高速公路工程预制箱梁施工技术探讨

刘国东

（中铁二十局集团第二工程有限公司，西安 710000）

1 工程概况

津石高速公路工程路线全线约31.3 km，桥梁上部结构以预制箱梁为主，项目施工范围涵盖预制梁的预制、运输、安装，还包括桥面工程施工、伸缩缝安装等，梁场选址定于天津市西青区王稳庄镇东台子村独流减河旁津石高速主线北侧约100 m 处，占地总面积约55 336.1 m2，预制场内设有制梁区、存梁区、钢筋加工场、配电站、生活区、办公区等。 生产区、生活区及办公区分开设置，制梁区设置2 条制梁生产线，设40 m、35 m 共用制梁台座4 个，30 m 制梁台座24 个，25 m 制梁台座24 个，存梁区设存梁台座150 个，最大可存梁352 片，在梁场生产预制箱梁后，运输到施工现场安装。

2 高速公路工程预制箱梁施工技术

2.1 模板工程施工

在预制箱梁生产前，需要对相关区域地基进行压实处理，使用水泥土换填一定厚度的原状土， 通过科学设计、 合理施工，保证基础具有良好的承载能力，能满足预制箱梁生产需求。基础处理完毕后，浇筑30 cm 厚底座混凝土，上面铺设5 mm厚钢板作为底模，并通过焊接方式与两侧预埋槽钢可靠连接，形成完整的制梁底座。 预制箱梁模板采用拼装式钢模，分块制造后在制梁台座上拼装而成，钢模必须具有一定的强度、刚度和稳定性，能够满足运输、生产过程中的变形控制要求，模板制作需要委托专业厂家，严格控制模板加工质量，保证各结构部位尺寸准确、焊接可靠。 在模板安装时，使用龙门吊结合人工施工，保证安装位置准确、整体连接紧密，避免出现漏浆问题。 在安装侧模时，需要准确调整侧模高度，控制主要技术参数误差，为钢筋准确安装奠定良好基础，安装完成后，及时清理模板表面，并涂刷脱模剂。 内模安装时，需要将模板分块清理干净，并涂刷脱模剂，通过龙门吊将分块模板拼装成可靠连接的整体，同样要做好主要技术参数检查调整工作。 端模安装时，需要注意锚垫板的安装，必须与端模紧密衔接，按要求控制安装位置和朝向，端模靠拢前，需要将波纹管逐根从锚垫板中穿出，端管两侧移动要同步，避免差异过大使波纹管挤压变形，端模就位后，做好模板整体固定连接，并通过预设控制点进行校正，检查是否符合规范要求[1]。

2.2 钢筋工程施工

钢筋主要在钢筋棚中加工，首先进行调直、清洁处理，将表面杂物清理干净，在材料切割时，一般使用钢筋切断机切割钢筋，使用砂轮锯切割预应力钢绞线，通过弯曲机弯制成型，在加工过程中，如果发现存在钢材质量不合格问题，要及时处理，避免劣质产品使用到工程中。 钢筋加工完成后，在钢筋胎具上绑扎成型。 首先进行底板和腹板钢筋绑扎，然后整体吊装并安装内模，最后完成顶板钢筋绑扎。 在钢筋绑扎过程中，需要严格控制预应力孔道位置以及相关预留预埋工作。 在绑扎胎具上绑扎底腹板钢筋骨架，布设预留孔道，并将底腹板钢筋骨架吊装到制梁台座，然后安装内模，绑扎顶板钢筋，使用焊接连接方式，能够有效加快钢筋骨架成型质量和速度，防止出现变形问题。 模板和钢筋之间需要设置保护层垫块，严格控制垫块尺寸和形状，尽可能减小误差，保证保护层具有足够的厚度。 通过预埋波纹管的方式形成预应力管道，当波纹管需要接长时，接头采用波纹管专用接头，管道的位置要准确，曲线要圆顺，按照设计图纸要求，科学设置定位钢筋，必须与梁体钢筋牢固连接。 在波纹管安装时，不能频繁弯曲，防止出现管壁开裂问题，并采取相应保护措施，避免电焊火花烧伤。 在混凝土浇筑前，使用塑料软管穿入圆形波纹管，能够控制波纹管形状，并在混凝土初凝后及时抽出，波纹管安装完成后，需要全面检查安装质量，必须满足相关规范要求。

