预应力箱梁施工工艺及质量控制

黄浩

摘 要：预应力箱梁预制质量好坏，直接关系到大桥的整体质量。现以某大桥为例，将预应力箱梁预制施工工艺和质量控制要点阐述如下。

关键词：预应力；箱梁；质量；模板；张拉

一、预应力箱梁概述

箱梁是桥梁工程中梁的一种，其内部为空心状，上部两侧有翼缘，与箱子类似，因而得名，箱梁可以分为单箱和多箱等。而预应力箱梁是指在箱梁上施加一个预压应力，以抵消由于箱梁自重产生的荷载，提高箱梁的承载能力。预应力箱梁的施工，可以分为先张法和后张法，先张法预应力箱梁是指在箱梁混凝土浇筑前，对箱梁内部的钢绞线进行预先张拉；后张法预应力箱梁则是指在混凝土浇筑完成后，再进行预应力的张拉。在桥梁工程项目中，预应力箱梁是桥梁的主要受力结构，直接影响着桥梁工程的整体施工质量，因此，做好预应力箱梁的设计和

施工，对梁体裂缝进行有效防护，是非常重要的，需要得到相关工程建设部门的充分重视。

二、预应力箱梁施工工艺要点

（一）工程概况

某大桥主桥为双塔双索面三跨式预应力混凝土斜拉桥，全漂浮体系，全长1080m，桥面总宽36m，跨径组合110m+270m+110m。桩号范围K27+727.13～K29+200。

（二）配合比设计

根据图纸设计，桥梁上部结构主要为混凝土连续箱梁，下部为钻孔灌注桩群桩基础。结合实际情况和工艺特点，坚持不采用特殊原材料、不改变常规施工工艺的原则，使混凝土的配合比达到最优。大桥主梁采用C60混凝土，大桥主梁为现浇梁，混凝土采用泵送方式浇筑，项目配合比中加入矿粉后，大大提高了混凝土的流动性、保水性，为混凝土工程顺利完成打下了坚实的基础。

C60混凝土必须满足以下性能指标要求：

1、配制强度：满足R配>R+1.645δ；

2、初凝时间6-8小时，终凝时间8-10小时；

3、塌落度损失：经时损失率不大于5%，120min后扩展不小于450mm；

4、水化热：推迟水化热峰值出现时间，并使峰值降低15%-20%，最高时温度不超过55℃；

5、混凝土采用泵送，因此要具有较好的流动性和良好的可泵性、保塑性，不产生离析泌水；

6、收缩：各个龄期的收缩不高于普通C30混凝土。

为满足以上技术指标，通过以下几种途径对C60混凝土进行配合比设计及配置。

1）在保证混凝土强度的情况下，水泥用量取低限值，有效减少水化热，减少收缩；

2）合理掺入的优质粉煤灰、矿粉，以延缓凝结时间，降低水化热，提高后期强度，改善混凝土施工性能。

3）采用復合搞笑外加剂，改善混凝土的和易性，并在保持通常塌落度情况下，降低水用量，提高混凝土的强度。

（三）箱梁预制场底模施工

箱梁采用后张法预应力施工，箱梁预制场设底模 4 条，预制 25 米箱梁共用，底模浇 15 厘米厚 C20 砼作为基础，宽度与箱梁底相同，考虑到箱梁张拉后荷载集中作用在底模两端，底模一米范围内基础砼厚度加深 50 厘米，加深部分每边加宽 15厘米，底模上面铺焊 2 厘米厚钢板，为消除箱梁张拉后的起拱度，保证梁中部分桥面砼的铺筑厚度，并按设计要求，底模跨中设 1.5 厘米反拱，跨中两侧按抛物线调顺。预制场地和堆料场地用砂浆抹面硬化。

（四）钢筋加工及安装

钢筋质量、规格要符合设计图纸和规范要求，钢筋进场应有产品合格证书。钢筋施工流程：底板下层钢筋、腹板钢筋———纵向钢束入模定位———底板上层钢筋、腹板钢筋———立内膜———顶板上层钢筋、架立钢筋、预埋钢筋。

检查好地模施工，涂好脱模剂以及所有的准备工作都就绪后，把钢筋的位置在底模上做好标记，同时要做好钢筋的拉直工作，严格按照设计控制下料长度、按设计角度、长度弯曲。然后再按设计要求进行绑扎、安装。焊好波纹管定位钢筋，准确定好管道位置。施工单位进行自检，合格后报监理工程师验收签认。

（五）模板加工及安装

钢筋和波纹管验收合格后，进行内模安装。内模上下在中间部分沿梁纵向留空，以便砼下料和砼浇筑时振捣，底板砼浇筑完后再用钢板封上。安装内模时要支撑好，特别要注意内模尺寸准确、安装平整、紧密，线形直顺。然后再安外模，在外模两端两侧品字形安好附着式振动器，施工单位自检合格后方可报验，监理工程师验收不合格立即返工，直到合格为止。

（六）箱梁混凝土灌注

箱梁混凝土强度等级为 C60，采用商品混凝土泵车入模，坍落度不宜太大，但由于钢筋密，并有波纹管等，也不宜过小，太大则很难消除外表面的气泡、水斑、砂线等缺陷，太小则混凝土密实度很难保证，一般为（100±20）mm 为宜；石子粒径大或针片状含量超标，易产生云斑，应严格控制，拌和要均匀。可适当加长搅拌时间，这样可以消除由于外加剂拌和不均匀等原因引起的色斑。混凝土弹性模量一定要满足设计要求，如果偏小，容易使张拉后的拱度超过设计要求，混凝土浇筑采用一次成型工艺，由一端向另一端全断面推进，或者由中间同时向

