預應力混凝土預制箱梁施工技術

摘 要：路橋施工項目具有工程量大、質量要求高、工期短等特點，而在橋梁工程上部結構為預應力混凝土預制箱梁的施工生產中，預制箱梁可以預制生產，與基礎、下部構造等部位同時施工。由此，預制箱梁預制生產可以大大縮短工期，有了足夠的施工生產時間，可以更有效地保證施工質量。所以，預制箱梁預制施工技術得到了越來越廣泛的應用。

關鍵詞：預制箱梁；預應力；施工質量

1 預制場規劃、建設

1.1 預制場平面位置規劃、確定

根據施工現場、生活辦公駐地、拌合站等位置，施工用地范圍，預制箱梁長度，龍門吊跨度等確定預制場的平面位置。綜合考慮各因素，力求做到預制場與施工現場距離適當，減小預制箱梁運輸距離；與生活辦公駐地臨近，便于加強對預制箱梁施工的管理；盡量靠近拌合站，減少混凝土運輸時間，便于混凝土連續澆筑。根據用地范圍，預制箱梁長度，龍門吊跨度等精確確定預制場位置，放出控制邊線。

1.2 確定預制場建設規模

根據合同工期要求及設計文件等確定預制場建設規模。確定底模數量、模板數量及組合形式、鋼筋加工區面積、原材料存放區面積、存梁臺長度；根據預制生產區與存梁區的位置及預制箱梁重量等確定龍門吊的軌道布置形式、起重噸位、運行速度，以便選用最方便生產的龍門吊。按照龍門吊廠家的使用說明及施工荷載等進行龍門吊基礎開挖，采用擴大基礎。基礎下層可以回填卵石，用砂漿灌縫，上層澆筑混凝土。龍門吊應由廠家派專人進行安裝、調試。

1.3 模板、底模配置

根據設計文件規定的預制箱梁總數量，各類型預制箱梁（中跨中梁、中跨邊梁、邊跨中梁、邊跨邊梁）數量，確定所需模板數量及組合型式、底模數量，保證現場可以組織流水施工。根據預制箱梁長度確定底模長度，為了便于堵頭模板安裝，底模長度宜大于預制箱梁長度0.4-1.0m，且居中對稱布置。底模基礎應超寬開挖，大于梁底0.4m左右，深度0.3m左右。由于預制箱梁張拉后，應力主要集中在兩個端部，所以底模端部基礎應做重點處理，將端部做成擴大基礎，可按2.5m×2.0m×1.0m開挖，其中2.5m為預制箱梁縱向長度，2.0m為橫向長度，1.0m為深度。基礎澆筑C25混凝土，混凝土頂面可與原地面平齊，在基礎端部混凝土中放置Φ12鋼筋網片，以增強混凝土整體性，防止開裂，提高抗壓強度。

按照設計要求設置預拱度值，預拱度一般采用二次拋物線設置，應注意拋物線為凹形曲線。確定底模長度、寬度后，從一端起點開始每米均在底模基礎兩側的混凝土上鉆孔打眼，植入鋼筋。通過二次拋物線的計算，用水準儀、水平尺等測量植入鋼筋的相對頂標高，切割多余長度鋼筋。用鋼筋將已植入的鋼筋進行縱向橫向焊接連接。將角鋼（短邊不宜小于5cm）焊接固定在鋼筋頂。考慮到便于模板安裝及預制場硬化厚度約10-15cm，鋼筋頂距離底模基礎混凝土的垂直高度宜為40cm。每50cm預埋直徑為5cm PVC管，用于加固模板底部。支模板，澆筑C30混凝土，達到拆模強度后拆模，在角鋼面上焊接厚度不小于5mm的鋼板，保證鋼板與角鋼緊貼牢固。

1.4 場地硬化、排水設施

對預制場地基進行原位試驗測試，包括載荷試驗、靜力觸探試驗、標準貫入試驗等。其中載荷試驗測試所得數據最為可靠，標準貫入試驗應用較為方便。根據試驗結果，可采用換填壓實法提高地基承載力，以滿足施工要求。場地換填整平壓實后，控制整平度，澆筑10-15cm的C25混凝土。切實做好預制場區的排水設施，保證原材料不受水的侵蝕、施工作業區處于干燥的環境。

2 原材料、半成品的質量控制

在預制箱梁施工中，原材料、半成品主要有水泥、粗細集料、外加劑、鋼筋、波紋管、鋼絞線、錨具等。原材料、半成品是預制箱梁實體的構成部分，其質量合格是保證預制箱梁質量的基礎，必須在源頭上控制其質量性能。嚴格控制原材料采購、進場驗收程序。在各原材料進場前應取樣做檢測試驗，選擇優質原材料進場。原材料等進場后應按照不同類別做原材料、半成品的見證取樣試驗，以再次檢驗進場原材料、半成品是否符合設計及規范要求。