2.3 混凝土工程施工

严格按照规范要求设计混凝土配合比， 并按照程序进行混凝土拌制，控制搅拌时间、坍落度、和易性、扩展性等主要技术参数，如果发现与设计情况不符，需要及时查明原因进行调整。 预制梁体混凝土浇筑通过料斗和龙门吊配合施工，采用水平分层、纵向分段连续浇筑的方式，每层混凝土浇筑厚度不能超过30 cm，严格控制混凝土入模温度，按照底板混凝土、腹板混凝土、顶板混凝土的施工顺序展开。 底板混凝土浇筑从一端向另一端循序渐进施工， 腹板混凝土浇筑采用同步对称浇筑的方法，防止出现内模偏移问题。 混凝土浇筑需要与振捣工作紧密配合， 在预制箱梁底板和腹板主要采用插入式和侧向振捣，为了保证底板与腹板交接部位振捣效果，需要将振动棒插入两层混凝土交界处以下5～10 cm 处充分振捣， 最终的密实度标准应该以表面不下沉、无气泡溢出、表面开始泛浆为准，严格控制振动时间和振动手法， 保证各部分混凝土振捣均匀密实。 在混凝土浇筑过程中， 需要安排专人进行监督检查工作，如果发现漏浆、移位、变形等问题，需要及时采取措施，同时，要做好混凝土质量检查，随机取样制作试件，验证各项技术指标是否满足设计要求。 做好养护管理工作，按规定立即采取覆盖养护措施， 并通过自动喷淋养护方式， 提高混凝土保温、保湿效果[2]。

2.4 预应力施工

预制箱梁混凝土强度要达到设计强度80%以上才能拆模，必须保证棱角完整，没有损坏，如果外界条件不允许，也不能拆模，在混凝土强度和弹性模量达到100%后，方可进行预应力施工。 采用人工穿束的方式，将钢丝束对号穿入孔道内，两端钢丝束露出长度要大体一致， 采用数控智能张拉设备进行张拉施工，严格按照设计顺序和规范要求实施，通过4 台千斤顶左右对称、两端同步张拉，将张拉力、伸长量指标作为主要控制参数，以前者为主，后者为辅。 预应力张拉过程中，应该保证两端的伸长量基本一致，严格控制智能张拉质量，施加预应力后，两端张拉伸长值之和不能超出限值，同时，断丝、滑丝、回缩量也是主要质量控制指标，如果需要重复张拉施工，那么同一钢丝束不能超过3 次， 当锚具与钢丝存在明显刻痕时，需要及时更换，完善张拉作业记录，各项检查合格后，才能割丝，使用角磨机切割，并预留3～4 cm 的长度。 在钢绞线张拉完毕24 h 后，需要及时进行孔道压浆施工，压浆前做好清洁处理工作，孔道内不得存有杂物和积水，提前用水泥砂浆封锚，当水泥砂浆达到相应强度要求后，才能实施压浆作业。 采用智能压浆工艺，水泥浆要满足技术要求，可以掺入一定量的压浆剂，能够达到事半功倍的效果，真空泵和压浆泵分别连接同一孔道排气口和压浆口，排气口在管道一端的上方，压浆口在管道另一端的下方，开启真空泵，管道真空度要维持在一定数值范围内， 当压浆管口流出的浆体浓度与压浆泵中的浓度一致时，可连接管道压浆口，通过连续式压浆机快速、连续注浆，水泥浆液搅拌到注浆的时间不能超过40 min，当液体通过透明管时，可以关闭真空泵排气口阀门，持续压浆，使管道内压力上升到一定数值范围内，并持压后关闭压浆阀，不得超过最大压力。

