裝配式鋼筋混凝土在橋梁工程中的應用

李國雄

（廣州市增城區道路養護中心，廣東 廣州 511300）

0 引言

相較于傳統的現場澆筑，裝配式鋼筋混凝土通過在工廠預制構件，然后在現場進行組裝和連接，實現了施工過程的工程化、規范化和高效化。該技術不僅能夠提高工程質量，還能夠縮短施工周期、降低施工成本，因此在橋梁工程中的應用越來越廣泛。

1 裝配式鋼筋混凝土概述

裝配式鋼筋混凝土（Prefabricated Reinforced Concrete）技術是一種現代化的建筑技術，通過在工廠中預制構件，然后在現場進行組裝和連接的方式來構建建筑物。它結合了鋼筋混凝土構造的優勢和預制構件的便利性，具有高強度和高精度等優點，采用吊裝、滑移、拼裝模式進行組裝，可以大幅度縮短施工周期、提高施工效率，成為近年來越來越受歡迎的建筑方法[1]。

2 裝配式鋼筋混凝土在橋梁工程中的應用分析

2.1 工程概況

該工程是針對某地區道路交通流量不斷增加而展開的一項重要橋梁工程。橋梁長度為1.1km，橋梁上部結構采用連續預應力組合箱梁的形式，為了滿足快速、高質量施工和可持續發展的要求，決定采用裝配式鋼筋混凝土的施工方式。

2.2 材料

2.2.1 混合料選擇

（1）水泥：選擇42.5 級普通硅酸鹽水泥進行制作，同一座橋梁中的預制梁應選用相同型號的水泥材料。

（2）砂：采用經過水洗處理的砂材。

（3）粗骨料：采用連續級配的方式，粒徑應控制在20mm 以下，以免在澆筑過程中出現振搗不合格的情況。

（4）混凝土：對配合比加強控制，根據不同結構部位選擇適當強度的混凝土材料。

2.2.2 普通鋼筋

普通鋼筋采用HPB300 和HRB400 鋼筋，嚴格按照國家規定的各項技術指標和標準進行選擇和應用，以滿足當前橋梁結構對強度性能的需求。同時，鋼筋還必須具備較高的耐久性，能夠在現場環境下長期穩定應用。

2.2.3 預應力鋼絞線

為滿足工程需求，所選擇的鋼絞線應具備較高的抗拉強度，其標準值應達到1860MPa，公稱直徑不小于15.2mm。鋼絞線的質量直接關系到整個結構的施工效果，因此，必須加強鋼絞線的質量檢測。在鋼絞線進入施工現場之前，必須查驗合格證明，并確保其表面沒有裂縫、毛刺等質量問題。

對于鋼絞線和預應力鋼材，需要進行取樣分析并分批次進行檢測，只有在滿足要求的情況下，此類材料才能投入使用。

3 裝配式鋼筋混凝土箱梁預制施工方案

3.1 施工技術方案

3.1.1 鋼筋加工及安裝

為確保鋼筋加工和安裝的質量，需要采取以下措施。

（1）鋼筋加工。

（2）選擇經過認證的廠家進行鋼筋材料的加工。所有半成品鋼筋材料在加工過程中需嚴格控制幾何尺寸精度，確保下料作業符合規范的標準和流程。加工完成后，對成型的鋼筋材料進行分類堆放，并標注好型號和使用部位。

（3）鋼筋安裝。一是明確鋼筋安裝施工工藝，并加強現場施工環節的管控，以保證鋼筋綁扎的強度和尺寸合格。二是根據不同鋼筋材料的特性選擇合適的連接方式。當鋼筋直徑超過25mm 時，采用螺紋套筒連接方式；當鋼筋直徑在12～25mm 之間時，采用焊接連接方式；當鋼筋直徑在12mm 以下時，采用綁扎連接方式。三是在應用焊接連接方式之前，需將焊接試件送至試驗室進行檢測，只有當各項指標合格后方可進行焊接作業。在焊接過程中，若采用雙面焊接方式，焊接長度應超過鋼筋直徑的5 倍；若采用單面焊接方式，則焊接長度應超過鋼筋直徑的10 倍。焊接接頭的間距需超過100cm，并且同一斷面內的接頭數量不得超過鋼筋總數的50%。加強控制接頭部位的軸線偏差，確保符合工程技術標準[2]。

