高海拔高寒地区公路桥梁预制梁施工工艺分析

摘要 随着城市化发展，公路建设规模逐步扩大，高海拔高寒地区等特殊区域的交通设施不断完善。但相较于普通公路桥梁项目，高海拔高寒地区公路桥梁施工难度大，风险隐患多。文章以高海拔高寒地区公路桥梁预制梁施工为例，对气候条件影响下的预制梁施工工艺要点展开研究，以完善公路桥梁预制梁施工方案，保障高海拔高寒地区桥梁建设质量，促进高海拔高寒地区交通事业健康发展。

关键词 高海拔；高寒地区；公路桥梁；预制梁；施工工艺

中图分类号 U445.57 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）17-0140-03

0 引言

高海拔高寒地区桥梁跨度大，温度低，桥梁预制梁施工会受到各种因素影响，导致桥梁建设质量不佳，无法满足施工质量要求。为提升公路桥梁建设质量，应结合高海拔、高寒地区的地质特征、气候条件，优化公路桥梁预制梁的施工工艺，合理选用预制梁板技术，减少温度、施工环境对桥梁预制的不利影响。

1 项目概况

某公路第三标段为预应力混凝土连续小箱梁桥，桥梁总长1.36 km，30 m预制梁80片，40 m预制梁170片，斜角25°。路基宽度为25 m，平均填筑高度为1.3 m，结构为土工格栅+50 cm碎石垫层+60 cm的6%灰土。建设位置位于高海拔高寒地区，综合考虑该地区的地质条件，设预制梁场1处，负责加工桥梁工程的预制结构。

2 预制梁模板工程

2.1 模板方案

预制箱梁模板包括内模、外模、底模、端模。底模为6 mm钢板，固定在预埋槽钢基座上，反拱后进行固定。外模应用螺栓现场拼接，与底模对拉连接。内模由预制钢模板拼装完成，内设钢桁架，设有天窗，便于混凝土施工[1]。为满足高海拔高寒地区的预制梁施工要求，梁场每日产量为8片，配置数量为24套，具体类型如表1所示：

2.2 模板安装

（1）检查模板尺寸、外观。板面应平整、光洁，无凹凸不平情况；清理模板上的灰渣、孔内杂物；补焊开裂、破损区域。

（2）侧模前安装端模，使底模中心线重叠端模中心线，需控制梁体结构的垂直度、安装标高，准确定位端模孔道、波纹管安装位置，端模下缘应用螺栓连接底模。

（3）底板绑扎钢筋，从一侧开始向另一侧安装侧模。重点控制桥面侧模板的安装宽度、端头厚度；可借助液压千斤顶、地托精调侧模位置，使其下缘、底模紧贴密实；贴合后应用对拉螺杆锁紧，安装预埋件。

（4）侧模安装结束、质量验收后，安装内模。1）分节预拼内模，逐节拼接，涂刷脱模机；2）逐块吊装内模，螺栓连接，底部钢筋支撑内模底时应设垫块。

（5）为预防漏浆，可在底模两侧预埋角铁，安装U形橡胶条。U形橡胶条设于槽钢上端，安装后设置侧模可减少对Dhvo/vcpnKHpeoDdkz3kdQ==密封区域的影响，预防浇筑期出现漏浆风险[2]。

2.3 模板拆除

梁体混凝土强度达到75%后拆模，按顺序分别拆除内模、外模螺栓、端模、外模。注意控制梁体混凝土的表面温度、环境温度，温度差应＜15℃。由于项目处于高海拔高寒地区，梁体混凝土的表面温度、环境温度差异较大，可通过预热混凝土材料、保温处理混凝土材料等方式，控制温差。

3 预制梁钢筋工程

3.1 钢筋制作加工

（1）采用闪光对焊工艺，焊接质量标准如下：1）接头处无横向裂纹；2）接头弯折角度<39°；3）接头轴线长度<0.1倍的钢筋直径且<2 mm，且对焊接头的抗拉强度应大于钢筋规定值，可通过冷弯试验，以检验钢筋试件质量。

（2）裁切钢筋。剔除焊接头区域、外观缺陷；带弯钩、弯折钢筋裁切后应计算钢筋的伸长量、下料长度[3]。

3.2 绑扎钢筋

预制箱梁钢筋包括面板钢筋、腹板钢筋、分底钢筋。（1）用铁丝绑扎钢筋的交叉点，梁体内箍筋应垂直于主筋，位置偏差<允许值，具体质量标准，如表2所示。（2）箍筋末端向内弯折，交接点绑扎紧固；接头处、弯钩重合处应沿纵向交叉绑扎。（3）绑扎时，铁丝应向内弯，避免破坏保护层；为节约施工时间，提升预制梁钢筋绑扎效率，可应用钢筋定位卡具、模具，辅助钢筋绑扎作业[4]。模具为ф16 mm、3×3 mm的三角支架，绑扎时，可根据顺序将钢筋放置于支架豁口处，以控制钢筋间距，节约人力。

