预应力混凝土箱梁预制施工技术及质量控制

练远平

中交路桥华北工程有限公司

1 引言

随着国家发展与社会运行对桥梁质量与规模要求的飞速提升，近年来我国桥梁建设领域也取得了迅猛发展，与此同时，预应力混凝土箱梁预制工艺作为施工的重中之重，凭借自身的显著优势，在桥梁施工中的应用也愈发广泛。尤其是我国基础建设中最重要的构成之一就是桥梁，因此，需选择合适的预应力混凝土箱梁预制施工技术，并有效落实保证质量控制措施，从而在根本上提高桥梁施工的效率和整体质量。

2 工程概况

小草湖至乌鲁木齐段改扩建项目XWGJ-2标段位于新疆乌鲁木齐市达坂城区，路线沿白杨河河谷及现有G30高速公路布设。本合同段为分离式路基，上行线起点桩号SK3481+300，终点桩号SK3492+200，共10.9km。下行线起点桩号XK3481+000，终点桩号XK3492+500，共11.5km。主要工程内容包括：大桥8座、中桥12座、小桥12座、涵洞66道、短隧道1处（长472m），以及改移G312线（共计5.84km）、路基土石方工程、防护排水工程和河道铺砌等。桥梁上部结构主要为装配式预应力混凝土连续箱梁、现浇预应力混凝土连续箱梁。

3 预应力混凝土箱梁预制施工技术

3.1 模板制作与安装

在制作箱梁模板的过程中，应尽可能选择整体组合的钢模板，并注重将设计尺寸作为根据严格操作，在加工厂加工拼装成型后，还需按照有关标准进行检查，确定和要求相符后再向工地运输并使用；应将振动器支架安装于梁腹板与端横梁扇面，为后续振捣器的安装提供便利。施工人员应在立模前先整修，并将脱模剂涂抹于内侧，支模应使用龙门吊或吊车来进行移运与模板安装；可采取对拉螺杆来固定模板上、下口，将海绵止浆带或者是设置于模扇间，将橡胶止浆套设置于侧模与底模间；必须保证模板安装位置的准确性，以及支撑的可靠性与牢固性，在预制箱梁吊装方面，可以参考图1中的步骤，使吊装质量得到保证；模板在使用中的维修保养力度必须加强，且拆模后需平稳安放，在有效清除上面的锈污并上油后，使用防雨布覆盖，已达成防雨、防锈与防尘的目的。

3.2 绑扎钢筋及预应力管道预埋

应用于预应力混凝土箱梁预制中的钢筋材料，其实多半都是已经经过加工的半成品，如此更有利于现场施工的顺利进行，而在钢筋焊接的同一时间，施工人员也可进行预应力管道埋设，但必须确保对以波纹管位置为例的因素充分考虑。在设置预应力管道进行坐标定位的时候，需注重采取加固措施，使移位问题得到有效规避；应使用套管与胶布包牢管道接口，避免混凝土浇筑时水泥浆渗入，从而导致管道被堵。

在绑扎钢筋的过程中，钢筋保护层垫块与预埋筋安装必须得到足够的重视，特别是对于箱梁连续端上两侧箱梁钢筋来讲，更是需要严格根据设计进行搭接长度预留，同时翼缘板U型钢筋也必须留足。在安装完毕底腹板钢筋与预应力管道之后，必须经过应有的检验步骤，合格后才能关模；顶板钢筋、预应力管道及相应的模板安装结束后，进行检验，合格后梁体混凝土浇筑方可实施。

3.3 混凝土浇筑技术

混凝土浇筑通常情况下应从梁端开始，并且沿梁体分层浇筑直至完毕，浇筑需确保一次性即完成；对于梁体处理来讲，应该将附着式振动器分别安装于其底部与上部；应将混凝土振捣规范作为根据严格执行，尽可能为管道密集处的振捣质量提供更高保证，在保证混凝土不会出现蜂窝、空洞或者麻面的情况，使箱梁预制质量得到更高保障。另外，混凝土浇筑时应注重预应力管道不能受到碰击，否则容易造成孔道移位或损坏等质量问题；混凝土终凝后应及时进行洒水养生，可采取覆盖土工布的方式洒水养护，或采取目前较为智能的自动喷淋养生系统；梁体端部与翼板外边等，在拆模后需对指定位置按照规范要求进行凿毛处理。

