淺析京滬高速擴(kuò)建工程用預(yù)制箱梁施工工藝

蔣 豪 董志豐 張士林

（無錫交通建設(shè)工程集團(tuán)有限公司,江蘇 無錫 214000）

0 引言

京滬高速公路淮安至江都段改擴(kuò)建工程起自王興樞紐互通北側(cè)，接改擴(kuò)建的京滬高速公路新沂至淮安段，經(jīng)淮陰、漣水、清江浦、淮安、寶應(yīng)、高郵、江都，止于正誼樞紐互通北側(cè)，全長約152.6km。全線采用雙側(cè)拼寬的總體擴(kuò)建方案，按雙向八車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)建，設(shè)計(jì)速度120km/h，路基寬度42m。

項(xiàng)目所在揚(yáng)州市寶應(yīng)縣境內(nèi)段，起于小官莊鎮(zhèn)，起點(diǎn)樁號(hào)為K879+068.000，途經(jīng)氾水鎮(zhèn)，終點(diǎn)位于夏集鎮(zhèn)，終點(diǎn)樁號(hào)為K899+058.000，全長19.990公里。本項(xiàng)目的主要控制點(diǎn)有：寶應(yīng)南互通、氾水服務(wù)區(qū)等。改擴(kuò)建橋梁11座，其中大橋5座，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，中橋6座，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)制空心板梁；新建匝道橋梁2座。

項(xiàng)目標(biāo)段的預(yù)制箱梁為裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，多箱單獨(dú)預(yù)制，簡支安裝，現(xiàn)澆連續(xù)接頭的先簡支后連續(xù)的結(jié)構(gòu)體系。

項(xiàng)目標(biāo)段需生產(chǎn)預(yù)制箱梁432片，其中20m箱梁264片，25m箱梁168片，分布在向陽河大橋、勞動(dòng)河大橋、蘆氾河大橋、永安河大橋、潼河大橋。本文研究了項(xiàng)目標(biāo)段預(yù)制箱梁施工所需的施工準(zhǔn)備、資源配置、施工周期、養(yǎng)護(hù)工藝、施工工藝流程、施工質(zhì)量參數(shù)等，總結(jié)了施工經(jīng)驗(yàn)，確定預(yù)制箱梁施工質(zhì)量安全控制的方法和具體要求，可為預(yù)制混凝土箱梁施工提供一定的指導(dǎo)。本標(biāo)段預(yù)制箱梁參數(shù)情況見表1。

表1 本標(biāo)段預(yù)制箱梁參數(shù)表

1 施工原材料及設(shè)備

1.1 鋼筋、鋼絞線

預(yù)制箱梁施工鋼筋、鋼絞線需要的主要原材料為Φ8光圓鋼筋289.6kg、Φ10光圓鋼筋415.2kg、Φ12帶肋鋼筋1888.8kg、Φ25帶肋鋼筋1364.4kg、低松弛預(yù)應(yīng)力Φ15.2mm鋼絞線597kg。

其中光圓鋼筋、帶肋鋼筋為永鋼、中天、沙鋼產(chǎn)的各規(guī)格鋼筋；鋼絞線為江陰華新鋼纜有限公司生產(chǎn)的低松弛預(yù)應(yīng)力Φ 15.2mm鋼絞線。

以上鋼筋均經(jīng)項(xiàng)目部工地試驗(yàn)室自檢和總監(jiān)辦抽檢合格，用于首件施工。

1.2 水泥、砂石料、外加劑

施工C50混凝土共18.5方，根據(jù)C50混凝土配合比（水泥：黃砂∶碎石∶水∶外加劑=470kg∶730kg∶1095kg∶155kg∶5.64kg），需混凝土拌和用水泥8.7t，黃砂13.5t，碎石20.3t，外加劑104.3kg，拌和用水2.9t。

其中水泥為海螺P.Ⅱ52.5硅酸鹽水泥；黃砂為洞庭湖中砂；碎石為江西連續(xù)級(jí)配碎石；外加劑為南通華聯(lián)建筑新材料有限公司HL-8高性能減水劑，摻量為1.2%。

1.3 錨具

施工用的M15-4錨具4套、M15-5錨具8套、BM15-4錨具2套、BM15-5錨具8套，外委檢測合格。

1.4 鍍鋅波紋管

首件施工用的D內(nèi)=55mm 鍍鋅波紋管117m，Φ內(nèi)=70mm×25mm鍍鋅波紋管6m，Φ內(nèi)=90mm×25mm鍍鋅波紋管38m。外委檢測合格。

