跨徑30 m箱梁的預制

王增先

(太原市政工程總公司，山西太原 030002)

1 概述

郭家溝1號大橋是呂梁環城高速公路上的一座大橋，橋長450 m，分左、右幅橋。上部為裝配式預應力混凝土先簡支后連續箱梁，橋孔布置為(5×30+5×30+5×30)m。每片梁在預制廠生產，利用門吊提梁，運梁車運輸，架橋機架梁就位的方式。全橋共計120片箱梁，單片箱梁的尺寸為:梁長29.64 m，底寬1 m，頂寬2.4 m，梁中心線處高度 1.6 m。

2 主要材料

1)混凝土。

預制主梁、橫隔梁、封錨混凝土均采用C50。

2)鋼材。

預應力鋼絞線極限抗拉強度1 860 MPa，每束鋼絞線外徑1.52 cm。普通鋼筋采用HPB235和HRB335鋼筋。

3)其他。

預應力錨具及管道成孔:預制箱梁采用夾片式錨具，金屬波紋管由3 mm厚鋼材卷制而成。

3 預制場

1)場地建設。

箱梁預制和存放場地采用延伸式預制場，布置在郭家溝1號大橋0號橋臺小樁號側開挖成型后的路基上，面積為9 000 m2。梁場布置有制梁區、存梁區、鋼筋加工區、宿舍區。制梁區有16座長度30 m的制梁臺座。存梁區設計可存28片箱梁。預制場內鋪筑10 cm厚C15混凝土進行場地硬化，路基兩側設置臨時排水設施，排除地表水。

制梁臺座澆筑C25混凝土底座，底座上鋪設5 mm厚鋼板，兩側加焊角鋼補強。并按設計要求在箱梁跨中向下設2 cm的預拱度，預拱度值按二次拋物線進行布設。

箱梁采用兜底吊裝，吊點位置距梁端控制在70 cm～90 cm范圍內。為吊裝方便，在制作底模時，在吊點位置預留20 cm活動底模，并在梁端部底座處、底板下部用混凝土補強，以保證預應力張拉后承載整個梁體的荷載。

2)安裝龍門吊。

龍門吊采用桁片組拼，兩臺起重力80 t龍門吊負責箱梁移梁、存放等工作。一臺8 t門吊負責箱梁制作時的模板安拆倒運，混凝土澆筑時的短距離混凝土運輸。門吊軌道規格14號導軌，固定在混凝土條形基座上。

4 箱梁模板

1)訂購鋼模板。鋼模具有尺寸準確，周轉次數多等優點。為保證箱梁的外觀質量，側模采用專業廠家制作的定型鋼模，分節制作，接縫嚴密，尺寸精確。訂購兩套中梁、一套內邊梁、一套外邊梁，共計四套鋼模板。按圖紙標準在工廠制作，確保構件尺寸準確。

外模板整體分為高邊、低邊模板，每邊模板分為7節;面板為5 mm鋼板，活拼縫處四面銑邊，邊框及所用筋板為8 mm鋼板，橫肋為［8號，背楞為雙［10號，背扣，支架［10號;內模板斷面分為7塊，在長度方向上分為21節，主體部分為1 500 mm/節;內模面板為4 mm鋼板，橫肋為∠50號，橫擋為［6.3號。

2)模板拼接。先在空地內將模板預拼好，然后分節拆卸，再將分塊模板用安裝模板專用門吊吊到制梁臺座上，模板安裝順序為:先拼中間的3節模板，逐次向端頭拼裝，拼完后對模板的各部位進行調整和緊固，內模預先分四節在空場地處拼好，并打磨刷油，然后用小門吊提運到已安裝底、腹板鋼筋的箱梁內，進行拼接調整。為防止內模在澆筑混凝土時出現偏位上浮的現象，在兩個相對應的外模頂安上限位槽鋼，反壓內模。預制梁外露混凝土，對外觀質量要求較高，模板的各種接縫要緊密不漏漿，必要時在接縫間加密封條。

模板的拆除采用小型龍門吊，人工配合用撬棍拆卸。拆下的模板按順序擺放，及時清理灰漿進行維護重新涂刷脫模劑，以備下一片梁的使用。

5 箱梁普通鋼筋

按規范要求做好各種試驗，根據施工進度按每片箱梁制作的次序做好鋼筋的進場計劃，每片箱梁的鋼筋應提前制作完成，儲存在鋼筋加工區內，每種規格型號的鋼筋均設有標識牌，鋼筋下料、制作在鋼筋加工棚進行，運至預制場裝配成型。綁扎鋼筋的順序先底板再腹板及隔板。在底模臺座上綁扎鋼筋，將鋼筋焊接成骨架，每片骨架設置鍥形卡。按設計位置進行固定，鋼筋綁扎完畢后撤掉鍥形卡再安裝模板。綁扎安裝采用標準化施工，流水作業，按設計圖紙放樣，放樣時考慮了焊接變形和預留拱度。鋼筋連接采用搭接焊，鋼筋下料時要適當配料，使之在成型焊接時接頭能按要求錯開設置。

