预制现浇预应力箱梁施工技术研究

周华，张黄浩，程振，宗保军

（陕西建工第一建设集团有限公司，陕西 西安 710000）

0 引言

随着我国科学技术水平的提升，预制箱梁应用进入一个快速发展的阶段。预制箱梁施工中的预制梁场地选择、箱梁钢筋绑扎、波纹管标高位置及预应力钢绞线张拉，是箱梁施工的重难点，这些重难点直接影响着工程后期生产使用，因此对于预制预应力箱梁研究具有实际意义[1]。

1 工程概况

本科研活动围绕渭南市华州区2020水毁修复工程一标段项目两个预制箱梁桥的施工展开。华州区2020水毁修复工程一标段项目主要涵盖道路修复14.8千米及新建、两个预制箱梁桥以及两个漫水桥。桥梁全长66.1米，桥梁宽水岔一号桥10米、栗峪二号桥7.5米。跨径布置1＊10米。工程总造价约2900万元，施工关键技术的研究与应用对工程安全、质量、进度等有着较大影响。

2 预制现浇预应力箱梁施工工工艺

2.1 预应力箱梁台座

在桥梁外平整场地布置预制梁厂。由于工期及架设原因，场内设12个台座，台座宽度1240mm，高度250mm。台座上平面用L50角钢包边，角钢用锚筋锚固于台座内。下部布置纵向布置4根直径φ16通长钢筋，横向布置φ8分布筋，间距@300，桥梁台座为钢筋混凝土结构。

2.2 钢筋绑扎和钢筋下料

预制预应力梁的钢筋需进行整体全部绑扎，首先对梁底板和腹板进行钢筋绑扎，其次进行顶部梁板绑扎，在绑扎过程中严格按照规范要求和技术交底进行，用于定位的钢筋位置必须准确无误，必须以确保管道的平直、平顺，在桥梁梁体钢筋与预应力管道发生相冲突的时侯，应小范围移动梁体的构造钢筋也可以进行微角度折弯。在钢筋比较密集的地方，需要注意混凝土的浇筑通道，需要时要将相邻的，两个或几个钢筋进行绑扎。铁丝不能伸进至保护层内侧。需采用垫块以控制保护层的厚度，垫块选用与桥梁梁体同等的材料，需要保证桥梁梁体的整体质量。桥梁桥面泄水孔处钢筋可以进行小范围改动，且增加螺旋筋增加增强[2]。

钢筋在钢筋棚内统一加工后按绑扎进度分批运往绑扎现场，钢筋需要先进行试验性下料和试验性弯制，试验批检验合格后在进行大批量下料。模板底部需清理干净、整洁，刷涂模板隔离剂，吊放直螺纹钢筋笼，钢筋的净空保护层不低于35mm，需要用垫块，把底板和钢筋隔离，垫块需要满足强度等级要求，垫块与垫块之间的距离为45cm。然后放置波纹管，波纹管要用“︺”形自制定位筋与结构钢筋焊接确定位置，定位钢筋直线段每隔0.4m均匀设置，弯曲线段每段间隔0.3m设置一处。钢绞线进行下料尺寸时，严格按规范要求进行须考虑孔道长与工作长度，在钢筋编束的时候，每段间隔1.5米绑扎一处铁扎丝，钢绞线头部需要用胶布完全包裹，保证穿束时波纹管完整。

2.3 安装波纹管施工

非预应力直螺纹钢筋框架绑扎结束以后，才能穿设波纹管，波纹管运用“定位网”的方法进行安装施工，严格按设计的标高将波纹管用“︺”形定位钢筋进行绑扎固定，定位钢筋使用φ8钢筋，曲线段每0.3m一道，直线段每0.5m设置一道。进行定位时不能损坏波纹管管壁，防止造成漏浆封堵波纹管。

安装波纹管，需要做到曲线圆润、直线笔直，圆直段平顺，在安装进行中需要小范围调整于波纹管发生冲突的钢筋位置。

桥梁梁端面与垫板应在同一个平面，和孔道轴线垂直，固定在桥梁梁端模板和梁端主筋处，禁止松动。用棉布和发泡剂将口封堵，以防掉进杂物。

2.4 模板的制作与安装

桥梁模板按照设计尺寸由厂家制作成钢模，到现场后进行拼装实验，对于小范围有形变的，钢模试拼前需要进行整改。钢模接缝处使用手持打磨机进行打磨，打磨平整度必须符合规范要求，避免造成浇筑混凝土时泄露。安装模板按规范要求可以有误差，相邻两片钢模表面高度差1mm，表面平整度3mm，轴线偏位5mm，钢模板拼装，调试好以后对模板内应进行去除铁锈、涂脱模剂；至钢筋绑好后，进行吊装钢模板进行加固、填缝防治漏浆。