3.1.2 波紋管安裝

波紋管的安裝是橋梁工程重要環節。首先，安裝人員會根據設計要求，在適當的位置開挖出合適的排水溝或溝槽，便于波紋管順利布設；其次，將波紋管按照需要的長度進行剪切；最后，將剪切后的波紋管逐一放置進排水溝或溝槽中。相關技術要求如下。

第一，根據設計方案精準確定波紋管的安裝坐標數據。每間隔1m 進行定位鋼筋直線段的加固處理，曲線段則將間距縮小到0.5m。上述工作結束后即可進行鋼筋的綁扎施工，該環節必須嚴格執行設計方案和工藝標準。

第二，縱向波紋管安裝時，單個節段的長度為10m，并且按照先兩側、后中間的順序逐步進行。加強控制接頭部位的安裝質量，并且使用膠帶纏繞在接頭外側，提升其密封性。

第三，波紋管安裝的精確性、垂直度必須達到工程標準，防止發生漏漿的問題而造成管道堵塞，波紋管安裝現場見圖1。

圖1 波紋管安裝現場

3.1.3 模板安裝

第一，使用定型鋼模板進行施工（見圖2），所有模板的質量都必須符合要求，并對模板焊縫進行打磨處理，確保其表面的平整度合格，同時模板之間的連接必須穩定、牢固。使用螺栓進行模板的連接，確保其尺寸合格。

圖2 定型鋼模板

第二，安裝整體液壓側模時，加強控制各個部位的尺寸，采用移動臺車的方式推動側模，將臺座移動到規定的部位上，采取交錯的方式進行連接，確保模板和臺座連接穩固。

第三，打磨模板并涂刷脫模劑。利用電動鋼絲球對表面進行打磨處理，確保其沒有任何雜物，之后涂抹一層脫模劑。

第四，內模、端模使用厚度為5mm 的鋼板制作而成，采用抽拉式組合成為整體。安裝定位錨墊板時，使用雙面膠粘貼端部，達到封堵的效果，以免發生漏漿問題。

第五，頂板使用定位鋼筋連接，并且在一側設置限位擋板，確保翼緣板鋼筋的順直度滿足工程要求。

第六，為了避免在混凝土澆筑的過程中出現內模板上浮現象，需要在外側每間隔2m 設置1 條壓杠，中間部位焊接直徑為32mm 的鋼筋作為限位裝置，達到固定的效果。

3.1.4 混凝土澆筑

為確保混凝土施工質量，需要注意以下兩點。

第一，混凝土拌制。需在統一的拌和站進行混凝土的攪拌制作，并對其性能進行檢測。在攪拌過程中，強化對配合比的控制，確保各種材料的摻入比例合格。同時，控制攪拌時間在合理范圍內，以確保混凝土的強度和可塑性等參數符合標準。拌制完成后，需要檢查混凝土的坍落度，確保在160～200mm 之間。

第二，混凝土施工。在混凝土澆筑之前，對伸縮縫、支座等部件進行全面檢查，確保預埋件安裝方式符合要求且安裝精度達標。澆筑應按照底板、腹板、頂板的順序進行，并從一側到另一側逐步澆筑。采用斜向分層的澆筑振搗施工方式，確保各個結構部位的混凝土質量合格，并避免因水化熱過大而導致的結構性能不合格。在澆筑結束后，及時插入振搗棒進行振搗處理。振搗棒的插入間距應控制在振搗棒直徑的1.5 倍以內，插入深度控制在50～100mm 之間。每次插入振搗棒后，振搗時間為20～30s，以表面不再下沉和無氣泡為合格標準。需要注意的是，腹板兩側使用附著式振搗器在距離頂部下沿75cm 的位置上每間隔1.4m 進行振搗。在施工現場，需由專人進行檢測，確保各個結構部位的施工效果符合工程要求。

