中梁68片，中跨邊梁84片，中跨中梁84片。

由于設計追求較大的挖空率，箱梁各部分厚度很薄，除端頭變截面部分外，底板及腹板厚度均只有18 cm，稍有不慎極易出現施工缺陷，因而抓好箱梁預制施工工藝非常重要。

2 施工工藝

2.1 模板

2.1.1 外模

為保證箱梁的外觀質量，外模采用專業廠家制作的大型定型鋼模，分節制作，每節長5m，要求接縫嚴密，尺寸精確。模板具有足夠的剛度和表面平整度，所有模板經驗算變形值不得大于外模板撓度，為模板構件跨度的1/400，內模板撓度為模板構件撓度的1/250，鋼模板的面積變形為1.5mm。安裝時，先將模板清理干凈，涂刷隔離劑，保持模板正確的線形，每節模板接縫間，粘貼雙面膠帶以防止漏漿。每次拆模后，要對模板重新打磨，再次安裝前，要重新粘貼雙面膠帶。

2.1.2 底模

底座采用鋼筋砼澆筑。澆筑砼時，低于地面部分均寬出箱梁底座幾何尺寸四周各30 cm，便于以后支立模板。底座為C30砼澆筑，為防止粘連，在底座表面鋪設一層鋼板并用磨光機打光，與底座連接緊密。鋼板兩邊下緣預留槽口，放置橡膠管作為封條，防止漏漿。順臺面縱向在鋼板下預留間隔為1m、直徑為10 cm的對拉螺栓孔。為確保箱梁底幾何尺寸準確，精確抄平，需預留預拱度（箱梁跨中設2 cm按二次拋物線變化的反拱）。

2.1.3 內模

內模采用組合式鋼模板，鋼模雖價格較高，但不易變形，砼成型外觀質量好，并具有尺寸準確、周轉次數多等優點。安裝時，內模尤其要注意支撐緊固，在砼澆筑中防止出現上浮和變形。

2.2 鋼絞線和鋼筋

2.2.1 鋼絞線與張拉

預應力鋼絞線采用標準φs15.2mm高強度低松馳預應力鋼絞線，其彈性模量Ey=1.95×105MPa，標準強度fpk=1 860MPa，鋼絞線面積A=139mm2，控制應力σcon=1 395MPa。

鋼絞線應做抗拉強度、延伸率、松弛率和彈性模量試驗。試驗結果符合設計要求，方可使用。千斤頂、油泵和油表配套校驗，所用壓力表的精度不低于1.5級。使用6個月或200次以及在千斤頂使用過程中出現不正常現象時，應重新校驗。

采用兩端同時張拉的方案進行張拉。張拉前，所選用的油壓千斤頂、高壓油泵和油壓表，編號配套進行校驗，鋼鉸線、錨具夾片均按規范設計要求進行校驗。張拉時，應在橫橋向對稱均勻張拉，張拉采用雙控，在控制應力值的同時，要檢測其伸長量，實測值與理論計算值的誤差要控制在6%范圍內，如不符合規定，則應查明原因，并及時處理，張拉滿足要求后錨固預應力筋，千斤頂回油至零。

2.2.2 鋼筋

（1）所用鋼筋表面應潔凈，其上應無油漬、漆皮、鱗銹等，且平直，無局部彎曲。

（2）鋼筋的彎制和末端的彎鉤應符合設計要求，用Ⅰ級鋼筋制作的箍筋，其末端應做成彎鉤，彎鉤的彎曲直徑應大于受力主筋的直徑，且不小于箍筋直徑的2.5倍，彎鉤平直部分的長度，一般結構不宜小于箍筋直徑的5倍。

（3）施工時，直徑小于（或等于）12mm的鋼筋連接采用綁扎，直徑大于12mm的鋼筋連接采用雙面搭接焊，其焊縫長度不小于5 d。鋼筋焊接前，必須根據施工條件進行焊接工藝試驗，合格后方可正式焊接，鋼筋接頭采用搭接電弧焊時，兩鋼筋搭接端部應預先折向一側，使兩接合鋼筋軸線一致。

（4）精確按照圖紙要求下料加工鋼筋。為保證橫向鋼筋定位準確，先確定兩梁端各3根橫向鋼筋位置，用短鋼筋點焊固定并用兩根直徑20mm鋼筋支撐住，綁扎兩側腹板縱向鋼筋各兩根，在縱向鋼筋上劃線確定其他橫向鋼筋的位置，按劃線位置將其他橫向鋼筋綁扎在腹板縱向鋼筋位置上，然后再綁扎底板鋼筋。

