后張法預(yù)應(yīng)力預(yù)制箱梁施工工藝

文 / 許 志 李 寧

預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制箱梁目前廣為應(yīng)用于各公路橋梁工程施工，具有生產(chǎn)效率高、受力性能佳、耐久性能好等生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)。在箱梁預(yù)制過(guò)程中，可同時(shí)進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)、下部構(gòu)造施工，可大大縮短工期，有效解決了質(zhì)量與進(jìn)度之間存在的“矛盾”。所以， 不斷地學(xué)習(xí)、 增強(qiáng)預(yù)制箱梁施工技術(shù)，為工程創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)、施工效益成為工程施工的重點(diǎn)。

1 工程概況

某橋梁工程下部結(jié)構(gòu)墩柱采用柱式墩，Φ1.5m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，附屬結(jié)構(gòu)橋面鋪裝采用10cm厚C50聚丙烯腈纖維混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，箱梁提前在預(yù)制場(chǎng)制作完成，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，實(shí)施安裝。該橋梁全長(zhǎng)206m，橋面凈寬10.5m。

該工程箱梁預(yù)制高度為1.5m，跨徑布置為：8～25m，每孔布置4片箱梁，共計(jì)32片預(yù)制箱梁，均在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行預(yù)制。

2 預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁施工工藝

2.1 臺(tái)座設(shè)計(jì)及施工

（1）臺(tái)座基礎(chǔ)施工：臺(tái)座施工前應(yīng)對(duì)臺(tái)座處地基進(jìn)行平整，并應(yīng)根據(jù)箱梁重量進(jìn)行地基承載力檢測(cè)，承載力要求達(dá)到250kPa以上，若不滿足要求需進(jìn)行處理（如換填、強(qiáng)夯等）。本工程預(yù)制場(chǎng)臺(tái)座基礎(chǔ)以0.8m厚C30混凝土澆筑，臺(tái)座基礎(chǔ)長(zhǎng)度28m。臺(tái)座基礎(chǔ)兩端各2.5m處需做擴(kuò)大、加深基礎(chǔ)，加深深度0.7m，防止因預(yù)應(yīng)力鋼束張拉導(dǎo)致臺(tái)座兩端荷載較大而沉降。

（2）臺(tái)座設(shè)計(jì)及施工：根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)尺寸、梁廠尺寸、項(xiàng)目總進(jìn)度安排及成品箱梁運(yùn)輸便利總體考慮，進(jìn)行臺(tái)座設(shè)計(jì)布局。本工程沿北夏線里程方向布置4列8個(gè)臺(tái)座，臺(tái)座設(shè)計(jì)長(zhǎng)度26m，臺(tái)座臺(tái)面寬度為0.9m，臺(tái)座布置中心設(shè)置7m寬道路作為砼罐車(chē)運(yùn)輸通道。箱梁臺(tái)座采用C30鋼筋混凝土立?，F(xiàn)澆，澆筑高度為0.25m，并沿梁長(zhǎng)方向間距1m預(yù)埋對(duì)拉PVC管；臺(tái)座混凝土面層上預(yù)埋5mm厚鋼板作為底模，側(cè)面采用40mm×40mm角鋼包邊。臺(tái)座應(yīng)設(shè)置反拱度，其值為15～20mm。反拱度以中間低、兩端高的二次拋物線線型設(shè)置于臺(tái)座面上。臺(tái)座立面設(shè)計(jì)如圖：

圖1 臺(tái)座側(cè)立面設(shè)計(jì)圖（1/4跨）

圖2 預(yù)制場(chǎng)臺(tái)座布置圖

2.2 模板工程

2.2.1 模板安裝

（1）根據(jù)邊梁與中梁結(jié)構(gòu)形式的不同進(jìn)行成型組合鋼模板定制加工。模板使用前需將各段模板進(jìn)行編號(hào)，拼裝時(shí)根據(jù)箱梁實(shí)際預(yù)制長(zhǎng)度及位置分別吊裝不同編號(hào)鋼模板，鋼模板全部采用龍門(mén)吊進(jìn)行吊運(yùn)。

