談?lì)A(yù)制箱梁施工工藝

趙 永

預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，作為橋梁的主要外露承重構(gòu)件，其內(nèi)在和外觀質(zhì)量在橋梁施工中尤為重要。影響預(yù)制箱梁質(zhì)量的主要因素有:原材料質(zhì)量，施工工藝，操作人員的責(zé)任心等。由于設(shè)計(jì)箱梁的跨度大、配筋密、混凝土厚度薄，稍有不慎極易出現(xiàn)施工缺陷，因而研究改進(jìn)預(yù)制箱梁的施工工藝很有必要。本文結(jié)合大同繞城高速公路西段第七合同段預(yù)制箱梁施工情況，對施工工藝進(jìn)行淺顯的分析。

1 工程概況

大同繞城高速公路西段第七合同段，橫跨大同南郊區(qū)。本標(biāo)段有特大橋1座，天橋2座。共計(jì)后張預(yù)應(yīng)力箱梁310片，其中40 m箱梁96片，37．5 m箱梁8片，35 m箱梁168片，30 m箱梁20片，20 m箱梁18片。作為橋梁主要承重構(gòu)件的箱梁，設(shè)計(jì)追求較大的挖空率，箱梁各部分厚度很薄，底板厚度端部25 cm，中部18 cm，稍有不慎極易出現(xiàn)施工缺陷，因而研究改進(jìn)箱梁預(yù)制施工工藝非常必要。

2 施工工藝

2． 1 底模制作

底模應(yīng)當(dāng)選在堅(jiān)固、無沉陷、特定的場地內(nèi)，場地鋪設(shè)30 cm厚石渣墊層并整平碾壓，在場地上做20 cm厚的C25混凝土硬化，開始布置箱梁底座位置，底座的斷面尺寸參考箱梁底板尺寸，底寬為90 cm。磚砌四層，留出間距80 cm空格，作為模板的對拉絲桿預(yù)留孔，頂部現(xiàn)澆10 cm厚鋼筋混凝土，原漿收面，底模兩側(cè)預(yù)埋5 cm槽鋼，臺(tái)座頂面鋪設(shè)5 mm鋼板。臺(tái)座表面光滑平整，平整度不大于1．5 mm，梁底座制作時(shí)注意35 m跨度箱梁跨中向下設(shè)2 cm的反拱度，40 m跨度箱梁跨中向下設(shè)2．5 cm的反拱度，向兩側(cè)漸變，采用拋物線形。

2． 2 模板工程

1)側(cè)模。

箱梁外側(cè)模板采用大塊整體式定型鋼模板，側(cè)模中間部分每節(jié)長5 m，模板支架采用8 cm槽鋼焊接。為了保證外側(cè)模的表面光潔度，首先應(yīng)鏟除側(cè)模板表面的氧化物;其次用砂輪手工磨光;然后用棉布團(tuán)對板面進(jìn)行拋光處理，使板面全部露出光澤，涂油保養(yǎng);最后使用前除油，涂脫模劑。

2)芯模。

為了保證箱梁幾何尺寸準(zhǔn)確，芯模必須有足夠的剛度;為了既保證質(zhì)量，又能周轉(zhuǎn)使用，同時(shí)有利于抑制上浮，經(jīng)綜合比較，采用鋼結(jié)構(gòu)組合模板作芯模，使用效果較好。

由于箱梁頂板混凝土施工以后，僅有梁的兩端可以暢通，因此要求芯?？刹鸪啥鄠€(gè)小片從兩端取出，本工程采用的是開口芯模施工工藝，芯模是由八塊不等的小塊模板組裝而成，為了拆裝方便，每小塊模板的邊角都做成斜角。將芯模的底板做成分塊活動(dòng)板，澆筑底板混凝土前將底板掀起，下料是由芯模頂部開的小天窗下料，待澆筑完底板混凝土后，將芯模底板放下，固定后，接著澆筑腹板混凝土。未采用活絡(luò)板時(shí)，如果施工工藝安排不當(dāng)，底板與側(cè)板之間會(huì)產(chǎn)生冷縫，影響箱梁的整體性。采用活動(dòng)板后，就可以將鋼筋、模板全部安裝好，一次性澆筑混凝土，這樣既可保證混凝土的質(zhì)量，又大大提高工效。

