后張法預(yù)制小箱梁的預(yù)制及安裝施工技術(shù)要點分析

李莉

摘 要：在橋梁工程中，最簡單也最常用的橋梁上部結(jié)構(gòu)是預(yù)制小箱梁和預(yù)制T梁。某高速公路建設(shè)時，遇到工程量大、工期緊、雨水較多等多種因素干擾，項目部采取了多種技術(shù)措施，確保順利通車。

關(guān)鍵詞：預(yù)制小箱梁;臺座;梁板安裝;預(yù)應(yīng)力

中圖分類號：U445.57文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2021）12-0097-03

Analysis on the Key Points of the Prefabrication and Installation Construction Technology of the Post-tensioned Prefabricated Small Box Girder

LI Li

（Huabang Construction Investment Group Co.， Ltd.，Lanzhou Gansu 730000）

Abstract： In bridge engineering， the simplest and most commonly used bridge superstructures are prefabricated small box girder and prefabricated T-beam. During the construction of a certain expressway， the project department took a variety of technical measures to ensure the smooth opening of the highway when it encountered a variety of factors such as large engineering volume， tight construction period， and more rain.

Keywords： prefabricated small box girder;pedestal;beam and slab installation;prestress

某高速公路工程土建第X合同段設(shè)計為雙向4車道，包含主線橋梁4座、匝道橋1座，上部結(jié)構(gòu)均為25 m預(yù)制小箱梁，預(yù)制小梁板共有396片，其中，邊梁、中梁各有198片。該合同段具有征地拆遷困難、場地狹小、山地較多、工程量不大的特點，根據(jù)雙標(biāo)管理要求及現(xiàn)場實際情況，結(jié)合工程總體工期，為了保證預(yù)制小箱梁架設(shè)安裝與運輸方便快捷，最終選擇在主線路基上設(shè)置預(yù)制梁場。該處路段較為平整，便于運輸預(yù)制小箱梁，同時有滿足生產(chǎn)用的水、電。預(yù)制梁場長為299 m，寬為22 m，施工通道寬為5 m，沿路線方向布置。占地面積為8 076 m2。經(jīng)計算，該場地滿足預(yù)制小箱梁生產(chǎn)及安裝要求。

為適應(yīng)場地整體規(guī)劃布置需求，制梁區(qū)配置2臺80 t龍門吊用于梁體吊運。1臺10 t龍門吊用于鋼筋骨架、側(cè)模吊裝。鋼筋加工場內(nèi)配置1臺10 t龍門吊用于鋼筋吊運。同時，制梁區(qū)配鋼筋加工機械、電焊機、張拉機械、混凝土振搗設(shè)備、雨棚、運梁車、噴淋養(yǎng)護設(shè)備等配套設(shè)備。

側(cè)模面板采用5 mm普通鋼板及1 mm不銹鋼復(fù)合鋼板，復(fù)合鋼板縱向配[12#槽鋼，橫向配[8#槽鋼。整套側(cè)模板配備4輛臺車和2套液壓站，臺車可協(xié)助模板完成沿梁長方向縱移、沿梁高豎向頂升及沿橫斷面橫向平移。內(nèi)模模板均采用5 mm普通鋼板，直線段為液壓結(jié)構(gòu)，變截面段為散支散拆。直線段分為四個節(jié)段，每個橫斷面分為8塊，采用液壓油缸獨立完成截面的伸展和收縮。變截面段模板分為8塊，采用機械螺桿支撐，利用人工進行散支散拆。

1 預(yù)制及存梁臺座

1.1 臺座數(shù)量

為確保梁板預(yù)制滿足工期要求，同時打破場地面積的限制，最終合理確定臺座數(shù)量及布置形式：縱向設(shè)置5排預(yù)制臺座，橫向每排設(shè)置4個預(yù)制臺座，共計20個預(yù)制臺座。每一排預(yù)制臺座長為26 m，間隔為5 m。預(yù)制梁場設(shè)置2個胎模臺座。同時，其設(shè)置4排存梁臺座，按2層存放，共計可存放40片梁。其間根據(jù)實際進度情況，酌情增加存梁臺座。臺座布置如圖1所示。圖中，數(shù)據(jù)單位均為厘米（cm）。