（2）側(cè)模安裝：側(cè)模鋼模板以模板和支撐件組成，模板根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)高度、長(zhǎng)度及坡度進(jìn)行調(diào)整拼裝。每段側(cè)模采用M20×50螺栓連接，同時(shí)在模板拼縫處粘貼海綿膠條以避免跑漿。模板底部以Ф25對(duì)拉螺桿穿過(guò)臺(tái)座預(yù)留PVC管進(jìn)行緊固；模板頂部直接以Ф25對(duì)拉螺桿緊固于外模支撐體系上，螺桿上以雙螺帽緊固。模板拼裝時(shí)，不斷以水平尺校準(zhǔn)側(cè)模垂直度，拼裝完成后，全面清理打磨鋼模板，經(jīng)驗(yàn)收后，均勻涂刷色拉油脫模劑。

（3）芯模安裝：芯模采用4mm定型鋼模板，以最短梁分模分段制作。各段芯模以螺栓緊固連接。芯模底面每隔2.5m預(yù)留觀察窗口，用于觀察底板混凝土澆筑是否飽滿密實(shí)。芯模根據(jù)預(yù)制梁長(zhǎng)拼裝完成后，均勻涂刷色拉油脫模劑，待鋼筋骨架綁扎完成后吊裝入模。

（4）端模安裝：端模根據(jù)箱梁為簡(jiǎn)支端、連續(xù)端、邊跨或是中跨進(jìn)行拼裝。

圖3 側(cè)模拼裝

圖4 邊跨端模安裝

（5）壓杠安裝：為避免芯模上浮，影響頂板鋼筋保護(hù)層厚度及翼緣板環(huán)形鋼筋整齊度，模板安裝完成后頂板鋼筋上面間距1.5m設(shè)置一根用12#工字鋼做成的壓杠與外模相連接，壓杠下端卡住內(nèi)模頂面，防止上浮。壓杠與外模采用倒鏈或防滑鉤相連，且可調(diào)整高度，澆筑混凝土?xí)r隨時(shí)觀察壓杠上下浮情況并及時(shí)調(diào)整。

2.2.2 模板拆除

（1）芯模拆除：當(dāng)混凝土產(chǎn)生一定強(qiáng)度（強(qiáng)度以腹板混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度25%為準(zhǔn)），不產(chǎn)生塌陷及裂縫現(xiàn)象時(shí)即可拆除。拆除應(yīng)緩慢，不得對(duì)梁體混凝土產(chǎn)生損壞。如氣溫有變化，可適當(dāng)調(diào)整拆除時(shí)間。本工程采用小型卷?yè)P(yáng)機(jī)進(jìn)行拆除，以人工進(jìn)入芯模內(nèi)拆除螺栓，用卷?yè)P(yáng)機(jī)勻速、分段將芯模拖拽而出。

圖5 頂板壓杠安裝

圖6 芯模分段拆除

（2）側(cè)模拆除、端模拆除：側(cè)模、端模拆除時(shí)，一般要求箱梁砼抗壓強(qiáng)度在2.5MPa以上。拆除側(cè)模時(shí)逐個(gè)松開(kāi)箱梁螺桿，用龍門(mén)吊輕緩?fù)献０宀⒌踹\(yùn)至相應(yīng)位置。