3 確定各類型預制箱梁預制施工順序

根據合同及設計文件、預制箱梁安裝順序、各類型預制箱梁數量等確定各類型預制箱梁的預制施工順序。合理確定其施工順序，可以最大限度的周轉循環利用模板、底模；有效利用存梁臺，合理控制存梁期；以最便捷的方式進行預制箱梁安裝，縮短工期。

4 鋼筋加工及安裝、波紋管定位、錨墊板定位

4.1 鋼筋加工及安裝

鋼筋進場后按規格型號分類堆放，下設墊木，并覆蓋。在使用前應清除表面浮銹，不得使用銹蝕嚴重的鋼筋。在鋼筋加工區進行鋼筋半成品的加工制作，并將不同類型的半成品分類存放，標記清楚。在底模上涂刷脫模劑，每隔2m放置一根方木，以免污染鋼筋。進行底腹板鋼筋安裝，骨架成型后在底模上放置混凝土保護層墊塊，梅花形布置，間距1m，端部應適當加密；將方木抽出，由墊塊支撐受力；進行構造鋼筋的安裝，綁扎或焊接，鋼筋直徑≥12mm宜采用焊接方式連接，單面焊接長度≥10d，雙面焊接長度≥5d，d為鋼筋公稱直徑。兩側腹板鋼筋綁扎墊塊。在底板鋼筋上綁扎墊塊、焊接支撐內模的支撐鋼筋，間隔不大于2m，用以保證鋼筋保護層厚度，防止底板上層混凝土漏筋。

4.2 波紋管定位

預應力管道宜采用金屬波紋管，在底腹板鋼筋安裝完成后，按設計要求進行牢固定位，宜采用#形定位筋，直線段每1m一個，曲線段每0.5m一個，防止損傷波紋管。波紋管接頭用30cm長的套管連接，并用膠帶纏裹密封。在澆筑混凝土前，用直徑略小于波紋管內徑的硬質塑料管插入波紋管中，避免波紋管受損變形、進漿堵塞。

4.3 錨墊板定位

按設計要求對錨墊板定位，錨墊板后放置Ф12光圓螺旋鋼筋，以增強錨固段混凝土的抗壓強度。錨墊板定位時應使壓漿孔位置朝上。

5 模板拼裝

模板宜采用定型鋼模板，龍門吊配合人工進行拼裝。先拼裝側模板（外模板），有跨中橫隔板的預制箱梁，側模板拼裝時應由跨中橫隔板處開始向兩端拼裝。通過底模預留孔穿拉桿，固定模板底部。然后吊裝事先拼裝成型的內模板，注意控制非連續段模板尺寸及就位位置。再安裝堵頭模板，按照設計尺寸，確保錨墊板與堵頭模板垂直緊貼；留出眼孔，使腹板水平鋼筋穿出，且保證足夠的焊接長度。最后將側模板上口按照預制箱梁設計寬度固定，從兩側模板頂用線錘吊線，調整模板使其居中對稱。在模板上均勻地涂刷優質脫模劑。模板拼裝時應嚴格控制錯臺，保證錯臺在容許范圍之內。為防止漏漿，在底模角鋼上貼薄泡沫條，在施工中隨時檢查有無脫落損壞，及時更換；模板拼縫處貼雙面膠。

6 頂板鋼筋、頂板負彎矩預應力管道、錨墊板及預埋件安裝

側模板上口固定后，進行頂板鋼筋、頂板負彎矩預應力管道、錨墊板及預埋件等安裝。頂板鋼筋層之間焊接鋼筋支撐，保證兩層鋼筋層距，下層鋼筋綁扎墊塊。精確牢固地對負彎矩管道、錨墊板定位安裝，嚴格控制管道位置，并牢固定位，錨墊板后鋼筋應加密；管道接頭用30cm長套管連接，并用膠帶纏裹密封，防止澆筑混凝土時進漿。根據預制箱梁類型，確定預埋件型號、數量及安裝位置。

7 混凝土澆筑

7.1 混凝土拌合及運輸

預制箱梁預制一般采用高強度混凝土，應使用強制式攪拌機進行拌合，充分保證拌合時間及拌合強度。拌合站操作人員隨時觀察混凝土的和易性、流動性等指標，并做坍落度試驗，保證混凝土的品質。用混凝土運輸車運輸混凝土，進入底模之間的預留車道。混凝土到達預制場，澆筑前再次做坍落度試驗，時刻檢查混凝土的各項指標。