1.5 壓漿料

首件施工用的壓漿料約需1t。壓漿料為南通華聯(lián)建筑新材料有限公司生產(chǎn)的HL-9B型壓漿料。外委檢測合格。

預(yù)制箱梁施工需要的主要機(jī)械設(shè)備情況見表2。

表2 預(yù)制箱梁施工機(jī)械設(shè)備配備表

2 預(yù)制場地布置

箱梁預(yù)制廠（混凝土集中供應(yīng)中心、鋼筋集中加工配送中心和預(yù)制構(gòu)件集中生產(chǎn)中心）位于主線K888+100西側(cè)，東側(cè)毗鄰G233，東西寬約270m，南北長約420m，占地近172畝。箱梁預(yù)制廠位于三廠的北側(cè)。箱梁預(yù)制場設(shè)25個(gè)預(yù)制臺(tái)座，其中25m箱梁臺(tái)座10個(gè)，20m箱梁臺(tái)座15個(gè)，中心間距為7.0m，龍門供電劃線區(qū)3m寬，龍門軌距40m寬，混凝土運(yùn)輸通道10m寬，路面為20cm厚C30素混凝土路面。龍門吊軌距40m，設(shè)置20t龍門吊2臺(tái)，80t龍門吊2臺(tái)。存梁區(qū)位于東側(cè)，緊鄰制梁區(qū)，存梁時(shí)按照2層存放。箱梁鋼筋加工在鋼筋集中加工配送中心加工成設(shè)計(jì)尺寸的半成品后，運(yùn)至箱梁施工現(xiàn)場安裝。

3 預(yù)制箱梁施工工藝

3.1 工藝流程（見圖1）

圖1 預(yù)制箱梁施工工藝流程圖

3.2 底腹板鋼筋制作與安裝

根據(jù)預(yù)制箱梁設(shè)計(jì)圖紙，直徑不小于12mm的鋼筋（即帶肋鋼筋）連接采用焊接，直徑25mm帶肋鋼筋連接方式為機(jī)械連接，直徑小于12mm的鋼筋（即光圓鋼筋）連接方式為綁扎連接。接頭采用雙面焊時(shí)，焊縫長度不小于5d；采用單面焊時(shí)，焊縫長度不小于10d；焊接接頭需要將鋼筋焊接長度范圍內(nèi)預(yù)留一定角度，使焊接后兩條鋼筋在同一條軸線上，彎起角度約為5°；接頭位置在同一截面的根數(shù)不超過截面鋼筋總數(shù)的50%，錯(cuò)開長度不得小于35d，并不小于0.5m，接頭盡量處于受力最小處，在梁體跨中處不設(shè)接頭。實(shí)際施工中，直徑小于12mm的鋼筋（即光圓鋼筋）采用通長鋼筋，避免綁扎連接。箍筋與水平筋、主筋采用扎絲綁扎固定，鋼筋交叉點(diǎn)采用雙扎絲綁牢，絲頭朝里，必要時(shí)輔以點(diǎn)焊固定。

鋼筋保護(hù)層墊塊分部位進(jìn)行選用，工后保護(hù)層厚度介于設(shè)計(jì)保護(hù)層厚度0.9～1.3倍之間方為合格，施工時(shí)保護(hù)層厚度按1.1倍設(shè)計(jì)值進(jìn)行控制。鋼筋保護(hù)層墊塊按每平米不少于4個(gè)布設(shè)，相鄰兩個(gè)墊塊間距不大于600mm，梅花形布置，底板保護(hù)層厚度凈30mm，腹板保護(hù)層凈20mm，頂板保護(hù)層凈40mm。

支座鋼板安裝前預(yù)先在臺(tái)座及鋼底模對(duì)應(yīng)位置處開孔，開孔大小與預(yù)埋鋼板尺寸大小相一致，梁體移走后要及時(shí)清理開孔處的混凝土漿體。鋼筋整體吊裝時(shí)，為避免吊裝時(shí)鋼筋骨架變形，加工桁架是整體吊裝吊具，在桁架上每隔2m 設(shè)置一處吊點(diǎn)，吊裝時(shí)采用兩臺(tái)葫蘆抬吊。

3.3 混凝土拌制和澆筑

預(yù)制箱梁鋼筋、模板全部安裝就位后，按照設(shè)計(jì)圖紙和施工方案要求，再對(duì)鋼筋數(shù)量、尺寸、保護(hù)層厚度、構(gòu)件尺寸、波紋管定位進(jìn)行檢查，檢查模板拼縫之間是否密貼止?jié){膠條，端模、橫隔板鋼筋伸出的孔洞縫隙是否填充，自檢合格后報(bào)監(jiān)理工程師抽檢，抽檢合格后方可申請混凝土澆筑。

3.3.1 混凝土拌制

預(yù)制箱梁混凝土由項(xiàng)目部混凝土拌和廠的拌合站集中拌制，混凝土罐車運(yùn)輸至現(xiàn)場，龍門吊吊裝料斗運(yùn)送混凝土入模?；炷涟韬蛷S內(nèi)的砂石料倉、砂石料集料斗、砂石料傳送帶均進(jìn)行了遮蓋，保證了混凝土拌制不受雨天影響。