（3）模板不得“野蠻”拆除，不得對(duì)箱梁結(jié)構(gòu)及模板造成損壞。拆除后，及時(shí)將鋼模板清理干凈備用。

（4）箱梁模板拆除并達(dá)到一定強(qiáng)度后，應(yīng)及時(shí)對(duì)翼緣板、橫梁處進(jìn)行鑿毛處理。

圖7 采用機(jī)械對(duì)翼緣板、橫梁鑿毛

2.3 鋼筋工程

2.3.1 鋼筋骨架制作

鋼筋加工制作嚴(yán)格按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》實(shí)施手冊(cè)實(shí)施，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行制作加工，盤(pán)圓及彎筋采用冷拉方式進(jìn)行調(diào)制。直徑d≥12mm的鋼筋采用焊接連接；直徑d＜12mm可采用綁扎連接，Ⅰ級(jí)鋼筋搭接長(zhǎng)度不小于30d，Ⅱ級(jí)鋼筋搭接長(zhǎng)度不小于35d。受力鋼筋接頭應(yīng)交錯(cuò)布置于箱梁受力較小處（如梁跨1/3），焊縫長(zhǎng)度應(yīng)滿足規(guī)范要求。

2.3.2 鋼筋骨架綁扎安裝

箱梁的鋼筋綁扎安裝分兩步進(jìn)行，綁扎安裝順序?yàn)椋旱?、腹板→頂板。綁扎時(shí)，扎絲勾向內(nèi)，防止扎絲頂住側(cè)模，鋼筋間距均勻、接頭錯(cuò)開(kāi)、墊塊梅花布置（每平米4個(gè)）、鋼筋搭接長(zhǎng)度充足、保護(hù)層厚度滿足要求。箱梁首先在臺(tái)座底模上精確按設(shè)計(jì)要求放出底板第一層主筋位置、間距并劃線標(biāo)注，箍筋位置直接標(biāo)記在底模板上，然后根據(jù)鋼筋標(biāo)注的位置綁扎安裝主筋及箍筋（可在空余臺(tái)座綁扎骨架鋼筋，待模板拼裝完成后吊運(yùn)至指定臺(tái)座）。

預(yù)應(yīng)力波紋管在底板及腹板箍筋綁扎固定后，穿入骨架，并以適當(dāng)間距設(shè)置架立筋。波紋管采用管道坐標(biāo)定位法，在綁扎臺(tái)座上標(biāo)注定位間距位置，“U”形定位鋼筋沿梁長(zhǎng)方向曲線段每30cm、直線段每50cm設(shè)一道與鋼筋骨架焊接，坐標(biāo)要求精準(zhǔn)，以保證預(yù)應(yīng)力工程準(zhǔn)確施工。波紋管拼接時(shí)，應(yīng)對(duì)接準(zhǔn)確，以膠帶纏繞，纏繞距離距拼縫位置左右不小于10cm并以多層搭接纏繞。在鋼筋焊接過(guò)程中，及時(shí)觀察是否有波紋管被焊渣燙破，如存在，及時(shí)以膠帶纏繞封堵。

圖8 鋼筋骨架綁扎

芯模安裝完成后，綁扎箱梁頂板鋼筋及防撞墻預(yù)留鋼筋。綁扎過(guò)程中需尤其注意負(fù)彎矩張拉槽口鋼筋，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工，可適當(dāng)增加“U”形加強(qiáng)箍筋，避免后期負(fù)彎矩張拉導(dǎo)致槽口混凝土崩裂。剪力鍵鋼筋吊線調(diào)直與頂板鋼筋焊接。

預(yù)制箱梁鋼筋在鋼筋綁扎過(guò)程中要特別注意各種預(yù)埋構(gòu)件的設(shè)置，如梁底預(yù)埋鋼板規(guī)格位置、排氣孔用PVC管。排氣孔管口兩端以透明膠帶封口，避免混凝土封堵，并可適當(dāng)增加長(zhǎng)度，便于查找。

2.4 混凝土工程

本工程箱梁混凝土全部采用C50混凝土，拌合站集中攪拌，每片梁用量約為30m3。混凝土采用罐車(chē)運(yùn)輸，罐車(chē)混凝土入料斗后由龍門(mén)吊吊運(yùn)至澆筑地點(diǎn)進(jìn)行澆筑。

