論橋梁工程預制梁預制施工技術

摘要 預制梁預制施工技術作為橋梁工程中的核心技術之一，其研究和應用對于提升橋梁工程的建設質量和效率至關重要。文章介紹了預制梁預制施工技術的整體流程，并以實際工程為案例詳細闡述了預制梁的制作拼裝、模板搭設和澆筑等關鍵施工環節，研究成果旨在為同類工程提供一種高效、可靠的預制梁施工方案參考，并提升施工效率、保障梁體質量。

關鍵詞 橋梁工程；預制梁；施工技術

中圖分類號 U445.4 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）14-0140-03

0 引言

隨著科技的進步和工程技術的提升，預制梁作為一種先進的橋梁構件，以其高效率、高質量和經濟效益顯著等優點，在橋梁工程中得到了廣泛應用。然而，預制梁預制施工技術在實際應用中仍存在一些技術難題和挑戰，如預制場建設、支架模板搭設和混凝土等方面的技術問題需要得到有效解決。該文從預制梁預制施工技術的實踐出發，結合實際應用案例，探討了預制梁相關技術問題，研究成果旨在為橋梁工程預制梁預制施工技術的進一步發展和應用提供有益的參考和啟示。

1 工程概況

浙江省文成至泰順（浙閩界）公路第WTTJ—1標段：主要結構物包括染布店大橋（111.96 m）、渡瀆口大橋（184.96 m）、飛云江大橋（440.96 m）、巨嶼大橋（366.71 m）、正灣大橋（126.71 m）、金垟隧道（3 434 m）、花前隧道（1 572 m）、巨嶼隧道（976.5 m）、孔龍隧道（397.5 m）、1/2徐岙隧道（390 m）、文成樞紐（T形樞紐部分）及起點～K23+300段路面工程。

飛云江大橋的上部結構采用了獨特的40 m跨徑波紋鋼腹板工字型鋼混組合梁設計，其中最后一跨為30 m，但其結構與40 m跨相同，這種結構將波紋鋼腹板與工字型鋼梁相結合，形成了一種兼具鋼與混凝土兩者優點的組合結構。橋面板采用普通鋼筋混凝土板，并與波紋鋼腹板縱梁整體預制，這種設計不僅提高了橋面板的整體性，同時簡化了施工流程。縱向上，橋面板采用一塊整板設計，單幅橋設有4塊預制板，不僅提高了橋面板的美觀性，還便于施工和維護。

2 施工工藝

2.1 施工工藝流程

組合梁預制施工工藝具體流程如圖1所示。

2.2 梁場布置

針對飛云江大橋的施工需求和現場實際勘察與測量，預制場規劃為470 m×37 m的尺寸，考慮大型構件的運輸與吊裝，龍門吊軌道寬度設定為24 m，滿足各種施工需求。在預制場地中，200 m被專門用于波紋鋼腹板組合梁的預制。這種組合梁以4×40 m的聯為單位進行長線法預制，確保每一聯梁都達到設計標準。對于2×40 m+30 m的聯，則調整胎架位置來滿足特定的預制要求。

預制場內共設置了16個預制臺座，這些臺座不僅用于梁體的預制，還在臺座兩側預留了鋼結構中轉存放區和模板支架存放區。該布局設計，不僅便于施工過程中的材料轉運和存放，同時提高了施工效率，確保了工程的順利進行，具體布置如圖2所示。

在預制臺座地面上按照1：1的比例放大施工大樣，清晰標出左右線，并精確定位每一聯3孔或4孔的所有鋼梁位置。針對每一聯的4片波紋鋼腹板鋼梁，共計16節段進行詳細的位置確定。為確保每一片梁都能準確安裝，在預制臺座上設置支點I36a工字鋼，為梁體提供穩定的支撐。

雖然每孔4片波紋鋼腹板鋼梁具有相同的拱度值，但鋼梁的縱向幾何尺寸存在差異，因此，在施工過程中確保每一片梁都能按照設計要求進行安裝。

為滿足橋面橫坡的調節需求，采用基礎墊石進行調節。在臨時胎架搭設時，也充分考慮橫坡的影響。通過調節鋼梁臺座支點I36a工字鋼底部墊設鋼板及上部調節高度鋼板，成功實現橫坡高度的精確控制。

2.3 波紋鋼腹板組合梁預制施工

波紋鋼腹板組合梁的預制工作采用長線法預制技術。該方法的核心在于設置與橋梁跨長相匹配的預制臺座。一旦臺座上的底模安裝完成，通常不會再進行大的調整，或者僅在逐跨制作時根據需要進行微調，以確保其與預制線型一致。預制線型直接反映了橋梁節段的最終線型，其設計考慮了組合梁的設計線型，并融入了施工、自重、收縮徐變等因素所需的預拱度。