為了固定芯模使其不偏移軸線位置，采用5 cm角鋼用螺栓將芯模牢牢連接在一起，用木撐與外側(cè)模頂牢，在澆筑混凝土?xí)r將木撐逐步拿走。

3)其他邊角模板。

箱梁翼緣板、端頭及工作孔有許多外伸鋼筋或預(yù)埋錨墊板，這些部位的模板定位和止?jié){處理對箱梁的質(zhì)量也不可小視。翼緣板外側(cè)鋼筋根數(shù)多、密度大，可采用定型橡膠帶留齒口的方法固定鋼筋，橡膠帶有很好的止?jié){效果，還可以周轉(zhuǎn)使用，這種工藝比釘木板條、海綿堵塞的工藝優(yōu)越得多。在橡膠帶外側(cè)再用花格板支撐，保證側(cè)邊位置不變形。

為了保證負(fù)彎矩錨墊板的傾角，固定外伸鋼筋位置，防止漏漿，工作孔模板采用定型鋼模，并夾橡膠帶。該模板通過其上面的槽鋼與外側(cè)模板支架相連，以固定位置。

堵頭模板采用定型鋼模，表面傾角與設(shè)計(jì)錨墊板傾斜角度一致;邊跨梁堵頭模板增加錨具盒模板，錨具盒用螺絲連接在堵頭模板上，以利于拆除。采用鋼模板，形狀好、耐周轉(zhuǎn)。

2． 3 鋼筋工程

鋼筋工程的特點(diǎn)是鋼筋密、預(yù)留多、彎曲多，施工要求高。鋼筋加工形狀、尺寸應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙執(zhí)行，標(biāo)準(zhǔn)彎鉤應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范。

鋼筋綁扎前應(yīng)首先對底模進(jìn)行清理，涂上脫模劑。

1)鋼筋在鋼筋加工廠集中下料制作，在底模上現(xiàn)場綁扎成型。

鋼筋焊接采用電弧焊，焊接質(zhì)量及焊縫長度、搭接長度均需滿足規(guī)范要求。將加工好的鋼筋，人工運(yùn)至現(xiàn)場，先綁扎底板鋼筋，其次綁扎腹板鋼筋安裝波紋管管道坐標(biāo)，再穿入鋼波紋管，最后待內(nèi)模安裝完畢后再綁扎頂板鋼筋和穿入負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力管道。

2)波紋管的制作和安裝定位。

波紋管采用自己加工，材料采用0．35 mm厚，3．5 cm寬的鋼帶，在波紋管機(jī)器上卷成5．5 cm的圓形波紋管，波紋管制作接縫處一定要緊密無漏水現(xiàn)象，制作好后放在專門的場地并覆蓋彩條布以免雨淋生銹。

預(yù)應(yīng)力管道采用帶有一定剛性的鋼波紋管，安裝管道時(shí)，先在鋼筋骨架上根據(jù)波紋管的縱、橫坐標(biāo)設(shè)置一組“U”形定位筋固定，防止?jié)仓炷習(xí)r的預(yù)應(yīng)力管道上浮或下沉。然后安裝波紋管，波紋管應(yīng)嚴(yán)密不變形，無滲漏，管節(jié)連接要平順、牢固、可靠。波紋管在安裝前應(yīng)通過檢查，確無變形、滲漏現(xiàn)象時(shí)方可使用，不得使用有壓縮及裂口的波紋管。波紋管的連接，應(yīng)采用直徑6．5 cm的波紋管做接頭管，接頭管長30 cm。波紋管接頭及錨墊板喇叭口接頭處用密封膠帶封口，避免混凝土澆筑時(shí)水泥漿流入管內(nèi)造成管道堵塞。安裝波紋管位置應(yīng)準(zhǔn)確，采用鋼筋“U”形卡子以鐵絲綁扎固定，避免管道在澆筑混凝土過程中移位。直線段每1 m，曲線段每0．5 m(負(fù)彎矩每1 m)設(shè)置一組“U”形定位筋固定。為防止波紋管在澆筑混凝土?xí)r發(fā)生局部變形，應(yīng)在澆筑混凝土之前在波紋管內(nèi)用直徑比波紋管略小的塑料管及抽拔管進(jìn)行支撐，塑料管的直徑不大于5 cm。