（5）質量標準，見表 1。

表1 鋼筋安裝允許偏差

（6）在綁扎腹板鋼筋時，應先用準8的鋼筋按波紋管坐標準確點焊定位鋼筋（U形）。直線段每隔100 cm設1個，曲線段每隔50 cm設1個。然后將波紋管穿入鋼筋骨架，同時將錨墊板及配套的螺旋筋套在波紋管上。由于波紋管線形為曲線，為準確控制每一根定位筋的位置，施工中采用尺桿刻度定位法，即按照設計圖給出的鋼絞線坐標，算出波紋管底部定位筋的坐標，刻于木方尺桿上，用尺桿在腹板上劃出定位筋的位置，再焊接定位筋，這樣可以有效地保證定位筋的準確性。

（7）在綁扎頂板鋼筋時，先按照圖紙上設計的間距將鋼波紋扁管穿入頂板鋼筋骨架內擺放好，并用扎絲固定。最后套上錨墊板和螺旋筋，在澆筑箱梁頂板時，先要用雙面膠將錨墊板封好，防止水泥漿流進，堵塞壓漿孔。

（8）在鋼筋的綁扎中，要注意錨墊板的就位，錨后螺旋筋的定位和錨后加強筋的綁扎，這是直接關系到箱梁張拉質量的關鍵因素，應特別注意。

（9）為保證鋼筋保護層厚度，除在鋼筋骨架成型時用架立鋼筋控制好間距外，再用墊塊加以控制，將符合設計要求厚度的墊塊呈梅花狀綁在鋼筋的交叉點上。

2.3 澆筑

設計砼為C50，保證砼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。施工工藝方面：

（1）嚴格按照砼配合比集中攪拌，隨時測定砂、碎石的含水量，調整施工配合比，并考慮砼在運輸過程中的坍落度損失，采取相應措施。坍落度控制在7～9 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、水線等缺陷；因鋼筋密集，坍落度太小，很難保證振搗密實。

（2）在砼澆筑之前，應對穿鋼絞線的管道進行全面檢查，以查出可能破損的管道。在澆筑前必須將管道上一切非有意留的孔、開口或損壞之處修復，并在孔道中穿入適合的塑料管以防砼將管道擠壓變形。

（3）由砼運輸車將砼運至澆筑現場，通過龍門吊運至澆筑位置保證砼及時澆筑，并在施工現場及時、規范地制作砼試塊，作為測試其強度的依據。并應制作兩組同條件養生的試塊，作為箱梁張拉、吊裝的依據。砼從拌和至澆筑的時間限制在1 h以內。

（4）澆筑砼時應注意的事項：①砼澆筑時，下料應均勻連續，不宜集中猛投而發生擠塞。在鋼筋密集處，可短時開動插入式振搗棒以輔助下料。②隨時注意內模、錨固鋼筋及其他預埋件的位置，避免在強烈振動下移位。③澆筑過程中，隨時檢查砼的坍落度，嚴格控制水灰比，不得隨意增加用水量，以保證砼的質量。④為防止預留孔道變形，不允許振搗器觸及預埋的波紋管。⑤為防止內模上浮，在頂板上每隔2m設置壓杠一道，用工字鋼制作，下面焊接圓鋼管，直接壓于內模之上，不得壓住鋼筋。⑥端頭錨墊板后應加強振搗，保證砼密實，確保預應力體系質量。⑦在混凝土接近初凝時，進行二次收漿并拉毛，防止出現裂縫。

2.4 工藝流程

混凝土澆筑采用一次成型工藝，由一端向另一端推進。同斷面澆筑順序為底板、腹板、頂板，分段分層循環推進，每段長約2～3m，澆筑過程中，采用插入式振搗器配合附著式振搗器對腹板砼進行振搗。注意附著式振搗器與箱梁外模板要結合牢固，要控制好高頻振動的時間，防止因過振而出現混凝土分層離析等現象。附著式振搗器為V型上下兩列分部，間隔為80～100 cm。

振搗過程中，振搗棒不得觸及鋼筋、模板、波紋管及預埋件。插入式振搗器在振搗時，要垂直等距離插入到前層中5～10 cm。尤其要注意支點附近即錨墊板后鋼筋、波紋管密集部位的振搗。施工過程中隨時觀察砼的變化，嚴格控制振搗時間，模板由專職模型工和木工隨時檢查，以防止出現漏漿、脹模、上浮等問題的發生。梁頂部混凝土則采用插入式振動器振實，振搗時，以振搗區混凝土停止下沉，表面呈現平坦、泛漿、不冒氣泡為準。

3 結束語

預應力混凝土箱梁使用定型鋼模板，采用附著式振動器與插入式振動器相結合的振搗工藝，有效地保證了腹板和底板部分混凝土的振搗密實，箱梁混凝土外觀質量有了明顯提高。

在預制臺座底上預設拱值，成功解決了箱梁反拱值偏大、影響橋面混凝土鋪裝的問題，張拉后起拱明顯，符合規范要求。

通過以上控制手段，忻保十一標預制完成的箱梁均達到設計質量要求，線條流暢，外觀美觀。可見，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。