3.1.5 拆模、鑿毛

第一，拆模作業必須嚴格按照規定的程序和標準進行，確保模板拆除之后不會對混凝土結構造成損壞和影響。并采用合理的通風措施，確保現場作業的安全性。施工人員系好安全繩，將模板逐步移出施工現場。

第二，在拆模的過程中，可以使用錘子敲除木楔，然后拆除對拉螺栓的螺母，將對拉螺桿抽出。在操作過程中，必須嚴格執行工藝方案的要求，確保混凝土結構表面和棱角部不會發生損壞的問題。側模的拆除要保持整體性，為后續的施工作業提供良好的基礎。

第三，模板拆除之后，應及時進行清潔處理。可以使用手砂輪對其表面進行打磨，并涂抹一層脫模劑。拆除之后的扣件應集中收集管理，避免流失而影響后續的使用。模板拆除工作結束之后，及時使用電動鑿毛錘對模板側面和頂面殘留的混凝土進行鑿毛處理，然后將表面的浮漿清理干凈，裸露出新鮮的混凝土材料[3]。

3.1.6 養護

混凝土澆筑結束后的養護處理非常關鍵，其中對混凝土表面的養護處理是至關重要的一環。為了保持混凝土表面的濕潤狀態，常常采用覆蓋土工布和灑水的方式進行養護處理。首先，土工布具有良好的透氣性和抗撕裂性，覆蓋土工布可以在混凝土表面形成保護層，抵御外界環境的影響，并防止水分過快蒸發。還可以起到保護混凝土免受日曬、風化、雨水沖刷等因素的作用。其次，通過定期適量灑水，可以確保混凝土在濕潤的環境中充分水化，促進混凝土的強度發展，減少溫差引起的內部應力，有助于避免龜裂的產生。最后，養護時間應不少于7d[4]。

3.2 預應力張拉

在張拉施工開始之前，需安裝限位板，以限制夾片伸出錨環的長度。同時進行纖維板的固定制作。千斤頂、錨孔和錨筋應設置在同一條軸線上，以促進載荷的均勻分配，避免對后續施工造成不利影響。加強預應力筋的檢查工作，確保其數量和安裝位置符合工程標準。在張拉作業過程中，采用兩側對稱張拉的方式，保證兩端千斤頂的工作壓力相同。技術人員應進行梁側部位的撓度分析檢測，控制腹板的側彎在2cm 以內。同時，使用計算機等智能設備控制張拉壓力和伸長量，以確保現場作業順利進行。通過安裝在油泵中的傳感器，及時獲取鋼絞線的伸長量參數，加強精度控制。智能張拉系統能夠保證張拉作業達到均勻性的標準，并限制張拉速度在可控范圍內，以防止過大的張拉力對結構造成損害。張拉施工主要分為三個階段進行。

第一階段的張拉：在混凝土強度達到早期施工要求后，開始進行第一階段的張拉，在該階段，應保證預應力鋼筋與混凝土之間緊密結合，通常該階段的張拉力為整體預應力的30%～40%，張拉時間約為10～20min。

中間階段的張拉：在混凝土的強度進一步發展后，進行中間階段的張拉，該階段的目的是增加預應力的百分比，使結構在預應力的作用下逐漸達到設計要求的荷載和變形能力，典型的中間階段張拉力為整體預應力的50%～70%，張拉時間約為20～30min。

最終階段的張拉：在混凝土的強度達到設計要求后，進行最終階段的張拉，該階段的目的是進一步增加預應力，以確保結構在荷載和變形作用下的可靠性能，最終階段的張拉力為預應力的100%，張拉時間約為30～45min。

4 結語

綜上所述，裝配式鋼筋混凝土技術的應用為橋梁工程奠定了穩定的基礎。在橋梁工程中，通過工廠預制，可以減少施工現場的澆筑工序，提高施工效率；同時，還可以減少因天氣等因素造成的施工延誤。此外，裝配式鋼筋混凝土構件具有統一規格、一致品質和可循環使用等特點，為橋梁的維護和修復提供了便利。在今后類似工程開展時，還需要不斷對裝配式鋼筋混凝土技術進行創新和研究，以優化裝配式鋼筋混凝土技術及其應用方式，為橋梁建設提供更多、更強的技術支持。