2.4.1 混凝土拌制

（1）混凝土采用集中拌制的方式，混凝土配料采用全自動(dòng)計(jì)量裝置，計(jì)量準(zhǔn)確，能達(dá)到本工程C50混凝土各項(xiàng)性能的要求。開(kāi)盤(pán)前必須經(jīng)專業(yè)試驗(yàn)人員試驗(yàn)計(jì)算出施工用混凝土配合比。預(yù)制箱梁用粗、細(xì)骨料中的含水率應(yīng)及時(shí)進(jìn)行測(cè)定，并根據(jù)實(shí)際測(cè)定值適當(dāng)調(diào)整水及砂石骨料用量。

（2）現(xiàn)場(chǎng)施工人員需實(shí)時(shí)掌握天氣情況，如遇不利天氣（如雨雪、高溫、嚴(yán)寒）及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)材料采取相應(yīng)保護(hù)措施。

（3）在混凝土攪拌完成后，應(yīng)測(cè)定混凝土的坍落度，混凝土入泵坍落度控制在16～20cm之間。在澆筑過(guò)程當(dāng)中，在澆筑地點(diǎn)隨時(shí)檢查混凝土坍落度及和易性。

2.4.2 混凝土澆筑

（1）澆筑前需對(duì)隱蔽內(nèi)容進(jìn)行檢查驗(yàn)收，還需檢查模板緊固是否到位；模板拼縫是否嚴(yán)密；振搗器是否完好。

（2）梁體混凝土澆筑以5m分為一個(gè)施工區(qū)段， 澆筑時(shí)，按區(qū)段從梁頭斜向分層一次性連續(xù)澆筑至梁尾。澆筑順序?yàn)椋旱?、腹板→頂板，澆筑頂板時(shí)需將壓杠拆除，拆除也應(yīng)分區(qū)段拆除，邊拆邊澆筑，避免拆除過(guò)早，導(dǎo)致芯模上浮。

圖9 箱梁混凝土澆筑

（3）梁體混凝土澆筑在側(cè)模上間距2m設(shè)置高頻振搗器輔助振搗，同時(shí)以人工使用插入式振搗棒配合振搗。附著式振搗器要隨著混凝土澆筑區(qū)段拆卸使用。插入式振搗棒振搗過(guò)程中，快插慢拔，垂直點(diǎn)振搗，不得漏振，注意保護(hù)波紋管，嚴(yán)禁用振動(dòng)棒振打波紋管。振搗時(shí)間視混凝土不再往上冒氣泡，表面呈現(xiàn)浮漿和不再沉落時(shí)為止。澆筑底板時(shí)，應(yīng)安排專人定時(shí)通過(guò)芯模底面預(yù)留口觀察底板混凝土澆筑情況，務(wù)必振搗到位使底板混凝土飽滿、密實(shí)。在澆筑過(guò)程中，應(yīng)設(shè)專人隨時(shí)檢查各類緊固件是否有松動(dòng)、模板是否存在變形并及時(shí)處理。

（4）中隔板及梁端邊角處鋼筋較密易振搗不到位，應(yīng)加強(qiáng)振搗。

（5）砼振搗完成后，及時(shí)用抹子抹平。抹面完成后，對(duì)預(yù)制箱梁頂板進(jìn)行拉毛處理，拉毛時(shí)間在混凝土初凝后、終凝前，拉毛方向垂直于跨徑方向，拉毛深度宜為0.3～0.5cm。

2.4.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)采用土工布覆蓋箱梁頂板，腹板沿箱梁全長(zhǎng)粘貼塑料薄膜，每天均勻噴淋灑水，水質(zhì)為飲用水。當(dāng)處于冬期施工階段時(shí)，應(yīng)對(duì)預(yù)制箱梁采取蒸汽養(yǎng)護(hù)或暖棚火爐加熱等保溫措施。冬養(yǎng)養(yǎng)護(hù)溫度不低于5℃。