混凝土拌制前，試驗(yàn)室應(yīng)提前取砂石料樣進(jìn)行含水量檢測，準(zhǔn)確計(jì)算出施工配合比并交混凝土拌和樓?；炷涟韬蜆窃诨炷涟柚魄?，先清除攪拌機(jī)內(nèi)的積水、雜物，并用水濕潤攪拌機(jī)?；炷涟韬蜆菄?yán)格按照試驗(yàn)室給出的施工配合比下料拌制混凝土，電子計(jì)量裝置自動(dòng)計(jì)量，水泥用量偏差不超過±1%，砂石料用量偏差不超過±2%，拌和水用量偏差不超過±1%。

拌和物要進(jìn)行充分?jǐn)嚢柚敝辆鶆?，自全部材料裝入攪拌機(jī)起，至開始卸料時(shí)止，連續(xù)攪拌混凝土的時(shí)間應(yīng)參照攪拌機(jī)的性能參數(shù)和現(xiàn)場試驗(yàn)檢測進(jìn)行確定，并不小于2min?；炷撂涠扔稍囼?yàn)室控制，首盤混凝土就在拌和樓進(jìn)行坍落度試驗(yàn)，確保拌制的混凝土坍落度滿足配合比設(shè)計(jì)要求（160mm~200mm），混凝土的和易性、流動(dòng)性滿足施工要求。

3.3.2 混凝土澆筑

混凝土采用龍門吊起吊料斗進(jìn)行澆筑，料斗規(guī)格約1.5m3，混凝土自由落體高度任何時(shí)候不得超過2m。

梁體混凝土澆筑時(shí)，箱梁按照底板、腹板、頂板的順序進(jìn)行澆筑，箱梁混凝土澆筑前按要求安裝壓杠，腹板混凝土澆筑后頂板混凝土澆筑前逐段卸下壓杠。

梁體混凝土澆筑時(shí)，采用“縱向分段，水平分層”的方法，由兩端向跨中斜向循序漸進(jìn)，澆筑至跨中合攏，具體操作如下：

（1）箱梁底腹板先從梁端向跨中澆筑第一層混凝土8m~10m，層厚30cm；

（2）從梁端澆筑第二層混凝土，層厚30cm，當(dāng)?shù)诙踊炷练謱悠履_到達(dá)第一層混凝土8m~10m位置時(shí)，第一層混凝土再向前推進(jìn)8m~10m；以此類推，完成梁體混凝土澆筑，并做到段與段之間的接縫為斜向，上、下層混凝土接縫錯(cuò)開，確?；炷翝仓恼w性。

（3）澆筑腹板混凝土?xí)r不應(yīng)正對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道或外模翼板下料。料斗移位時(shí)應(yīng)防止混凝土灑落在頂板內(nèi)模上，形成干灰或灰渣，腹板位置混凝土的下料和振搗應(yīng)對(duì)稱、同步進(jìn)行，避免內(nèi)模偏位。

（4）底腹板混凝土采用插入式振搗器振搗，振搗器選用Φ 30mm、Φ50mm兩種規(guī)格，在鋼筋密集區(qū)、錨墊板或預(yù)應(yīng)力管道附近的位置選用Φ30mm振搗器振搗，鋼筋較疏的區(qū)域采用Φ 50mm振搗器振搗。插入式振搗器振搗時(shí)要快插慢拔，移動(dòng)間距不宜大于振搗器半徑的1.5倍，且插入下層混凝土內(nèi)50mm~100mm，與側(cè)模距離不小于50mm。每一振點(diǎn)的振搗延續(xù)時(shí)間宜為20s~30s，以混凝土停止下沉、不出現(xiàn)氣泡、表面呈現(xiàn)浮漿為度，防止過振、漏振。當(dāng)振搗完畢，需變換水平位置時(shí)，應(yīng)邊振動(dòng)邊豎向緩慢提出振搗棒，不得將振搗棒放在拌和物內(nèi)平拖，不得用振搗棒驅(qū)趕混凝土。振搗時(shí)，應(yīng)避免碰撞模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道及其他預(yù)埋部件，對(duì)錨墊板后鋼筋密集區(qū)應(yīng)認(rèn)真細(xì)致振搗，確保錨下混凝土密實(shí)。

3.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成后，用土工布進(jìn)行覆蓋，盡量減少暴露時(shí)間，減少水分蒸發(fā)?；炷脸跄?，頂板用濕潤的土工布覆蓋，并進(jìn)行噴淋養(yǎng)護(hù)。模板拆除后，采用自動(dòng)噴淋系統(tǒng)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于14d。

4 結(jié)束語

本文以京滬高速公路淮安至江都段改擴(kuò)建工程項(xiàng)目為例，研究了混凝土預(yù)制箱梁的施工工藝，分析了本項(xiàng)目用混凝土預(yù)制箱梁在施工過程中的具體性能，并給出了具體的施工措施，為混凝土預(yù)制箱梁的推廣使用提供相應(yīng)的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。