淺析京滬高速擴建工程用預制箱梁施工工藝

蔣 豪 董志豐 張士林

（無錫交通建設工程集團有限公司,江蘇 無錫 214000）

0 引言

京滬高速公路淮安至江都段改擴建工程起自王興樞紐互通北側，接改擴建的京滬高速公路新沂至淮安段，經淮陰、漣水、清江浦、淮安、寶應、高郵、江都，止于正誼樞紐互通北側，全長約152.6km。全線采用雙側拼寬的總體擴建方案，按雙向八車道高速公路標準擴建，設計速度120km/h，路基寬度42m。

項目所在揚州市寶應縣境內段，起于小官莊鎮，起點樁號為K879+068.000，途經氾水鎮，終點位于夏集鎮，終點樁號為K899+058.000，全長19.990公里。本項目的主要控制點有：寶應南互通、氾水服務區等。改擴建橋梁11座，其中大橋5座，上部結構為預應力混凝土連續箱梁，中橋6座，上部結構為預制空心板梁；新建匝道橋梁2座。

項目標段的預制箱梁為裝配式預應力混凝土連續箱梁，多箱單獨預制，簡支安裝，現澆連續接頭的先簡支后連續的結構體系。

項目標段需生產預制箱梁432片，其中20m箱梁264片，25m箱梁168片，分布在向陽河大橋、勞動河大橋、蘆氾河大橋、永安河大橋、潼河大橋。本文研究了項目標段預制箱梁施工所需的施工準備、資源配置、施工周期、養護工藝、施工工藝流程、施工質量參數等，總結了施工經驗，確定預制箱梁施工質量安全控制的方法和具體要求，可為預制混凝土箱梁施工提供一定的指導。本標段預制箱梁參數情況見表1。

表1 本標段預制箱梁參數表

1 施工原材料及設備

1.1 鋼筋、鋼絞線

預制箱梁施工鋼筋、鋼絞線需要的主要原材料為Φ8光圓鋼筋289.6kg、Φ10光圓鋼筋415.2kg、Φ12帶肋鋼筋1888.8kg、Φ25帶肋鋼筋1364.4kg、低松弛預應力Φ15.2mm鋼絞線597kg。

其中光圓鋼筋、帶肋鋼筋為永鋼、中天、沙鋼產的各規格鋼筋；鋼絞線為江陰華新鋼纜有限公司生產的低松弛預應力Φ 15.2mm鋼絞線。

以上鋼筋均經項目部工地試驗室自檢和總監辦抽檢合格，用于首件施工。

1.2 水泥、砂石料、外加劑

施工C50混凝土共18.5方，根據C50混凝土配合比（水泥：黃砂∶碎石∶水∶外加劑=470kg∶730kg∶1095kg∶155kg∶5.64kg），需混凝土拌和用水泥8.7t，黃砂13.5t，碎石20.3t，外加劑104.3kg，拌和用水2.9t。

其中水泥為海螺P.Ⅱ52.5硅酸鹽水泥；黃砂為洞庭湖中砂；碎石為江西連續級配碎石；外加劑為南通華聯建筑新材料有限公司HL-8高性能減水劑，摻量為1.2%。

1.3 錨具

施工用的M15-4錨具4套、M15-5錨具8套、BM15-4錨具2套、BM15-5錨具8套，外委檢測合格。

1.4 鍍鋅波紋管

首件施工用的D內=55mm 鍍鋅波紋管117m，Φ內=70mm×25mm鍍鋅波紋管6m，Φ內=90mm×25mm鍍鋅波紋管38m。外委檢測合格。

1.5 壓漿料

首件施工用的壓漿料約需1t。壓漿料為南通華聯建筑新材料有限公司生產的HL-9B型壓漿料。外委檢測合格。

預制箱梁施工需要的主要機械設備情況見表2。

表2 預制箱梁施工機械設備配備表

2 預制場地布置

箱梁預制廠（混凝土集中供應中心、鋼筋集中加工配送中心和預制構件集中生產中心）位于主線K888+100西側，東側毗鄰G233，東西寬約270m，南北長約420m，占地近172畝。箱梁預制廠位于三廠的北側。箱梁預制場設25個預制臺座，其中25m箱梁臺座10個，20m箱梁臺座15個，中心間距為7.0m，龍門供電劃線區3m寬，龍門軌距40m寬，混凝土運輸通道10m寬，路面為20cm厚C30素混凝土路面。龍門吊軌距40m，設置20t龍門吊2臺，80t龍門吊2臺。存梁區位于東側，緊鄰制梁區，存梁時按照2層存放。箱梁鋼筋加工在鋼筋集中加工配送中心加工成設計尺寸的半成品后，運至箱梁施工現場安裝。

3 預制箱梁施工工藝

3.1 工藝流程（見圖1）

圖1 預制箱梁施工工藝流程圖

3.2 底腹板鋼筋制作與安裝

根據預制箱梁設計圖紙，直徑不小于12mm的鋼筋（即帶肋鋼筋）連接采用焊接，直徑25mm帶肋鋼筋連接方式為機械連接，直徑小于12mm的鋼筋（即光圓鋼筋）連接方式為綁扎連接。接頭采用雙面焊時，焊縫長度不小于5d；采用單面焊時，焊縫長度不小于10d；焊接接頭需要將鋼筋焊接長度范圍內預留一定角度，使焊接后兩條鋼筋在同一條軸線上，彎起角度約為5°；接頭位置在同一截面的根數不超過截面鋼筋總數的50%，錯開長度不得小于35d，并不小于0.5m，接頭盡量處于受力最小處，在梁體跨中處不設接頭。實際施工中，直徑小于12mm的鋼筋（即光圓鋼筋）采用通長鋼筋，避免綁扎連接。箍筋與水平筋、主筋采用扎絲綁扎固定，鋼筋交叉點采用雙扎絲綁牢，絲頭朝里，必要時輔以點焊固定。

