箱梁预制施工工艺浅析

王 荣

（山西省公路工程质量检测中心，山西 太原 030006）

1 工程概况

忻州—保德段高速公路第十一合同段，为静乐杜家村镇到宁武石家庄镇之间的路段，本标段有汾河特大桥1座。该桥中心桩号为K70+050，全桥共十联，全长1336m。上部结构为38×35m先简支后连续预应力砼连续箱梁，共计304片，其中，边跨边梁68片，边跨中梁68片，中跨边梁84片，中跨中梁84片。

由于设计追求较大的挖空率，箱梁各部分厚度很薄，除端头变截面部分外，底板及腹板厚度均只有18 cm，稍有不慎极易出现施工缺陷，因而抓好箱梁预制施工工艺非常重要。

2 施工工艺

2.1 模板

2.1.1 外模

为保证箱梁的外观质量，外模采用专业厂家制作的大型定型钢模，分节制作，每节长5m，要求接缝严密，尺寸精确。模板具有足够的刚度和表面平整度，所有模板经验算变形值不得大于外模板挠度，为模板构件跨度的1/400，内模板挠度为模板构件挠度的1/250，钢模板的面积变形为1.5mm。安装时，先将模板清理干净，涂刷隔离剂，保持模板正确的线形，每节模板接缝间，粘贴双面胶带以防止漏浆。每次拆模后，要对模板重新打磨，再次安装前，要重新粘贴双面胶带。

2.1.2 底模

底座采用钢筋砼浇筑。浇筑砼时，低于地面部分均宽出箱梁底座几何尺寸四周各30 cm，便于以后支立模板。底座为C30砼浇筑，为防止粘连，在底座表面铺设一层钢板并用磨光机打光，与底座连接紧密。钢板两边下缘预留槽口，放置橡胶管作为封条，防止漏浆。顺台面纵向在钢板下预留间隔为1m、直径为10 cm的对拉螺栓孔。为确保箱梁底几何尺寸准确，精确抄平，需预留预拱度（箱梁跨中设2 cm按二次抛物线变化的反拱）。

2.1.3 内模

内模采用组合式钢模板，钢模虽价格较高，但不易变形，砼成型外观质量好，并具有尺寸准确、周转次数多等优点。安装时，内模尤其要注意支撑紧固，在砼浇筑中防止出现上浮和变形。

2.2 钢绞线和钢筋

2.2.1 钢绞线与张拉

预应力钢绞线采用标准φs15.2mm高强度低松驰预应力钢绞线，其弹性模量Ey=1.95×105MPa，标准强度fpk=1 860MPa，钢绞线面积A=139mm2，控制应力σcon=1 395MPa。

钢绞线应做抗拉强度、延伸率、松弛率和弹性模量试验。试验结果符合设计要求，方可使用。千斤顶、油泵和油表配套校验，所用压力表的精度不低于1.5级。使用6个月或200次以及在千斤顶使用过程中出现不正常现象时，应重新校验。

采用两端同时张拉的方案进行张拉。张拉前，所选用的油压千斤顶、高压油泵和油压表，编号配套进行校验，钢铰线、锚具夹片均按规范设计要求进行校验。张拉时，应在横桥向对称均匀张拉，张拉采用双控，在控制应力值的同时，要检测其伸长量，实测值与理论计算值的误差要控制在6%范围内，如不符合规定，则应查明原因，并及时处理，张拉满足要求后锚固预应力筋，千斤顶回油至零。

2.2.2 钢筋

（1）所用钢筋表面应洁净，其上应无油渍、漆皮、鳞锈等，且平直，无局部弯曲。

（2）钢筋的弯制和末端的弯钩应符合设计要求，用Ⅰ级钢筋制作的箍筋，其末端应做成弯钩，弯钩的弯曲直径应大于受力主筋的直径，且不小于箍筋直径的2.5倍，弯钩平直部分的长度，一般结构不宜小于箍筋直径的5倍。

（3）施工时，直径小于（或等于）12mm的钢筋连接采用绑扎，直径大于12mm的钢筋连接采用双面搭接焊，其焊缝长度不小于5 d。钢筋焊接前，必须根据施工条件进行焊接工艺试验，合格后方可正式焊接，钢筋接头采用搭接电弧焊时，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致。

（4）精确按照图纸要求下料加工钢筋。为保证横向钢筋定位准确，先确定两梁端各3根横向钢筋位置，用短钢筋点焊固定并用两根直径20mm钢筋支撑住，绑扎两侧腹板纵向钢筋各两根，在纵向钢筋上划线确定其他横向钢筋的位置，按划线位置将其他横向钢筋绑扎在腹板纵向钢筋位置上，然后再绑扎底板钢筋。