7.2 混凝土入模及振搗

由混凝土運輸車向料斗中放料，龍門吊起吊料斗入模。混凝土須進行對稱澆筑，澆筑過程應連續，一氣呵成。混凝土澆筑順序（縱向：從一端開始）為：2/3底板—1/2側板—1/3底板—1/3頂板—1/2側板—2/3頂板，澆筑以45°向前推進。混凝土振搗宜采用附著式高頻振搗器和插入式振搗棒組合。合理控制高頻振搗器間距、振搗強度及振搗時間，避免漏振、過振。附著式高頻振搗器以振搗底腹板混凝土為主，插入式振搗棒輔助振搗腹板和頂板混凝土。注意控制頂板混凝土厚度。頂板澆筑完成后人工整平，做拉毛處理。每一片預制箱梁均應制作試塊，試塊分為試驗室標準條件養護和現場同條件養護。各條件養護試塊制作不少于3組，3塊一組。

7.3 混凝土養護、拆模

混凝土終凝后應立即進行灑水覆蓋養護，養護期≥7d。混凝土澆筑完成后，視溫度條件拆模。溫度≥25℃，8h后可以拆內模，先拆除骨架、支撐，再拆頂板倒角模板，最后拆腹板底板模板，分成小塊運至預制箱梁外面。溫度≥25℃，24h后可以拆側模，邊梁翼緣板處模板拆除時間應適當延長。內模拆除后及時打磨、拼裝，均勻涂刷脫模劑，便于周轉利用。

8 鋼絞線穿束、預應力張拉、封錨

8.1 鋼絞線穿束

按照圖紙設計鋼絞線長度、工作段長度計算鋼絞線下料長度，進而控制下料長度，既可以滿足正常施工，又不至于浪費材料。鋼絞線下料應采用砂輪鋸切割，不得使用電弧焊等方法切割。預制箱梁養護期結束且混凝土強度達到張拉要求后，把鋼絞線編扎成束、編號。穿束前先用空壓泵將孔內的雜物和積水清理干凈，由預制箱梁一端穿入，端頭應放置套管或用膠帶等纏裹，以減小穿束時阻力。安裝錨具，準備張拉。

8.2 預應力張拉

張拉設備應提前校定。根據專業校定單位出具的線性方程，換算張拉力與油表度數的關系，張拉力通過油表讀數控制。按照圖紙設計，正確計算張拉力與伸長量的關系。兩端同時對稱張拉，采用張拉力與伸長值雙控。張拉應力為主，伸長量為輔，伸長量誤差為±6%，對未達要求的鋼束應及時停止張拉，檢查分析其原因，做出正確調整。對于低松弛預應力鋼絞線嚴禁進行超張拉。

8.3 封錨

鋼絞線張拉完成后及時切割外漏鋼絞線，保證外漏長度≥4cm。用拌合預制箱梁混凝土的同品種水泥，和成水泥膏，將錨具及切割后外漏鋼絞線包裹嚴實，養護。非連續段應按照設計要求，放置鋼筋，澆筑與預制箱梁同強度同品質的混凝土，及時養護。

9 壓漿

封錨達到設計及規范要求強度后，及時進行壓漿作業。水泥漿強度與預制箱梁混凝土強度相同。壓漿前做水泥漿稠度試驗，判斷已拌制水泥漿是否滿足壓漿要求。壓漿前可先壓入清水，清除孔道內的雜物，濕潤孔壁。再吹入壓縮空氣，排除孔道內雜物和積水。壓漿時將預先按配合比拌制好的水泥漿經過篩網注入壓漿機，從預制箱梁一端壓入，泵壓控制在0.5-0.7MPa，當另一端連續排出濃漿時關閉，穩壓2min，再加壓一次，封閉出漿口。兩次間隔時間以先壓的水泥漿既泌水又未初凝為宜。壓漿順序為從下向上依次進行。制作水泥漿試塊，不少于3組，一組3塊，現場同條件養護。養護7d后測定其抗壓抗折強度。強度達到設計要求，便可以移動預制箱梁進行預制箱梁安裝施工。為了縮短工期，加快進度，也可以張拉結束后將預制箱梁吊放至存梁臺，在存梁臺上壓漿，養護。

10 結束語

預應力混凝土預制箱梁在預應力體系施工質量控制過程中，從預應力孔道安裝、鋼絞線下料、張拉過程等重點因素著手，采取嚴格的質量控制措施，在施工精細化上下功夫，有效地控制了大體積混凝土預制箱梁早期收縮裂紋的問題，提高了箱梁預應力體系的施工質量，為預制箱梁具有更好的耐久性提供了有力的保障。

參考文獻

[1]張涵.四川路橋工程項目追蹤管理系統設計與實現[D].電子科技大學，2013.

[2]徐紅林.論高等級公路工程的施工質量管理[J].江西建材，2013（10）.

作者簡介：李海洋（1979，10-），男，河南西平人，大專，助理工程師，研究方向：公路工程施工。