桥梁箱梁预制施工技术

姚悦欣

【摘 要】结合宝汉高速公路竹园2号大桥30m及25m箱梁的预制施工，详细阐述了箱梁预制的关键施工技术，并提出了模板设计和混凝土浇筑方法。

【关键词】混凝土；箱梁；预制

1 工程概况

竹园2号大桥位于陕西省宝汉高速公路坪坎至汉中段路基桥隧工程（PH-7标段），中心桩号为ZK152+420，桥梁全长640m，全桥共分8联；上部结构采用4×25m+18×30m预应力混凝土先简支后连续斜腹板小箱梁，其中25m箱梁为20片、30m箱梁90片。

2 施工准备

2.1 制梁台座

根据该桥桥位处特殊的工程环境，结合工期情况，预制场设置在桥头ZK152+100右侧处，共设置25m及30m通用制梁台座（通过设置凹槽实现）12个，不设置存梁台座。

台座基底采用30cm厚三七灰土夯实处理，其上浇筑20cm厚C15钢筋混凝土基础（内置7根Φ8钢筋），基础宽度为1.3m；台座采用C20混凝土浇注，高度为35cm。台座制作时应预留模板拉杆位置及冬季施工时蒸汽进出孔道。

2.2 模板

箱梁模板由底模、整体式外侧模、组合式内模及端模等。

2.2.1 底模

底模采用钢板铺设，钢板与台座周边预先设置的L40×40×4角钢焊接，焊缝不得在梁体混凝土一侧，以免造成焊弧坑；底板与侧模之间采用弹性橡胶带（厚8mm宽20mm）连接，以防止连接处漏浆，同时对侧模上附着式高频振捣器起到缓冲作用。

2.2.2 外侧模

箱梁的外模由大块定型钢模组成，每块5m长；外模架由桁架式模架、纵横模联杆等组成。用对拉螺杆把两侧外模与底模紧靠在一起，两侧模上方用角钢连接，用以控制梁体的宽度并增强两侧模的牢固；在外模支撑杆底设置调节螺栓，用来控制外模的高度。

2.2.3 内模

内模为组合式钢模板；考虑到25m梁与30m梁内模存在区别，施工时设置异型模板进行调节。

2.2.4 端模

端模加工的关键是预应力管道的位置要准确，与预应力锚垫的连接要牢固，并且须脱模方便。箱梁模板见图1。

2.3 钢筋加工

钢筋在加工棚内下料、调直、焊接、弯制，直接在制梁台座上绑扎成型，定位网严格按图纸要求放置，并采取必要的措施以防钢筋笼局部变形，横隔板部分的钢筋骨架采取点焊以保其位置的正确性。

在绑扎梁体钢筋的同时安装预应力筋孔道，孔道安装要严格按设计图纸要求设置，并采取孔道定位措施，保证孔道位置准确、线型平顺，同时注意绑扎或焊接好其它预埋件。

3 施工关键技术

3.1 梁体混凝土施工

箱梁混凝土采用连续浇筑的方法，按先底板、再腹板、最后顶板的浇筑顺序进行，每片梁混凝土控制在2h内浇注完成。

3.1.1 底板混凝土浇筑

底板从中间向两端进行浇筑，插入式振捣为主，振捣符合要求后安装好封闭模板。

3.1.2 腹板混凝土浇注

腹板混凝土采用分层浇筑，每层厚度为25～30cm，两侧同时进行，直至腹板与顶板交界变坡处。在浇筑过程中应打开高频振动器进行振捣，振捣时间是每次30s，直到混凝土密实为止。

由于腹板钢筋及波纹管密集，混凝土的振捣主要依靠高频振动器为主、ZN35插入式振动棒为辅，故高频振动器的数量配置应由计算确定：

P=4.9（Q1+0.2Q2+Q3）

P—每m2模板的震动力

Q1—每m侧模和振动器重量之和（kg）

Q2—每m梁段混凝土重量（kg）

Q3—每m梁段钢筋与波纹管重量之和（kg）

通过计算，选用32个ZW-7型高频振动器，其参数为：激振力570kg、功率1.5kW、振动频率2850转/min。

3.1.3 顶板混凝土

先浇箱梁翼缘板混凝土，由腹板向外进行，最后浇筑内顶板混凝土。浇筑方向从两端向中间靠拢，再后在中部会合。

顶板浇筑时应交错预埋PVC管，方便拆模后向箱梁内室洒水降温。

3.2 混凝土养护

3.2.1 普通养护

由于新浇的混凝土不断产生热量，导致箱内温度高而梁体表面低，故前期应通过预埋的PVC管向箱内洒水、降温，以消除内外温差引起的温度裂缝，但应防止梁体温度骤变。同时梁体上部覆盖麻袋，洒水养生，洒水次数以保证混凝土表面经常处于湿润状态来确定，养护时间1周以上。