在預制過程中，一跨4片波紋鋼腹板主梁被整體拼裝，并通過設置橫向臨時連接，使其形成一個整體受力結構。頂板的預制混凝土整跨被一次性澆筑完成，澆筑后的混凝土需要進行保濕養護，有助于防止混凝土出現干裂和其他質量問題。第二跨波紋鋼腹板主梁的拼裝工作也在同步進行。當第一聯混凝土的養護滿足設計要求后，臨時連接拆除，主梁被吊離并進行安裝。

在進行波紋鋼腹板梁的施工過程中，先鋪設波紋鋼腹板梁的胎架，按照設計要求，將單片波紋鋼腹板梁分為三節段進行焊接拼裝。當完成一跨波紋鋼腹板梁的拼裝后，需對其線形進行調整，確保梁體的平順度和精度。隨后，安裝臨時橫向連接，使多片梁體形成整體受力，增強結構的穩定性。

在梁體拼裝完成后，需搭設落地支架，為澆筑橋面板混凝土做好準備。澆筑過程中，需確保混凝土的均勻性和密實性，以滿足設計要求。澆筑完成后，對混凝土進行保濕養護，防止其出現干裂等質量問題。與此同時，同步進行第二跨鋼梁的拼裝工作。待兩跨梁體拼裝完成后，進行縱向連接，確保兩跨梁體在設計線形上的匹配。

當第一跨預制板的保濕養護滿足設計要求后，解除組合梁的臨時連接。此時，采用單片組合梁進行架設工作，確保梁體的穩定性和精度。在第一跨架設完成的同時，同步進行第三跨鋼梁的拼裝工作。如此循環往復，直至完成一聯波紋鋼腹板組合梁的拼裝和預制工作。示意圖如圖3所示。

2.4 波紋鋼腹板預制組拼

考慮單孔波紋鋼腹板梁在運輸過程中受道路限制，將其分為三段進行制作，每段的長度控制在10～14.5 m之間。到達現場后，在預制臺座上按照設計要求對這三段鋼梁進行拼裝，以形成完整的預制節段。為了確保鋼梁的穩定性和加工精度，每個加工節段將設置三個型鋼支點。支點位置的選擇經過精確計算，分別位于鋼梁加工節段兩端的1 m位置，以及單段中間的跨中位置。對于單孔鋼混預制梁，總共需要設置9個相同支點。支點材料選用I36b工字鋼，此種鋼材具有足夠的強度和穩定性，能夠有效支撐鋼梁。為調整和控制鋼梁的豎向線形，在硬化混凝土場地和I36b工字鋼之間墊設鋼板。此做法可以對鋼梁的線形進行微調，確保其滿足設計要求。

在搭建單孔4片波紋鋼腹板鋼梁的臨時胎架時，需依據設計圖紙和施工詳圖來確定鋼梁臺座支點I36a工字鋼處的拱度值。選取鋼梁臺座支點I36a工字鋼上頂面標高最低點作為基準點，根據設計圖紙中的拱度值，分別計算出每個支點處與基準點之間的高差。

為達到設計要求的拱度值，通過調節鋼梁臺座支點I36a上設置的調節高度板的高度來實現。調節過程中，使用專業的測量工具和設備來確保調整的準確性。同時，為了確保每孔4片波紋鋼腹板鋼梁具有相同的拱度值，會在調節過程中保持嚴格的施工控制。除拱度值的調節外，還需確定單孔內4片鋼梁的相對位置以及橫坡方向。通過調節鋼梁臺座支點I36a工字鋼底部墊設的鋼板以及上部調節高度鋼板的高度來實現設計要求的橫坡值。調節過程中，關注橫坡高度的變化，并使用專業的測量工具和設備進行實時監測和調整。

2.5 模板設計與拼裝

考慮模板的整體剛度和梁體的線形控制，合理的支架設計是關鍵。該工程中，面板采用5 mm厚鋼板組成，面板材料選用4 mm厚的鋼板，邊框和縱肋采用角鋼L50×4 mm，這種角鋼具有良好的承載能力和穩定性，能夠有效支撐模板并保持其形狀。支架立柱則選用48×3 mm鋼管，鋼管上下由頂托和底托進行連接，此設計使得支架在豎向上具有一定的可調性。通過調整頂托和底托的高度，可以方便地實現模板的支拆作業和調整，從而滿足施工過程中的不同需求。在模板節段之間的連接縫處，采用橡膠條進行密封處理，能夠有效防止漏漿現象的發生，保證混凝土的施工質量。