在安装模板时，工人需要认真检查模板是否有发生碰撞造成的变形和缺陷，并且在准备浇筑前，应进行详细检查，确保不存在人为可控的因素出现，注意模板上的垫件、扣件是否完好等[3]。模板拼接安装好后，尺寸、垂直度与线型偏差一定严格符合规范要求[4-5]。在浇筑过程中，随时检查模板尺寸，以及挠度、变形情况，一定要符合规范要求。

桥梁梁端模板，需要用刚性模板，垫板固定在模板上，孔道用棉布和发泡剂封闭。在确定筋、钢模板和波纹管的位置与尺寸核对准确后，闭合梁端、侧板。

2.5 预应力筋的穿束施工

在经过计算准确的钢绞线下料长度后，在端头的两侧8cm，处用铅丝绑扎，然后切割，切割后应绑紧，以防松散。人工穿束时工人应注意安全，确保自身安全的条件下将钢绞线穿入孔道，穿入后来回拉动使其通畅。如果钢束不能较为自由地拉动，需要核实问题并立即解决。

穿束施工前应再次检查，注意检查钢绞线端部是否有松股，有的禁止使用，表面清理干净，桥梁两侧外伸长度一致。在浇筑砼过程中，项目部安排专业工长及工人，在两端来回拉动钢绞线，检查是否堵管，给后续施工造成困难。

2.6 桥梁混凝土施工

（1）浇筑。在混凝土振捣过程在主要用附着式振动器，间距为2.5M，并且使用振捣棒辅助振捣。

桥梁底面浇筑完成后，应分层浇筑，分层不超过0.25m的厚度。混凝土在振捣的时侯，振捣棒应不能触碰波纹管和模板。在振捣时振捣棒插入约三分之二的振动棒头部震动均匀，预防冷缝。振动棒插入点之间的距离应不大于1倍半径，操作上要求快速插缓慢拨出，振到混凝土表面未沉降，没有气泡冒出、有浮浆。

浇筑过程中，项目部安排工长对钢膜、拉杆、波纹管进行严格检查，发现松问题及时处理，浇筑过程中，项目部安排工长在两端来回拉动钢绞线，预防波纹管漏浆堵管，给后续施工造成困难，浇筑完后用清孔器进行清理，清完后堵住锚具孔。

（2）拉毛。桥梁浇筑完以后，在收浆前对顶面进行拉毛处理，方便后续铺装进行有效融合。当混凝土振捣完后，施工工人将混凝土面用抹子进行抹平，项目部工长对成型面进行标高复测，对复测结果进行比对，确保顶面的平整度和横坡度与图纸相一致；在桥梁面初凝前用钢抹子第二次收面减少收缩裂缝。施工工人使用钢刷来回刷进行拉毛工艺处理，保证后续施工顺利实施。

（3）养护。桥梁表面收浆后，对成品进行洒水养护，并用棉被、土工布等覆盖，班组工人洒水养护，保持桥梁表面持续湿润，便于强度的提升。大气温度于5℃，进度要求高时，用蒸汽养护的方法，报告监理工程师施工工艺得到许可后进行蒸汽养护，预防冬天冻裂及提升强度。

（4）拆模。达到拆模强度时，先进行两侧外部模拆除。先拆除外侧边钢模，整体拆出模板过程中，禁止损坏梁表面，模板拆除完成后，应进行安全存放，清洗、维修、刷油，便于后续施工。

2.7 张拉

在准备前先调试设备，报备设备合格证，监理工程师同意后，先使用同条件试块进行强度试压，强度达到设计强度90%以后，混凝土的浇筑时间不少于7天，才可以开始进行预应力的张拉，两端同时施加拉力同步张拉速度不宜过快。