鋼筋保護層墊塊分部位進行選用，工后保護層厚度介于設計保護層厚度0.9～1.3倍之間方為合格，施工時保護層厚度按1.1倍設計值進行控制。鋼筋保護層墊塊按每平米不少于4個布設，相鄰兩個墊塊間距不大于600mm，梅花形布置，底板保護層厚度凈30mm，腹板保護層凈20mm，頂板保護層凈40mm。

支座鋼板安裝前預先在臺座及鋼底模對應位置處開孔，開孔大小與預埋鋼板尺寸大小相一致，梁體移走后要及時清理開孔處的混凝土漿體。鋼筋整體吊裝時，為避免吊裝時鋼筋骨架變形，加工桁架是整體吊裝吊具，在桁架上每隔2m 設置一處吊點，吊裝時采用兩臺葫蘆抬吊。

3.3 混凝土拌制和澆筑

預制箱梁鋼筋、模板全部安裝就位后，按照設計圖紙和施工方案要求，再對鋼筋數量、尺寸、保護層厚度、構件尺寸、波紋管定位進行檢查，檢查模板拼縫之間是否密貼止漿膠條，端模、橫隔板鋼筋伸出的孔洞縫隙是否填充，自檢合格后報監理工程師抽檢，抽檢合格后方可申請混凝土澆筑。

3.3.1 混凝土拌制

預制箱梁混凝土由項目部混凝土拌和廠的拌合站集中拌制，混凝土罐車運輸至現場，龍門吊吊裝料斗運送混凝土入模。混凝土拌和廠內的砂石料倉、砂石料集料斗、砂石料傳送帶均進行了遮蓋，保證了混凝土拌制不受雨天影響。

混凝土拌制前，試驗室應提前取砂石料樣進行含水量檢測，準確計算出施工配合比并交混凝土拌和樓。混凝土拌和樓在混凝土拌制前，先清除攪拌機內的積水、雜物，并用水濕潤攪拌機。混凝土拌和樓嚴格按照試驗室給出的施工配合比下料拌制混凝土，電子計量裝置自動計量，水泥用量偏差不超過±1%，砂石料用量偏差不超過±2%，拌和水用量偏差不超過±1%。

拌和物要進行充分攪拌直至均勻，自全部材料裝入攪拌機起，至開始卸料時止，連續攪拌混凝土的時間應參照攪拌機的性能參數和現場試驗檢測進行確定，并不小于2min。混凝土坍落度由試驗室控制，首盤混凝土就在拌和樓進行坍落度試驗，確保拌制的混凝土坍落度滿足配合比設計要求（160mm~200mm），混凝土的和易性、流動性滿足施工要求。

3.3.2 混凝土澆筑

混凝土采用龍門吊起吊料斗進行澆筑，料斗規格約1.5m3，混凝土自由落體高度任何時候不得超過2m。

梁體混凝土澆筑時，箱梁按照底板、腹板、頂板的順序進行澆筑，箱梁混凝土澆筑前按要求安裝壓杠，腹板混凝土澆筑后頂板混凝土澆筑前逐段卸下壓杠。

梁體混凝土澆筑時，采用“縱向分段，水平分層”的方法，由兩端向跨中斜向循序漸進，澆筑至跨中合攏，具體操作如下：

（1）箱梁底腹板先從梁端向跨中澆筑第一層混凝土8m~10m，層厚30cm；

（2）從梁端澆筑第二層混凝土，層厚30cm，當第二層混凝土分層坡腳到達第一層混凝土8m~10m位置時，第一層混凝土再向前推進8m~10m；以此類推，完成梁體混凝土澆筑，并做到段與段之間的接縫為斜向，上、下層混凝土接縫錯開，確保混凝土澆筑的整體性。

（3）澆筑腹板混凝土時不應正對預應力孔道或外模翼板下料。料斗移位時應防止混凝土灑落在頂板內模上，形成干灰或灰渣，腹板位置混凝土的下料和振搗應對稱、同步進行，避免內模偏位。

（4）底腹板混凝土采用插入式振搗器振搗，振搗器選用Φ 30mm、Φ50mm兩種規格，在鋼筋密集區、錨墊板或預應力管道附近的位置選用Φ30mm振搗器振搗，鋼筋較疏的區域采用Φ 50mm振搗器振搗。插入式振搗器振搗時要快插慢拔，移動間距不宜大于振搗器半徑的1.5倍，且插入下層混凝土內50mm~100mm，與側模距離不小于50mm。每一振點的振搗延續時間宜為20s~30s，以混凝土停止下沉、不出現氣泡、表面呈現浮漿為度，防止過振、漏振。當振搗完畢，需變換水平位置時，應邊振動邊豎向緩慢提出振搗棒，不得將振搗棒放在拌和物內平拖，不得用振搗棒驅趕混凝土。振搗時，應避免碰撞模板、鋼筋、預應力管道及其他預埋部件，對錨墊板后鋼筋密集區應認真細致振搗，確保錨下混凝土密實。

3.4 混凝土養護

混凝土澆筑完成后，用土工布進行覆蓋，盡量減少暴露時間，減少水分蒸發。混凝土初凝后，頂板用濕潤的土工布覆蓋，并進行噴淋養護。模板拆除后，采用自動噴淋系統進行混凝土養護，養護時間不低于14d。

4 結束語

本文以京滬高速公路淮安至江都段改擴建工程項目為例，研究了混凝土預制箱梁的施工工藝，分析了本項目用混凝土預制箱梁在施工過程中的具體性能，并給出了具體的施工措施，為混凝土預制箱梁的推廣使用提供相應的工程實踐經驗。