為確保模板的線性精度滿足設計及規范要求，使用精密水準儀每3 m對模板進行一次斷面線性檢測。仔細檢查模板的中心位置，并精確量出底模的中心位置（包括中點及兩側端點）。在模板鋪設完畢后，進行現場檢查，確保所有安裝工作符合設計要求和質量標準。一旦現場檢查合格，通知測量組進行復核，以確保所有工作都準確無誤。在模板立設完成后，再次對模板進行檢查，其后通知監理進行檢查。只有當監理確認模板合格后，才會將其投入使用，并進入下一道工序施工。

2.6 涂刷脫模劑

使用前，將調兌好的脫模劑加以適當攪拌，使其自然充分溶解。冬季施工時，應先將水加熱到80℃左右，再將脫模劑原劑加入水中攪拌均勻，使脫模劑中的油脂成分在熱水中得到充分溶解，達到最佳脫模劑效果。嚴禁用蒸汽在已兌的脫模劑中直接高溫加熱。高溫或高寒季節存放后，如果出現溶解不佳，在使用前先人工用力搖晃2 min后，再加80℃加熱水進行調兌。

2.7 預制橋面板混凝土工程

（1）混凝土配合比試驗

所有預制梁混凝土使用的原材料必須達到合格標準，包括砂和石料。砂和石料需進行篩分試驗，確保其符合級配要求，水泥則需進行強度和安定性試驗。混凝土的配合比應通過專業設計和試驗確定，以滿足施工所需的工作性、設計強度以及耐久性等要求。施工中需嚴格控制水泥用量，以防止因混凝土水化熱過高而引發梁片開裂。在每次混凝土攪拌前，需檢查砂、石的含水量，以便調整混凝土的理論配合比，得出最終混凝土攪拌的施工配合比。

（2）澆筑及振搗

混凝土的澆筑應考慮一跨整體澆筑，確保一次完成，不留設施工縫。在澆筑前，應對鋼筋、保護層厚度、模板、伸縮縫、護欄、泄水管等預埋件進行詳細檢查，并獲得批準后才能開始澆筑。混凝土運輸到現場后，需檢查其性能，特別是坍落度、和易性以及水灰比，確保滿足要求后再開始澆筑。

（3）混凝土養生

混凝土澆筑完成后，應立即進行養護。根據天氣情況，在混凝土收漿后盡快覆蓋并灑水保濕養護。根據施工圖紙要求，橋面板混凝土的保濕養護時間不得少于30 d。采用噴淋養護方式時，需在預制梁場沿龍門軌道線鋪設塑料管，并設置水龍頭閥門。同時，制作噴淋式養護支架，通過水管和噴霧水龍頭進行養護作業。

（4）拆模

當橋面板預制混凝土的強度和彈模達到設計值的95%時，可以進行模板拆除。拆模時，先松開聯結螺栓和扣件，撤除支撐結構，然后使用繩索或小型倒鏈輕拉模板，并用小撬棍輔助撬動。同時，設置反向防溜繩，以防止模板摔落受損。嚴禁使用大錘敲擊或沿梁體表面撬動模板，以免損壞模板或混凝土表面。在拆除內模時，需特別注意通風和內模的傾覆風險。

（5）鑿毛

橋面板混凝土的交接面應進行鑿毛處理，可以采用手工或高壓水槍鑿毛設備，但不得使用風鎬等機械設備。合格的鑿毛應使全斷面的粗骨料外露，外露尺寸不小于粗骨料粒徑的1/4。鑿毛時間應控制在混凝土澆筑后初凝3 d以上，且混凝土強度不低于5 MPa。

5 結論

預制梁預制施工技術以其高效、經濟、質量可控等優勢，在橋梁工程建設中發揮了重要作用。該技術能夠顯著提高施工效率，減少施工現場的工作量，同時保證梁體質量和工程安全。通過實際案例分析，探討了預制梁預制施工技術的關鍵要素、實施過程以及其在橋梁工程中的實際應用。預制梁預制施工技術不斷創新和實踐探索，可進一步優化和完善預制梁預制施工技術，以推動橋梁工程領域的持續發展和進步。

參考文獻

[1]賈淳忠.公路橋梁工程預制梁施工管理分析[J].工程技術研究，2023（8）：80-82.

[2]張志雷.公路橋梁工程預制梁的施工管理[J].交通建設與管理，2023（6）：103-105.

收稿日期：2024-03-13

作者簡介：文鵬（1986—），男，本科，工程師，主要從事項目管理工作。