1.2 臺座制作要求

預(yù)制梁場采用C20混凝土硬化，厚度為20 cm。臺座采用C30混凝土澆筑，底模直接安裝在臺座上，與臺座上的角鋼焊接形成整體。除吊點處30 cm活動段底模（以便箱梁轉(zhuǎn)運穿索兜底時有足夠的操作空間）可升降調(diào)節(jié)，其余底模第一次安裝完成后不再拆卸[1]。

底模標(biāo)準(zhǔn)塊長度為3 m，同時設(shè)計若干塊3.92 m、2.10 m長的模板進行調(diào)節(jié)。模板由[6.3縱向背枋、6 mm鋼板橫向背枋、“6+2”面板和拼接螺栓構(gòu)成，單塊模板在模板廠整體制作完成后運送到預(yù)制梁場進行安裝。為便于側(cè)模脫模，箱梁底板兩側(cè)圓弧段模板劃入底模范圍。底模采用“側(cè)包底”形式，底模呈凹型結(jié)構(gòu)。

在進行底模安裝時，要參照設(shè)計文件提供的預(yù)拱度值設(shè)置反拱度。預(yù)拱度按二次拋物線設(shè)置。臺座建設(shè)時設(shè)置好預(yù)拱度，臺座支墩上的角鋼和底模焊接牢固，確保底模穩(wěn)定而不偏位。施工單位要結(jié)合實際施工情況，對理論箱梁預(yù)拱度進行調(diào)整。

2 預(yù)制小箱梁施工

2.1 鋼筋工程

鋼筋進場后，應(yīng)先進行有關(guān)檢驗、試驗，經(jīng)試驗合格后方可用于箱梁施工。鋼筋應(yīng)按鋼種、牌號、規(guī)格和日期等條件分門別類地存放，并采取“下墊上蓋”的措施，防止鋼筋受到污染及產(chǎn)生銹蝕。如已受到不嚴(yán)重銹蝕，應(yīng)先進行除銹處理。鋼筋加工應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范要求。

鋼筋骨架綁扎成型后，利用10 t龍門吊和專用鋼筋吊架將底板、腹板以及頂板鋼筋依次吊運至預(yù)制臺座，然后將各部位連接鋼筋、定位筋等，按照特定的位置安裝完成。鋼筋吊架是由鋼管組成的一個桁架結(jié)構(gòu)，三角撐形式的布置利于鋼筋吊架的整體受力及力的傳遞，保證鋼筋骨架在吊裝過程中不變形。

鋼筋工程應(yīng)注意下列事項：鋼筋骨架吊裝施工時，應(yīng)采取措施，確保骨架不變形、不散架，安裝完模板后，其保護層厚度要滿足設(shè)計及規(guī)范要求;鋼筋應(yīng)綁扎或焊接牢固，綁扎絲不得突出至保護層范圍內(nèi)，以免檢測保護層時數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，而普通鋼筋與預(yù)應(yīng)力管道位置有沖突時，應(yīng)優(yōu)先保證預(yù)應(yīng)力管道的位置，對普通鋼筋的位置進行微調(diào);應(yīng)注重錨墊板下加強鋼筋的安裝質(zhì)量，否則很容易在張拉時造成混凝土崩塌，從而影響預(yù)制小箱梁質(zhì)量;應(yīng)重視混凝土保護層厚度的控制，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計及規(guī)范的要求設(shè)置混凝土保護層墊塊，必要時，可適當(dāng)增加墊塊數(shù)量。