2.5 梁体架设施工

箱梁预应力孔道压浆强度达到规范要求后， 采用龙门吊将预制梁体存放到相应区域，做好相关保护措施，防止出现倾翻、损坏等问题。 由于存在大量预制梁体架设工程，为了保证施工顺利进行,需要做好运输保障工作。 提前修建预制梁场到施工现场的运梁道路，根据施工进度计划，科学安排预制梁体运输，成品出厂前要进行复检，保证产品质量能够满足施工要求，做好相关准备工作，检查、拼装架桥机，复测相关定位数据， 在墩台上放出每片梁的纵向中心向， 定出箱梁底部边缘点，通过运梁平车，将预制箱梁运输到施工现场，方便架桥机起吊作业。 在吊装时，架桥机前端天车将箱梁前端牢固捆绑，捆绑时，合理选择钢丝绳尺寸，不能过长也不能过短。 捆梁时，位置要合理，避免边梁因偏重引起的歪斜，并做好护角保护措施，将箱梁前端吊起，起吊到一定高度，确保箱梁底部不能与运梁车后端托架碰撞、接触，然后，前端天车与运梁车前端托架紧密配合，同步同向前进，直到箱梁后端吊点达到后端天车起吊位置为止，后端天车与箱梁后端牢固捆绑并起吊，使箱梁前后两端吊装到同一水平面，通过前后天车的相互配合，同步同向行走，将箱梁吊装到设计位置垂直上空，调整箱梁前后、左右位置准确无误后才能脱钩就位，复查就位位置是否准确，如果准确无误才能摘钩，准备下一片箱梁安装。 每片箱梁架设完成后，需要及时与预留钢筋可靠连接，保证整体的牢固性和稳定性。

2.6 质量控制措施

除了正常的施工工艺， 预制箱梁施工过程中还存在许多质量通病，需要采取针对性的控制措施。 在混凝土工程施工过程中，容易出现表面平整度不够、混凝土裂缝、缺棱掉角、蜂窝麻面等问题，首先要保证模板施工质量，在模板安装完毕后，根据允许偏差标准，对主要技术参数进行测量，包括尺寸、平整度、坡度、预埋件位置等方面，为了避免混凝土浇筑过程产生的模板变形问题，可以采用智能监测系统，通过传感器设备采集模板变形数据，防止出现跑模、漏浆现象。 预制箱梁属于大体积混凝土结构， 需要严格控制混凝土入模温度和最大温升值，优先选用水化热低的水泥，在满足强度要求的情况下，尽可能减少水泥用量，同时不断优化混凝土浇筑方案，采用分层分段浇筑方式，严格控制浇筑速度和浇筑层厚度，保证浇筑的连续性。 对于插入式振动器的使用，需要将振动棒前端插入前一层混凝土中，控制插入深度，遵循快插慢拔的基本原则，保证混凝土振捣密实。 加强混凝土养护过程质量控制，采取有效措施，控制里表温差和降温速率，在达到一定强度前不能受到干扰。 预应力张拉也是预制箱梁施工需要重点控制的环节，为了避免梁体出现早期裂缝， 需要在混凝土强度和弹性模量达到100%且龄期不少于7 d 的情况下及时进行张拉施工，如果存在较大缺陷，需要预先处理后才能施加预应力，通过智能控制系统，按照0、0.15σ（σ 为张拉控制应力）、0.3σ、σ、补油至σ、回油到0 的程序执行，持荷5 min、锚固，卸顶，量油缸外露量及工具夹片外露量，在工作夹片外端面钢绞线上做标记，以便观察有无滑丝现象，张拉持荷过程中如油压下降，须缓慢补油至规定油压，以保证张拉吨位。

3 结语

综上所述，预制箱梁施工在高速公路工程中比较常见，对施工技术和组织管理要求比较高， 必须根据设计方案和规范要求，明确施工的重难点问题，掌握主要影响因素，加强模板工程、钢筋工程、混凝土工程、预应力工程、梁体架设工程等主要工艺流程技术应用控制，提高细节处理效果，减少质量和安全隐患，保证施工计划能够顺利实施。