（5）质量标准，见表 1。

表1 钢筋安装允许偏差

（6）在绑扎腹板钢筋时，应先用准8的钢筋按波纹管坐标准确点焊定位钢筋（U形）。直线段每隔100 cm设1个，曲线段每隔50 cm设1个。然后将波纹管穿入钢筋骨架，同时将锚垫板及配套的螺旋筋套在波纹管上。由于波纹管线形为曲线，为准确控制每一根定位筋的位置，施工中采用尺杆刻度定位法，即按照设计图给出的钢绞线坐标，算出波纹管底部定位筋的坐标，刻于木方尺杆上，用尺杆在腹板上划出定位筋的位置，再焊接定位筋，这样可以有效地保证定位筋的准确性。

（7）在绑扎顶板钢筋时，先按照图纸上设计的间距将钢波纹扁管穿入顶板钢筋骨架内摆放好，并用扎丝固定。最后套上锚垫板和螺旋筋，在浇筑箱梁顶板时，先要用双面胶将锚垫板封好，防止水泥浆流进，堵塞压浆孔。

（8）在钢筋的绑扎中，要注意锚垫板的就位，锚后螺旋筋的定位和锚后加强筋的绑扎，这是直接关系到箱梁张拉质量的关键因素，应特别注意。

（9）为保证钢筋保护层厚度，除在钢筋骨架成型时用架立钢筋控制好间距外，再用垫块加以控制，将符合设计要求厚度的垫块呈梅花状绑在钢筋的交叉点上。

2.3 浇筑

设计砼为C50，保证砼强度是保证箱梁内在质量的一个重要方面，因此要严格控制原材料质量。施工工艺方面：

（1）严格按照砼配合比集中搅拌，随时测定砂、碎石的含水量，调整施工配合比，并考虑砼在运输过程中的坍落度损失，采取相应措施。坍落度控制在7～9 cm为宜，坍落度太大，强度不易保证，并且很难消除表面的气泡、水线等缺陷；因钢筋密集，坍落度太小，很难保证振捣密实。

（2）在砼浇筑之前，应对穿钢绞线的管道进行全面检查，以查出可能破损的管道。在浇筑前必须将管道上一切非有意留的孔、开口或损坏之处修复，并在孔道中穿入适合的塑料管以防砼将管道挤压变形。

（3）由砼运输车将砼运至浇筑现场，通过龙门吊运至浇筑位置保证砼及时浇筑，并在施工现场及时、规范地制作砼试块，作为测试其强度的依据。并应制作两组同条件养生的试块，作为箱梁张拉、吊装的依据。砼从拌和至浇筑的时间限制在1 h以内。

（4）浇筑砼时应注意的事项：①砼浇筑时，下料应均匀连续，不宜集中猛投而发生挤塞。在钢筋密集处，可短时开动插入式振捣棒以辅助下料。②随时注意内模、锚固钢筋及其他预埋件的位置，避免在强烈振动下移位。③浇筑过程中，随时检查砼的坍落度，严格控制水灰比，不得随意增加用水量，以保证砼的质量。④为防止预留孔道变形，不允许振捣器触及预埋的波纹管。⑤为防止内模上浮，在顶板上每隔2m设置压杠一道，用工字钢制作，下面焊接圆钢管，直接压于内模之上，不得压住钢筋。⑥端头锚垫板后应加强振捣，保证砼密实，确保预应力体系质量。⑦在混凝土接近初凝时，进行二次收浆并拉毛，防止出现裂缝。

2.4 工艺流程

混凝土浇筑采用一次成型工艺，由一端向另一端推进。同断面浇筑顺序为底板、腹板、顶板，分段分层循环推进，每段长约2～3m，浇筑过程中，采用插入式振捣器配合附着式振捣器对腹板砼进行振捣。注意附着式振捣器与箱梁外模板要结合牢固，要控制好高频振动的时间，防止因过振而出现混凝土分层离析等现象。附着式振捣器为V型上下两列分部，间隔为80～100 cm。

振捣过程中，振捣棒不得触及钢筋、模板、波纹管及预埋件。插入式振捣器在振捣时，要垂直等距离插入到前层中5～10 cm。尤其要注意支点附近即锚垫板后钢筋、波纹管密集部位的振捣。施工过程中随时观察砼的变化，严格控制振捣时间，模板由专职模型工和木工随时检查，以防止出现漏浆、胀模、上浮等问题的发生。梁顶部混凝土则采用插入式振动器振实，振捣时，以振捣区混凝土停止下沉，表面呈现平坦、泛浆、不冒气泡为准。

3 结束语

预应力混凝土箱梁使用定型钢模板，采用附着式振动器与插入式振动器相结合的振捣工艺，有效地保证了腹板和底板部分混凝土的振捣密实，箱梁混凝土外观质量有了明显提高。

在预制台座底上预设拱值，成功解决了箱梁反拱值偏大、影响桥面混凝土铺装的问题，张拉后起拱明显，符合规范要求。

通过以上控制手段，忻保十一标预制完成的箱梁均达到设计质量要求，线条流畅，外观美观。可见，施工工艺对工程质量有直接而重大的影响，要提高箱梁的施工质量就必须有好的施工工艺，并使其不断完善。