把制孔管按坐標位置固定，綁扎橫隔板鋼筋，埋設預埋件，在孔道兩端和最低處設置壓漿孔，在最高處設置排氣孔。安裝錨墊板后，安裝涂有脫模劑的鋼模。

6 箱梁混凝土澆筑

1)箱梁施工前，應對混凝土組成材料進行取樣試驗，包括水泥、石子、砂、水以及外加劑，均應符合設計和規范的要求，由試驗室做混凝土配合比設計，對混凝土施工班組進行箱梁澆筑的技術交底。

2)混凝土澆筑順序，先澆筑底板及腹板根部，其次腹板，最后澆頂板及翼板。混凝土由攪拌站拌合，罐車運輸至梁場，卸入容積為1 m3的吊斗內，用小型龍門吊移運吊斗從梁的一端向另一端澆筑，澆筑速度要確保下層混凝土初凝前覆蓋上層混凝土。

3)混凝土的振搗:箱梁底板及腹板根部采用插入式振搗器振搗，振搗器的振點移動間距在0.4 m～0.5 m之間，對于每個振動部位，必須振動到該部位密實為止。

箱梁腹板的振搗，以附著式振搗器為主，插入式振搗器為輔，附著式振搗器緊固安裝在梁高的1/3位置處的側模上，間距3 m安裝一個，每片箱梁共計安裝20個，每個振搗器的振搗時間應控制在3 min以內，如振搗時間過長，會造成混凝土離析和泌水現象的發生。箱梁頂板混凝土的振搗采用插入式振搗器斜向插入振搗。澆筑混凝土時，應避免振動棒碰撞波紋管，鋼筋及預埋件。在梁端因鋼筋，波紋管密集，應采用30振動棒加強振搗時間，對錨墊板后面的混凝土和預應力管道下的混凝土要仔細振搗保證密實。頂板混凝土振搗完畢后，要用木抹將表面抹平拉毛，收漿，用養生布及時覆蓋，灑水養生7 d，方可進行下道工序。

7 預應力鋼絞線

1)預應力束的制備。

對進場的鋼絞線按要求進行檢驗，檢驗合格后才能投入使用。施加預應力所用的機具設備及儀表應由專人使用和管理，并應定期維護和校驗。千斤頂與壓力表應配套校驗，以確定張拉力與壓力表之間的關系曲線。千斤頂使用超過6個月或200次應重新校驗。

2)張拉應力控制。

a.預應力筋采用應力控制方法張拉，以伸長值進行校核，實際伸長值與理論伸長值的差值控制在6%以內。

b.預應力筋的理論伸長值ΔL(mm)計算:

其中，PP為預應力筋的平均張拉力，N;L為預應力筋的長度，mm;AP為預應力筋的截面面積，mm2;EP為預應力筋的彈性模量，N/mm2。

c.預應力筋張拉時，應先調整到初應力，該初應力宜為張拉控制應力的10%～15%，伸長值從初應力開始時開始量測，實際伸長值ΔL=ΔL1+ΔL2，其中，ΔL1為從初應力至最大張拉應力間的實測伸長值，mm;ΔL2為初應力以下的推算伸長值，mm。

預應力筋應采用兩端對稱張拉，為保持梁體的受力平衡，先開始腹板上的N2，N3鋼絞線的張拉，錨固后再開始底板上的N1鋼絞線的張拉錨固，最后是頂板上的N4鋼絞線的張拉錨固。

每束鋼絞線施加預應力的過程為:從0開始→控制應力的15%→控制應力的100%(持荷2 min，錨固)。

8 孔道壓漿

壓漿使用活塞式壓漿泵，壓漿的壓力0.5 MPa～0.7 MPa;壓漿材料為50號素水泥漿，由42.5號普通硅酸鹽水泥拌制而成，水∶灰=0.3～0.5。壓漿過程中認真填寫施工記錄。制作標準試塊。

壓漿操作:打開兩端壓漿嘴閥門，由一端壓入水泥漿，壓力達到0.3 MPa時穩壓2 min左右，至另一端流出的水泥漿稠度與拌制的水泥漿稠度相同，關閉壓漿閥門，待水泥漿終凝后，方可拆除壓漿嘴。

9 移梁、存梁

梁體經張拉(壓漿)達到一定的強度后，就可移送存放，吊裝采用門式吊裝設備將梁體按兜托梁底起吊法移送到存梁區，采取可靠的措施不使梁體產生負彎矩。預制時在梁底預留穿索兜底所需的活動段底模，同時在主梁翼板的對應位置預留穿索孔洞，吊點位置距梁端不大于1.0 m。吊運過程中平行勻速移動大梁，傾斜角小于5°，防止出現扭偏。

10 結語

箱梁的預制是一個較為復雜而艱巨的任務，需要投入大量的人力、物力和財力，我們秉承高標準嚴要求的精神做好施工的每一個環節。圓滿地完成了制梁的任務，向預制箱梁的標準化、工廠化施工邁進了堅實的一步。