2． 4 混凝土工程

設(shè)計(jì)混凝土為C50，混凝土強(qiáng)度是保證箱梁內(nèi)在質(zhì)量的一個(gè)重要方面，因此要嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量及混凝土配合比。

混凝土配合比施工，坍落度一般控制在14 cm～16 cm為宜，坍落度太大，強(qiáng)度不易保證，并且很難消除表面的氣泡、砂線等缺陷;因鋼筋密集，若坍落度太小很難保證振搗密實(shí)?；炷敛捎冒韬险炯邪韬?、混凝土罐車水平運(yùn)輸、龍門吊垂直運(yùn)送入模。在拌合時(shí)適當(dāng)增加拌合時(shí)間，對坍落度控制、混凝土和易性都能得到很好的保證。

混凝土澆筑采用一次成型工藝，由一端向另一端推進(jìn)，階梯式澆筑，先澆筑底板混凝土8 m～10 m，再澆筑腹板和頂板，底板澆筑完成8 m左右后，在上面加蓋芯模底板。振動(dòng)器應(yīng)避免觸及波紋管，施工中尤其注意梁端錨固區(qū)混凝土的振搗效果。

混凝土澆筑過程中，為防止芯模上浮，需每隔2 m～3 m在側(cè)模加設(shè)槽鋼橫梁，即防止上浮的壓杠?；炷恋臐仓?yīng)連續(xù)進(jìn)行，振搗采用2個(gè)50型振動(dòng)棒、2個(gè)30型振動(dòng)棒和1個(gè)平板振動(dòng)器組成。2個(gè)50型振動(dòng)棒在前，負(fù)責(zé)底板和上部腹板的振搗;2個(gè)30型振動(dòng)棒在后，負(fù)責(zé)下部腹板的振搗;1個(gè)平板振動(dòng)器配振動(dòng)棒負(fù)責(zé)頂板的振搗。振動(dòng)棒應(yīng)傾斜插入振搗，采用快進(jìn)慢抽方式，每30 cm厚振搗一次，振搗時(shí)間為60 s左右。

梁頂板混凝土澆筑時(shí)，由于頂板厚度相對較薄，應(yīng)盡可能將振動(dòng)棒平行頂板，埋入混凝土頂板內(nèi)振搗，然后用平板振動(dòng)器振搗、提漿和整平。

在混凝土接近初凝時(shí)進(jìn)行二次收漿，掌握合適時(shí)間在其頂面用鋼絲排刷刷毛，以利于箱梁混凝土和橋面混凝土很好結(jié)合。

2． 5 混凝土養(yǎng)生及拆模

澆筑后應(yīng)及時(shí)全覆蓋保濕養(yǎng)生。應(yīng)嚴(yán)格掌握好拆模時(shí)間，并做好拆模后的混凝土養(yǎng)生。拆模時(shí)間以混凝土強(qiáng)度達(dá)到2．5 MPa以上時(shí)為宜，拆模時(shí)間過早，混凝土頂板易損壞，易導(dǎo)致缺棱掉角或腫皮等;拆模時(shí)間過遲，混凝土與模板之間粘結(jié)牢固，不易拆除。

模板拆除后，將模板表面灰漿、污垢清除干凈，維修整理，涂抹脫模劑以備下次使用。

2． 6 鋼絞線的加工及穿束

鋼絞線的切割采用砂輪切割機(jī)，不允許用電弧切割。下料長度應(yīng)考慮梁體的孔道長度、錨具及限位板厚度、千斤頂長度、工作錨的厚度及外露長度等因素。下料后進(jìn)行編束，鋼絞線編束時(shí)，應(yīng)逐根理順，綁扎成束，每束內(nèi)各根鋼絞線應(yīng)編號并按順序擺放。鋼絞線應(yīng)隨用隨下料，防止因存放時(shí)間過長而銹蝕。