4 预制梁混凝土工程

4.1 施工准备

为预防低温环境对梁体混凝土施工质量产生影响，应从混凝土技术、机械设备、材料制备、混凝土拌和等方面，优化混凝土工艺设计。（1）根据高海拔高寒地区混凝土的弹性模量、设计强度、抗渗、收缩徐变要求，设计梁体混凝土。（2）进行技术交底，各项作业负责人应掌握混凝土工程的施工工艺要点。（3）组织专人检验预制梁灌注混凝土的材料质量，如水泥、矿粉、粗细集料、外加剂等，应仔细检查各类材料的试验报告单，排查混凝土搅拌站有无故障隐患[5]。

4.2 优化配比设计

配置高抗冻混凝土，基本要求如下：（1）添加引气剂，含气量控制在5％～6％。（2）提高混凝土密实性，水灰比<0.55。项目采用NF-AII减水引气复合型外加剂，原材料为5～31.5 mm碎石、2.3细度模数中砂、蒙西42.5P.O普通水泥，配比设计方案如表3所示：

4.3 规范混凝土浇筑

预制梁浇筑应从一端开始灌注，先浇筑底板和腹板。底板、腹板浇筑后，再浇筑箱梁顶板、梁体结构。拟采用水平分层浇筑，浇筑厚度应小于模板斜向的分段厚度。注意控制梁体混凝土的浇筑时间，对于高海拔地区，浇筑作业应选择在当天的高温时段，避开雨雪天气。浇筑后应用后附着式侧振、底振、插入振捣等方式组合施工。（1）侧模位置设置高频、高振幅振动器，灌注梁体底板后实施振捣。（2）底板振动配合插入式捣固棒，振动捣固梁体，将端部振捣密实[6]。（3）浇筑预制梁结构混凝土时，应开启振动器，观察、控制混凝土的密实度。

4.4 质量保障措施

配置高抗冻混凝土的基础上，还应根据高海拔高寒地区预制桥梁施工的温度要求，做好防冻、保温措施，以减少温度对混凝土质量的影响。（1）搅拌混凝土材料前，应预热原材料、水，水温应>20℃；应用搅拌机搅拌前，倒入热水空拌，预热搅拌机。（2）注意控制入模温度、出模温度；入模温度>10℃，出模温度>15℃。（3）运输混凝土材料时，应减少温度损失，可在底部、表面铺设保温材料，保持温度。

5 预应力工程

5.1 制作预应力束

（1）将钢绞线牵引顺直，并检查外观，处理乱盘、乱扭情况。发现死弯、裂纹、损伤、油污等现象后应立即处理。

（2）计算下料长度，公式为L=L0+1 500 mm，其中L为钢绞线下料长度，L0为工作长度。

（3）根据设计方案编束。应用分丝套将每束钢绞线分梳，每1～1.5 m绑扎一道铁丝。距离端头6～11 cm处绑扎双股铁丝，使其成束，端头相错10 cm。绑扎成束后，根据预制箱梁的跨度设计，分类放在垫木上。搬运时，钢束各支点间距应<3 m，端头悬空长度<1.5 m。不得在地面拖拉，注意预防锈蚀、损伤。

5.2 智能张拉工艺

5.2.1 预制桥梁智能张拉系统

智能张拉系统是计算机技术支持下的预应力自动张拉设备控制系统。主要结构：（1）主预应力智能张拉仪;（2）智能千斤顶;（3）笔记本电脑;（4）高压油管等。系统原理是以钢绞线应力、伸长量误差为控制指标，应用传感技术采集张拉设备的工作压力、钢绞线实际伸长量等数据，然后实时上传至主系统，最后根据系统指令，精确控制钢绞线的张拉力、加载速度等，智能完成预应力桥梁的张拉作业。高海拔高寒地区预制桥梁施工应用智能张拉系统，可提升预应力张拉效率，规范张拉程序，减少施工质量隐患。

5.2.2 张拉施工操作要点

（1）将控制程序调回主界面，检查该程序基本状态，状态栏显示程序正常运行时，意味着张拉的梁号准确，可调整程序，进入第一次张拉准备状态。

（2）检查预制梁区域的千斤顶安装位置，位置安装正确后启动预制梁板张拉设备，运行千斤顶，仪器预热5 min后开始张拉。高寒地区温度较低，检测到气温<10℃后，可延长预热时间，预热15～30 min后再开始张拉。