2.2 預(yù)應(yīng)力工程

預(yù)應(yīng)力工程所需的材料及設(shè)備主要有鋼絞線、波紋管、錨夾具和張拉設(shè)備等。正式施工前，應(yīng)先對材料及設(shè)備進行檢驗、標(biāo)定，以確保從源頭上保證預(yù)應(yīng)力工程施工質(zhì)量。應(yīng)通過智能張拉設(shè)備標(biāo)定時給出的線性回歸方程以及材料的有關(guān)參數(shù)等條件，計算出鋼絞線的理論伸長值，在張拉時用以把理論伸長值和實際伸長值做對比，當(dāng)二者偏差[δ]≥±6%時，應(yīng)及時查明原因，排除故障后才可以繼續(xù)進行張拉作業(yè)[2]。理論伸長值計算公式如下：

[ΔL理=PP×LAP×EP]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

式中：[ΔL理]為分段鋼絞線理論伸長值，mm;[PP]為分段鋼絞線張拉力，N;[L]為分段鋼絞線長，mm;[AP]為鋼絞線截面積，mm2;[EP]為鋼絞線彈性模量，MPa。

鋼絞線實際伸長值計算公式如下：

[ΔL實=ΔL1+ΔL2]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

式中：[ΔL實]為鋼絞線實際伸長值，mm;[ΔL1]為從初應(yīng)力到最大張拉應(yīng)力間的實測伸長值，mm;[ΔL2]為初應(yīng)力以下的推算伸長值，mm。

理論伸長值和實際伸長值的偏差計算公式如下：

[δ=ΔL理-ΔL實ΔL理×100%]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

2.3 養(yǎng)護、存梁

混凝土澆筑完成后，應(yīng)及時灑水養(yǎng)護。其間通過在臺座四周設(shè)置帶孔的管路、總開關(guān)、水泵等組成一個自動循環(huán)的灑水噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)，并安排專人進行養(yǎng)護，養(yǎng)護不少于7 d。自動噴淋養(yǎng)護系統(tǒng)如圖2所示。

張拉完成后，應(yīng)及時壓漿，養(yǎng)護結(jié)束后即可移梁存放。自動養(yǎng)護噴淋系統(tǒng)可大幅減少人工，是預(yù)制小箱梁施工中應(yīng)大力推廣的設(shè)施之一。與傳統(tǒng)人工灑水養(yǎng)護相比，其具有很多優(yōu)勢，如下頁表1所示[3]。

3 預(yù)制小箱梁運輸與安裝

3.1 運輸

3.1.1 小箱梁起吊、裝車。吊裝采用兜底法。吊裝開始前，應(yīng)先在小箱梁的翼緣板位置設(shè)置包邊鋼板，防止在吊裝時對翼緣板造成損壞。吊裝時，首先提升預(yù)制小箱梁5 cm高，然后靜停5 min，以便檢查各部位的鋼絲繩是否拉緊、有無損壞，有無異常響動。確認(rèn)正常后，再緩慢提升梁體，提升至約2.5 m，然后等待梁體穩(wěn)定，不再晃動后再進行橫向移動[4]。在預(yù)制場時，應(yīng)嚴(yán)格按照梁體的編號裝車，順序為（一跨）：中梁（2片）、左邊梁、右邊梁。

梁板裝車時，應(yīng)注意下列事項：運梁車應(yīng)行駛至預(yù)制場龍門吊正下方，使用龍門吊將梁板吊裝至車上;梁板一端放置于車頭，另一端放置于車尾，并且注意梁體軸線與運梁車軸線基本重疊;為檢驗梁體是否垂直置于運梁車上，可采取在梁體兩端頂部中央位置掛鉛垂線，檢查鉛垂線與梁體中心線是否重疊的方式;安排專人指揮梁體吊裝，吊裝完成后應(yīng)仔細(xì)檢查各部位連接是否牢靠，有無晃動，經(jīng)檢查無誤后方可運梁;嚴(yán)禁各工序作業(yè)人員酒后上崗，同時龍門吊操作人員須持證上崗，龍門吊應(yīng)按特種作業(yè)設(shè)備要求進行相應(yīng)管理。