3.4 预应力张拉

在混凝土强度与设计强度相符、龄期达到要求后，方可进行预应力张拉作业。本项目预应力钢绞线张拉采用智能张拉系统，在张拉施工之前应在经国家授权的法定计量技术机构定期进行标定。张拉油表不低于1.0级。千斤顶必须与油表配套校正，其校正系数不大于1.05。张拉主要流程：下料编束编号→穿束对中调整→预应力张拉→外露钢绞线切割。预应力钢绞线张拉应将锚下张拉力与钢束延伸量作为根据进行双控；张拉顺序实施的严格性必须要得到保证，预应力钢铰束的两端必须保持对称与均匀的状态；张拉程序为0→初应力→σcon，持荷5min锚固，张拉完成24h内检查确认无滑丝、断丝现象，即可切割锚外多余钢绞线。如果梁体在张拉作业的过程中，出现异常的声音或情况，则应该先将操作暂停，明确异常情况产生的原因之后，采取有效措施处理，再继续进行张拉。

3.5 孔道压浆

在进行箱梁预制中的孔道压浆时，采取真空灌浆的施工工艺。

第一，施工人员需确保球阀、排气阀等部件的有效连接。

第二，施工人员应提前进行真空试抽：①关闭所有的灌浆阀与排气阀，并将抽真空阀打开；②启动真空泵抽真空，对压力表读数并记录管内真空度，然后停泵大概1min，如果此时压力仍保持不变，即确定孔道能达到真空状态并维持真空状态。

第三，水、水泥以及膨胀水泥在称好量后，应尽快向搅拌机倒入，搅拌2min后再倒入减水剂搅拌，3min之后水泥浆即可出料，并立即进行泵送。

第四，将灰浆加入灌浆泵之后，高压橡胶管出口就会打出浆体，施工人员需观察浆体是否达到标准浓度，如果是则灌浆泵可以关闭，但此时必须注重使用高压橡胶管灌浆管，来扎牢出浆口；随后施工人员应启动真空泵，直到真空度处于-0.06MPa～0.09MPa之间后，再启动灌浆泵；浆体流通过空气滤清器时，抽气阀必须及时关闭，同时开启排气阀；若浆体稠度与之前没有差异，则灌浆还需持续2-3min，等到孔道内压力达标后，灌浆才能结束。

第五，抽真空管与真空泵在使用完毕后，必须及时、有效地拆卸；清洗重点应放在阀门、灌浆泵以及空气滤清器上，同时粘有灰浆的工具也不能忽视，从而为下次操作提供便利。

3.6 封锚与箱梁移运存放

在进行预应力混凝土箱梁预制中的封锚混凝土施工前，由梁端压浆导致的散浆应首先清除，此时施工人员需再对梁端混凝土进行凿毛与湿润，才能尽量提高浇筑封锚混凝土或封锚块预制的质量，同时养护工作也绝对不能忽视。而在箱梁移运存放方面，施工人员则应注重以下几点：第一，张拉及压浆结束且强度已达标后，应做好生产日期与梁号等信息的标识，向存梁场移运、堆放。第二，可采取吊孔穿索兜托的方法来吊装梁体，且此过程中主梁横截面对称中心垂直需得到保证，这是避免倾斜的关键。第三，存梁区场地的排水设施也要得到重视，且应针对梁端支座进行混凝土枕梁施工，枕梁下的地基需采取填沙砾的方式处理；枕梁上应合理放置垫木，在支座附近设置梁支点；各层层间应设置垫木。

4 预应力混凝土箱梁预制施工质量的控制措施

4.1 注重相关体系与制度的创建与落实

4.1.1 质量管理体系

应创建完善的工程质量检查机构，并将项目经理设置为第一责任人，保证质量目标与管理措施严格、彻底的落实到实际施工中；质量计划和管理制度的健全性必须要得到保障；各级责任目标应科学制定，并向每位人员身上分层落实，确保质量责任制能充分发挥其重要作用。在创建施工质量保证体系的过程中，应充分考虑工程技术、质检、试验及测量监控等，由项目经理负责其在施工过程中的有效实施；与此同时，应安排工作态度积极、责任心强、道德水平高以及综合素质好的人员，来负责施工质检、试验与测量工作，在确保施工队伍水平达标的基础上，为质量目标顺利达成提供更高程度的保障。