鋼絞線束在張拉前穿入，穿入過程采用人工穿束，并將端頭用塑料密封膠帶封好。

2． 7 張拉

箱梁混凝土澆筑完畢后，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的90%以后，方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉。混凝土強(qiáng)度判定依據(jù)為混凝土強(qiáng)度試壓報(bào)告。

后張法預(yù)應(yīng)力筋張拉程序?yàn)?0→初應(yīng)力→2倍初應(yīng)力→100%σcon(持荷2 min)→錨固。

張拉采用兩端對稱張拉，控制應(yīng)力應(yīng)以張拉時(shí)的伸長值進(jìn)行校核，實(shí)際伸長值與理論伸長值相差應(yīng)控制在±6%范圍內(nèi)，否則應(yīng)暫停張拉，查明原因并采取措施加以調(diào)整后再繼續(xù)張拉。

預(yù)應(yīng)力筋在張拉控制應(yīng)力達(dá)到穩(wěn)定后方可錨固。預(yù)應(yīng)力筋錨固后的外露長度不小于30 mm，錨固完畢經(jīng)檢驗(yàn)合格后應(yīng)盡快封錨，壓漿。

2． 8 孔道壓漿

箱梁孔道壓漿作為箱梁的重要操作工序，起到對箱梁梁體質(zhì)量的關(guān)鍵作用，為確保在壓漿施工工序中孔道飽滿，我項(xiàng)目部采用活塞式水泥漿泵進(jìn)行施工。壓漿前需經(jīng)檢查無滑絲及其他異常情況，確認(rèn)合格后才允許進(jìn)行。壓漿機(jī)上要配裝好0 MPa～2 MPa的灰漿壓力表?；覞{泵最高輸漿壓力以保證壓入水泥漿飽滿、密實(shí)為準(zhǔn)，其值應(yīng)為0．6 MPa～0．7 MPa。

預(yù)應(yīng)力筋張拉后，孔道盡快壓漿。孔道壓漿采用的水泥漿嚴(yán)格按試驗(yàn)室的配合比配制，采用二次壓漿法，兩次壓漿的間隔時(shí)間為30 min～45 min。

壓漿順序應(yīng)由下至上，逐孔進(jìn)行。壓漿時(shí)，漿體由箱梁一端壓漿孔壓入，并使?jié){體從另一端的排氣孔排出，直到流出的稠度達(dá)到注入的稠度，將排氣孔封閉，注漿管在壓力下使?jié){體充分泌水直至達(dá)到規(guī)定的壓力，持荷2 min。壓漿時(shí)，每一工作班應(yīng)留取不少于3組試樣，標(biāo)養(yǎng)28 d，其抗壓強(qiáng)度作為水泥漿質(zhì)量評定的依據(jù)。水泥漿自調(diào)制至壓入孔道的時(shí)間不超過30 min，當(dāng)氣溫或構(gòu)件溫度低于5℃時(shí)停止壓漿，水泥漿溫度不超過32℃，水泥漿在使用前和壓注過程中經(jīng)常攪拌，壓漿過程中要作好施工記錄。

壓滿漿的管道要進(jìn)行保護(hù)，在一天內(nèi)不受振動(dòng)，壓漿過程中及壓漿后48 h內(nèi)，結(jié)構(gòu)混凝土的溫度不得低于5℃，否則應(yīng)采取保溫措施，當(dāng)氣溫高于35℃時(shí)，壓漿應(yīng)在夜間進(jìn)行。

施工工藝對工程質(zhì)量有直接而重大的影響，要提高箱梁的施工質(zhì)量就必須有好的施工工藝，并使其不斷完善。

［1］ 單慧強(qiáng)．40 m T梁現(xiàn)場預(yù)制施工技術(shù)［J］．山西建筑，2010，36(31):319-320．