（3）预梁板两侧的施工人员建立顺畅沟通机制，提醒张拉启动，按下张拉程序按键。张拉过程中，观察电脑上预制梁板张拉时设备的压力值、梁体位移值，发现异常数据后立即暂停。出现异常时可点击停止按钮，张拉停止后排查设备故障，操作人员应实时记录、采集相关数值，加强控制台管理。

（4）梁板各孔张拉结束后，千斤顶退顶，记录、存储张拉数据，自动进入下一个张拉程序。调换张拉区域时，操作人员应先检查锚具、千斤顶、限位板安装情况，确认各构件安装准确、线路连接正常、嵌套区域无松动、挤压情况。

（5）各区域张拉完毕后，分别关闭智能张拉设备的张拉程序、电机，随后切断电源，拆卸安装的辅助设备，将其妥善保管，如千斤顶、油管、张拉监测仪器。保存千斤顶时，应注意防冻、防水，部分设备还需加注抗磨液压油。

5.2.3 检查张拉质量

（1）预施控制应力后应检查钢绞线的伸长值。两端伸长值相加后应小于设计值，大于设计值时应排查原因。

（2）检查全梁断丝、滑丝数量。相同梁体一侧中的滑丝、断丝总数量应小于钢丝总数的1%。

（3）张拉后计算钢绞线回缩量，数值不得小于6 mm。

（4）固定钢绞线束时，保持夹片表面平整，外露量<2 mm。

（5）重复张拉时，同一束钢绞线张拉次数应小于3次。

（6）详细记录张拉过程中的数据变化、各类异常情况。确认最终张拉效果符合质量要求后割丝。终拉结束后，应在锚圈口钢绞线束标记，确认无滑丝、断丝情况后距夹片尾部，割除3.5 cm。

5.3 智能压浆工艺

5.3.1 压浆模式

预制箱梁智能压浆模式分为两种。（1）双孔循环模式。即应用对应长度高压管，连接台车进浆口、梁端进浆口，以及台车出浆口、梁端返浆口。（2）单孔外循环模式。预制梁结构大于30 m时，预应力管道的长度较大，可通过单孔外循环压浆工艺，循环压浆。

项目预制梁板为30 m、40 m，宜采用单孔循环压浆模式。预应力智能压浆台车共同作业，车内浆液交换循环，循环结束后自动关闭阀门。压浆过程中应用智能压浆系统自动调控压浆的施工参数，如孔外循环压浆数据、压浆压力值。当实际压力值符合设计值、标准值后锁压，关闭出浆口、进浆口阀门。

5.3.2 压浆程序

（1）经计算机进入控制程序主界面，检查程序状态显示栏信息、压浆梁号。压浆梁号正确、状态正常时，调整程序，进入（第1次）压浆准备状态。

（2）检查孔外循环管路，启动“单梁孔挤水”按钮、压浆电磁阀门，运行电机，观察电机运行状态，无异响、平顺即可。

（3）通知梁板两侧的施工人员开始压浆。开启压浆后，观察电脑上的压浆数值，如压浆压力、注浆量、注浆流量等。异常时应点击“暂停压浆”按钮，并检查。

（4）每次压浆结束后，由设备自主溢流，注意记录相关数据。

（5）首次注浆完毕后，应连接进浆口、返浆管，运用管路冲洗按钮低压冲洗管路，直至返浆口、溢流口持续流出清水。

（6）压浆结束后，关闭软件、电机，切断电源，拆除高压管。

5.3.3 注意事项

在预制箱梁养护后、压浆前的间歇时间内，应记录环境温度，当温度<0℃时还应在压浆前清理孔道残留冰块。可预热箱梁，使其温度达到10℃左右后，应用两端通风设备排渣，避免影响压浆质量，预防孔道裂纹。

6 结语

综上所述，为确保高海拔高寒地区公路桥梁项目的顺利竣工，在应用预制梁施工工艺时，应基于区域环境特征、预制梁工艺要点，完善预制梁施工技术方案，保障施工质量。施工过程中，应结合预制桥梁施工流程，总结预制梁施工管理难点，优化混凝土浇筑、材料制备工艺，引进预应力张拉的新技术，以提升高海拔高寒地区预制桥梁的施工质量，确保公路桥梁工程的整体建设水平。

参考文献

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[5]贺传宇.预制梁结构施工技术要点解析[J].四川建材，2021（4）：92+94.

[6]张建鹏，景晶晶.青海地区公路桥梁预制构件质量提升关键措施研究[J].科技创新与应用，2021（10）：121-123.