4.1.2 质检体系

为保证施工质量达到相关标准，施工单位还应建立完善的质检体系，并创建配套的技术质量部的质量监督组。每个施工步骤在结束之后，都应由技术人员在表格上填写记录，同时辅助质量检测人员，先展开施工质量的自检，合格后监理工程师检查，合格后对相关的记录进行签认，转入下道工序施工。每月由项目质检工程师组织质量检查小组至少进行一次全面检查，对存在的问题做好记录并及时解决落实。同时，质检组还组织质量检查小组进行不定期的随机检查。

4.1.3 质量奖罚制度

一旦在施工中发现不遵守规章制度作业的现象，或者是由于施工人员失职，引发质量问题或严重的质量事故，除应采取经济制裁的方法之外，责任追究和严肃处理也是非常必要的，如果情节过分严重，则还应追究当事人的刑事责任。但如果在施工现场管理人员的领导下，全体施工人员全都保持着一丝不苟的态度，坚持质量标准、认真负责，施工全过程并未发生质量事故，则应适当给予精神或物质奖励。各施工工区、班（组）或施工人员个体，若能做到坚持原则、守职尽责，表现优异且成绩优异，或者在重大质量事故规避上有突出表现的人员，则应根据具体情况来给予奖励。

4.2 混凝土浇筑质量控制的重点

第一，在箱梁预制准备阶段中，即应请资质合格的试验室来配制混凝土，确保其性能与配合比能和工程要求相符，且需出具混凝土配合比报告，在总监理工程师审查并批准之后，才能应用于预制箱梁施工中；混凝土配合比应按照施工现场的天气情况，进行加减水的灵活调整。原材料计量准确和混凝土的搅拌时间都必须严格控制，同时因为混凝土搅拌站和箱梁预制场地距离较近，所以在混凝土搅拌结束之后，需重点检测其坍落度与扩展度。

第二，由于箱梁底板较宽，且箱室也会占据一定的空间，所以底板混凝土的浇筑难度还是比较大的，此时为保证箱梁底板混凝土浇筑质量达标，应将坍落度控制在200mm～205mm，扩展度大概为570mm～580mm；在实际浇筑的过程中，布料应遵循从两端至中间的原则，并安排技术人员进入箱室，按照标准振捣底板的混凝土。

第三，浇筑箱梁底腹板混凝土时，内芯模板上浮是很常见的现象，但如果不能及时处理，极易导致箱梁顶面抬高，并造成龟裂以及顶板厚度变薄的问题，此时为这种质量缺陷得到规避，施工技术人员可将以下措施落实于混凝土浇筑：①在浇筑完底板混凝土之后，混凝土的坍落度应尽可能降低，从而实现对浇筑速度的控制，降低其对于芯模的浮力。②应将预压块放置于箱梁底部，且各箱室中间都应放置一个边长为1m的立方体混凝土方块；也可以将扁担以1m的间距设置在箱梁顶部，扁担材质应为小钢轨，两端铰与侧模相连接，将支腿焊接在芯模中心，以达成顶住芯模的目的。

第四，混凝土在浇筑完成后，表面其实都会存在或多或少的气泡和麻面，从而使混凝土的外观质量下降，此时可以采取下列措施，尽可能降低气泡与麻面带来的影响：①在振捣时应选择插入式或附着式的设备，前者的移位间距必须控制在范围半径的1.5倍之内，和侧模间的距离大概为50mm～100mm，向下层混凝土插入的深度大概为50mm～100mm；各振捣点的延续时间应控制在25s左右，观察混凝土下沉停止且没有气泡，表面出现浮浆即可停止。②附着振捣器的布置间距应为3m。

5 结束语

综上所述，虽说我国预应力混凝土箱梁预制技术水平，在近几年的发展中已有显著提升，但与人民群众对桥梁日渐提升的要求相比较来讲，其依然存在极大的进步空间，若想在最大程度上发挥预制箱梁在桥梁工程中的重要作用，相关探索研究仍需进一步深入。而站在质量

控制的角度上来看，其必须以达标的技术水平为基础，在保证施工全过程管理严格、组织认真、安排严密的情况下，为桥梁工程的顺利施工及质量提供更高程度的保障。