3.2.2 冬季养护

冬季采用蒸汽养护。混凝土浇注完毕后立即搭盖棚罩放汽养护，加热的升温速度不超过10℃/h，恒温控制在50℃左右；强度达到设计强度75%后，可逐渐降温，降温速度不超过5℃/h，并保持90%的相对湿度，应注意棚罩内温度的均匀。测温及同条件养生试件按有关规范规定执行。

3.3 预应力施工

3.3.1 施工准备

先行校准千斤顶、油表的工作状态及配套使用情况，计算每束钢绞线的张拉值及伸长值。

3.3.2 钢绞线线束制作与穿放

钢绞线按计算下料长度用切割机下料，然后将钢绞线梳整分根，编束，每隔1～1.5m捆绑成束，采用卷扬机穿束。

3.3.3 钢绞线张拉

采用双控法张拉，以张拉为主，伸长量为辅，实际伸长量与计算伸长量误差应小于6%。

1）初始张拉

主要是使钢绞线略为拉紧，并随时调整锚圈及千斤顶的位置，确保孔道、锚具和千斤顶三者的轴线相吻合；进而两端同时张拉达到钢绞线束初应力（10%бcon），打紧夹丝楔块，并在分丝盘沟槽处的钢丝上标出测量伸长量的起点记号，在夹丝盘前端的钢丝上也标出用以辨认是否滑丝的记号。

2）正式张拉

两端同时张拉，每级加载值为油压表读数5000KPa的倍数。对于低松弛预应力筋且采用夹片式锚具时其张拉程序为：

0→初应力（10%бcon）→бcon（持荷2min锚固）

3.3.4 压浆

为了保护预应力筋不锈蚀，并使力筋与混凝土梁体粘结成整体，以减轻锚具的受力并提高梁的承载能力、抗裂性和耐久性，预应力筋张拉后应尽早压浆。经试验后水泥浆中可加入适量膨胀剂，如铝粉，但其自由膨胀率应小于10%。

压浆应使用活塞式压浆泵，压浆时最大压力宜为0.5～0.7MPa；当孔道较长或采用一次压浆时，最大压力宜为1.0MPa。壓浆应达到孔道另一端饱满和出浆，并应达到排气孔排水与规定稠度相同的水泥浆为止。为保证管道中充满灰浆，关闭出浆口后，应保持不小于0.5MPa的一个稳压期，且不宜少于2min。压浆顺序为先压注下层后压注上层孔道，以防串浆。

3.3.5 封锚

压浆后应先将其周围冲洗干净并对梁端混凝土凿毛，然后设置钢筋网浇筑封锚混凝土；长期外露的锚具，应采取防锈措施。

3.4 移梁

预制场设两台龙门吊，其天车梁采用铁路战备抢险用六四式军用梁组装，该梁主要结构由三角构架、弦杆、钢枕等配件拼组而成；三角构架长4m，宽0.4m，高1.5m；按4片单层设置，每片梁使用9个三角构架，全长36m；天车梁上铺设钢轨，安装成品天车用于垂直提升。

4 结语

通过25m及30m箱梁的预制表明，梁体各部尺寸符合图纸要求，其误差控制在施工规范允许范围内。混凝土振捣密实，箱梁内外线条清晰，棱角分明，表面平整有光泽，变截面部位尺寸准确，张拉后梁体线型满足设计要求。同时总结出了箱梁预制比较理想的施工工艺，并实现了25m及30m箱梁模板及台座的通用，对于今后类似工程具有较好的借鉴作用。

【参考文献】

[1][JTG/T F50-2011]公路桥涵施工技术规范[S].人民交通出版社，2011.

[责任编辑：朱丽娜]