（1）张拉前的准备。严格按照设计图纸进行张拉，在张拉前首先确定张拉顺序、确定张拉方式、检查清理构件、选择张拉设备和校验及锚、夹具及钢绞线检查。按图纸设计要求运用两侧同时进行张拉，用伸长数值校验张拉数值。增加预应力之前需要对构件进行检查、排查等，发现问题以后应及时进行妥善解决；设备应用YCW-250型号的千斤顶。油压表精度为不大于0.5级的，在张拉前进行检查，设备、仪表完好并校定；检查机具是否检验合格及有检验报告。

（2）后张法的张拉工艺。

①后张法的张拉程序。后张法钢绞线张拉流程：0 →初应力（0.1σk）→初应力（0.2σk）→控制应力（1.0σk）→持荷5分钟 →锚固。

②张拉的重点。管道顺直，减少孔道摩擦系数，降低应力损失；钢绞线的张拉施工顺序必须严格按设计规范要求进行；两端速度需同步，不宜太快，张拉记录需保持完整、准确，无涂抹或遗漏。张拉时出现以下问题：a千斤顶漏油较严重；b张拉过程中，出现断丝；c更换千斤顶油表；d油表指针、损坏或不回零；需要重新校定张拉设备。

伸长值量的测方法和计算公式：用尺子测量千斤顶伸出值作为钢绞线伸长数据。计算公式如下：ΔL=ΔL1-2ΔL2+ΔL3-ΔL4-ΔL5ΔL1——从最初应力到最终应力时尺子读数；ΔL2——初应力时尺子读数；ΔL3——两倍初应力时尺子读数ΔL4——工具夹片位移量ΔL5——千斤顶段钢束延伸数值

（3）压浆。

①试配。在压浆施工前，现场工作人员需准备材料及需要对压浆料进行试配。按图纸施工要求规范操作，水胶比不超过0.33的配比。

②施工机具与计量。在配浆体拌和物的时候，压浆剂、水泥、以及水的称量需准确到控制到±1%，计量器具应检定合格，且在有效期内，压浆机应采用连续式压浆泵进行施工。

③浆体搅拌。第一、清理施工机具，检验过滤网、过滤网空格需不大于3mm×3mm等是否满足要求。第二、在准备搅拌前，压浆材料要过过滤网。第三、浆体进行搅拌时：先在搅拌机中注入80%～90%的水，然后工人打开搅拌机开始搅拌，随后要求工人缓慢加入所有计量的压浆剂边加入边搅拌，然后按规定要求缓慢且匀速加进全部量的水泥。全部料加完后再搅拌2分钟；最终加入剩余0.1-0.2的水，继续搅拌约3分钟。搅拌均匀后流动度满足规范要求后才能通过过滤网进入储存罐。

④压浆施工 。在准备压浆施工前，先要将梁体与孔道清理干净。浆体进入以前，首先打开压浆泵，排除管路中的杂物、水、空气。在排出的浆体流动速度和与搅拌机的流动速度同步时，开始压浆。至另一侧饱满切排气孔排出同规定流动度同步的浆体后，此时关闭出浆口，保持3分钟的稳压时间段。压浆的顺序为先下端后上端，同一根管道压浆必须连续施工一次成活，不应超过规定时长。压浆施工中，项目部管理人员及专业工长，要按规范要求做试块，对压浆过程数据按规定要求进行记录：a压浆的材料；b配合比；c压浆的时间日期；d搅拌时间时长；e出机流动度；f浆体的温度；g环境的温度；h现场压浆施工负责人；i监理工程师等。

（4）桥梁的吊装与安装。桥梁厂内储存桥梁时的梁端挑出长度，必须符合设计的要求，距离梁顶端需0.4m～0.6m。运输与储存桥梁时，需进行两端支撑，支点设在梁板正上方。在存梁、运输及架梁过程中，必须保证支点，处于同一个水平面，在现场完成，张拉、压浆，等到压浆砼到达设计规定强度后等一系列条件后，进行吊梁。起重设备采用现场2台80吨吊车，吊车必须经过检验合格后使用，司机持证上岗。在现场管理人员配合下进行安装。

3 结语

预制箱梁桥梁作为目前桥梁工程市场占比份额较高的施工类型，其施工技术趋于完善并正在向绿色施工方向大踏步迈进。预制箱梁施工技术符合绿色施工的要求，同时因其施工效率高周期短；稳定性好，刚性强，混凝土表面效果好等优势，将成为桥梁施工的不二选择。因此，随着新时期一带一路工程项目的增多，施工技术的趋向成熟，可以预见本成果将会有很大的应用空间。