3.1.2 小箱梁運輸。由于預(yù)制場設(shè)置在主線路基上，因此小箱梁可直接從預(yù)制場運輸至橋梁施工現(xiàn)場，受場地限制，只能按里程樁號大小依次安裝。需要特別注意的是橋上梁板運輸安全。根據(jù)設(shè)計圖紙，主線橋單幅橋面寬度為13 m，經(jīng)測算，橋梁的最小半徑能滿足25 m預(yù)制小箱梁的運輸要求。應(yīng)經(jīng)常檢查梁板運輸車運行狀況，尤其是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)等部位。要加強預(yù)制小箱梁與梁板運輸車之間的支墊、捆綁，要求運輸過程中不發(fā)生較大晃動，整體較為平穩(wěn)。運輸時應(yīng)控制好行車速度，保持平穩(wěn)、緩慢通行。

在已安裝完成的裸梁上運輸時，由于濕接縫還未施作，且運梁車司機經(jīng)驗不同，很有可能造成運梁車偏移較大的情況，從而增大傾覆力矩，所以梁板安裝完成后，應(yīng)及時對梁板外露的預(yù)埋筋進行焊接連接，同時在梁板四角位置設(shè)置方木支撐，減小晃動。梁板安裝完成后，應(yīng)及時安裝濕接縫鋼筋，澆筑混凝土[5]。

3.2 安裝

為加快安裝進度，項目部采用汽車吊安裝梁板。綜合考慮便道、橋墩高度等因素，經(jīng)過比選及驗算，項目部選用QY150K汽車吊，能滿足25 m邊梁安裝的需求。安裝要求如下：預(yù)制小箱梁安裝前，技術(shù)人員應(yīng)提前將橡膠支座水平安裝于墊石上，橡膠支座安裝位置應(yīng)準(zhǔn)確，支座與墊石之間應(yīng)無縫隙。預(yù)制小箱梁運輸至安裝跨后，設(shè)置專人負(fù)責(zé)指揮運梁車停放，現(xiàn)場作業(yè)人員將鋼絲繩固定于箱梁兩端預(yù)留的吊裝孔處，吊裝前，應(yīng)在鋼絲繩與梁體混凝土的接觸面之間加設(shè)橡膠或薄鋼板護墊，護墊厚度不小于2 cm，以保護梁體混凝土外觀和鋼絲繩。準(zhǔn)備工作完成后，指揮人員指揮吊車緩慢上升提梁，直至提升至安裝跨上方。待梁體不再發(fā)生較大晃動后，緩慢落梁。落梁后，技術(shù)人員應(yīng)及時檢查梁體平面位置和標(biāo)高，如果偏差不滿足設(shè)計及規(guī)范要求，應(yīng)重復(fù)上述步驟，直至偏差在要求范圍內(nèi)。確認(rèn)無誤后，及時將該梁與相鄰梁板焊接，焊接完成后可卸去鋼絲繩，進行下一片梁安裝施工。

參考文獻：

[1]李愉.裝配式型鋼臺座在箱梁預(yù)制中的應(yīng)用[J].西部交通科技，2021（4）：162-165.

[2]郭建峰.預(yù)制箱梁工程中的智能張拉及壓漿施工技術(shù)[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2021（4）：197-199.

[3]程洋.自動噴淋養(yǎng)護技術(shù)在箱梁預(yù)制中的應(yīng)用[J].城市住宅，2020（12）：203-204.

[4]張兵，韓益.后張法預(yù)制小箱梁質(zhì)量控制技術(shù)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018（10）：504-506.

[5]姜興剛.談后張法預(yù)制預(yù)應(yīng)力小箱梁施工[J].山西建筑，2014（2）：200-201.