两端推进。同断面浇筑顺序为底板、腹板、顶板分段分层循环推进，在前一段混凝土初凝前浇筑下一段混凝土，段与段之间不产生冷缝。底板浇筑从端头及顶板预留工作孔，用 50 插入式振捣棒振捣，插点均匀、严密、不得漏振。底板浇筑完成一段后，将芯模部分的活动模板压紧、固定，立即浇筑腹板混凝土。

（七）预应力施工重点控制

1、预应力施工是整个箱梁施工的最后一道工序，钢绞线张拉时混凝土强度必须达到设计强度的 90%以上，可通过回弹仪或同条件养护试块推定板梁的实际强度达到要求后方可张拉。

2、正确的张拉程序：0→0.1σK（持荷）→0.2σK→0.4σK→0.8σK→1.0σK→1.05σK（持荷）→1.2σK→锚固。实测伸长值与理论伸长值的差值应控制在±5%以内，千斤顶后严禁站人，以防锚具夹片伤人。张拉操作人员必须经过专业培训，持证上岗，张拉过程中板梁的两端要随时保持联系。发生异常现象时应立即停止张拉，找出原因，处理后方可继续工作。

3、锚垫板必须垂直于钢绞线的方向，特别对于斜交板梁，同时钢绞线为曲线设计时要注意：锚垫板的轴线和板梁的长方向轴线要重合，同时其端面要垂直于钢绞线的方向。否则即造成端部混凝土局部受压，很容易压碎而导致板梁报废。

4、板梁端部钢筋配置较密，石子不容易漏下去，導致混凝土不密实，为解决这一问题，可在混凝土加密区采用小一个规格的石子配置混凝土，为提高端部混凝土强度应提高一个标号。

5、板梁的两端通常要箍紧加密，如果端部钢筋配置不正确，应及时和设计部门沟通，在施工中要保证端部钢筋的混凝土保护层厚度，锚垫板外套螺旋筋位置应准确。

（八）压浆

1、压浆前，应对孔道进行清洁处理。先用清洁的水冲洗干净，再用空压机吹干。

2、安装好经检验合格的活塞式压浆泵和真空抽水机，压浆泵和真空抽空机与锚头连接处应设有开关。压浆机的压力不应小于 0.6MPa。

3、水泥浆要按试验配比制作。水泥浆自拌制至压入孔道的延续时间控制在 30～50min 范围内。水泥浆在使用前的压注过程中应连续搅拌。

4、压浆时，真空抽空机的压力表上要出现负值方可开始压浆。压浆顺序宜先压注下层孔道，再压注上层孔。压浆应缓慢，均匀地进行，不得中断，直到压浆孔道的另一端冒出正常浓浆为止才能关上阀门。关闭出浆口后，还要保持不少于 0.5MPa 的一个稳压期，稳压期不宜少于 2min。

5、压浆必须密实，强度不能低于设计要求。

6、压浆体强度达到设计要求，即可封端，将箱梁起吊存梁区堆放，高度不能超过两层。

三、预应力箱梁施工质量控制

针对箱体中存在的裂缝问题，相关管理人员应该充分重视起来，采取合理有效的措施，对裂缝进行有效防护，延缓或者避免裂缝的产生，提高桥梁工程的使用寿命，保障桥梁工程的使用安全。

（一）严把材料质量

首先，要结合建筑工程的设计要求，选择质量合格的混凝土材料，确保水泥和骨料的质量，避免使用“三无”产品。

其次，在对材料进行存放时，要选择阴凉、干燥、通风良好的位置，避免水泥受潮变质。同时，要将水泥、砂石等进行分别堆放，避免相互之间的影响。然后，在对混凝土进行配置时，要通过现场试验的方式，确定最为合理的配置比，对混凝土的强度和初凝、终凝时间进行严格控制，保证混凝土施工的质量。需要注意的是，如果材料出现性质变化，如含水量增加等，要重新确定配置比，以免影响施工质量和施工效率。

（二）规范施工工艺

对于施工工艺的规范主要是针对混凝土工程而言，首先是混凝土的拌和，必须结合实际情况，做好混凝土集料的配比，对水灰比进行控制，同时合理掺加相应的减水剂和塑化剂等，确保混凝土的拌和时间在2min左右，不能过长，也不能过短，以保证混凝土拌和的均匀性。

其次是混凝土的浇筑，在对混凝土进行浇筑时，应该选择气温较低的时段，如早上或者下午，而如果选择插入式振动器，则应该对其移动间距进行控制，确

保其处于振动器作用半径的1. 5倍以内，振捣时间以混凝土停只下沉，表面平坦泛浆为准，避免出现过振的情况。然后是混凝土的养护，应该在浇筑收浆完成后立即进行，通过覆盖草帘、洒水养护的形式，使得混凝土表面始终保持细润状态。

（三）强化施工管理

在工程设计和施工中，应该切实做好管理工作，确保管理的全面性和全过程性，针对可能引发梁体裂缝的因素，应该采取针对性的防护措施，尽可能避免裂缝的产生。

结语

综上，预应力箱梁结构的施工技术要求比较高，施工难度较大，操作工序较多，必须精心组织，精心施工，认真地控制好每一道工序，才能保证施工质量。

参考文献

[1]赵丽华. 现浇钢筋混凝土预应力箱梁的施工质量控制[J]. 科学之友（B版）. 2009（06）

[2]陈高峰. 浅谈预应力箱梁施工工艺[J]. 黑龙江交通科技. 2009（09）

[3]吴勇. 论预应力箱梁结构施工质量管理[J]. 民营科技. 2010（10）