田西高速公路標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制箱梁工藝

熊紹鑫、殷慧茹

（廣西葛洲壩田西高速公路有限公司，廣西 百色 533500）

1 工程概況

廣西田林至西林（滇桂界）高速公路PPP 項目總承包項目部為打造“品質(zhì)工程”，在各施工項目部推廣標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制箱梁施工工藝，主要內(nèi)容來源交通運輸部主推的《品質(zhì)工程橋梁預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量提升技術(shù)和管理指南（征求意見稿）》，并增加智能養(yǎng)護(hù)、智能張拉、智能壓漿等先進(jìn)手段，極大地保障了工程質(zhì)量。以田西高速公路施工三分部三號梁場為實例，闡述田西高速公路標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制箱梁施工工藝。施工三分部三號預(yù)制梁場采取流水線工廠化布置，實現(xiàn)預(yù)制梁流水作業(yè)。自梁場大樁號進(jìn)口依次為存梁區(qū)、40m 箱梁預(yù)制區(qū)、材料儲存區(qū)、鋼筋加工區(qū)、25m 箱梁和30m 箱梁預(yù)制區(qū)、存梁區(qū)。3梁場承擔(dān)預(yù)制梁板生產(chǎn)任務(wù)量為860 片，其 中25m 箱梁200 片，30m 箱 梁276 片，40m 箱梁384 片，廠內(nèi)配套臺座48 個，滿足箱梁生產(chǎn)需求。8臺龍門吊，其中10t2 臺，75t2 臺，100t4 臺。

2 主要材料

預(yù)制小箱梁混凝土：C50。

鋼筋：HRB400，直徑d=10、12、16、20、22mm 五種規(guī)格。

預(yù)應(yīng)力鋼絞線：采取常規(guī)預(yù)應(yīng)力用鋼絞線，φ15.2（1×7）mm。

波紋管：塑料波紋管（聚氯乙烯）。

錨 具：M15-6、M15-5、M15-4、M15-3 型夾 片式錨具。

壓漿強(qiáng)度：28d 抗壓強(qiáng)度不低于50MPa。

3 預(yù)制箱梁施工工藝

3.1 鋼筋工程

3.1.1 鋼筋加工

為提高預(yù)制箱梁鋼筋的加工精度，以常規(guī)機(jī)械彎曲、數(shù)控鋼筋調(diào)直切斷機(jī)及數(shù)控彎曲機(jī)配套設(shè)置的方式，提高加工精度和工效。

3.1.2 鋼筋綁扎胎具

頂板鋼筋、底腹板綁扎采取胎具定位，胎具可以采用角鋼制作，按施工圖紙的尺寸要求，在角鋼上定位刻槽，用刻槽限定縱橫向水平的位置，腹板鋼筋的縱向水平筋定位采用“卡位”的形式，可使主骨架綁扎安裝間距誤差可控并大量節(jié)約綁扎時間。

3.1.3 鋼筋保護(hù)層控制

在胎模上定位綁扎腹板、底板鋼筋；鋼筋保護(hù)層厚度控制采用C50 穿心圓形混凝土墊塊，墊塊內(nèi)徑比箍筋大2mm，墊塊相互錯開、分散呈梅花形布置，需增設(shè)側(cè)面及底面的墊塊，每平方米最少5 個，綁扎墊塊用的鐵絲頭側(cè)向內(nèi)模。

3.1.4 預(yù)應(yīng)力管道定位

預(yù)應(yīng)力孔道采用塑料波紋管（聚氯乙烯），必須保持良好線形。管道用定位鋼筋等間距定位，按圖紙定位U 形筋位置，并通過U 形筋定位波紋管，曲線段0.5m 一道U 形筋，直線段1m 一道U 形筋。波紋管接頭處先采用大一號聚氯乙烯塑料波紋管套住，再采用熱接機(jī)熱接，接口牢固不漏漿。

3.1.5 鋼筋綁扎

綁扎采用梅花形方式交錯扎接，腹板鋼筋綁扎鐵絲必須內(nèi)扎。頂板鋼筋綁扎采用梳直板對橫向連接鋼筋進(jìn)行定位，采用在外模上預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)孔的方法定位橫向及端頭連接鋼筋，確保預(yù)埋鋼筋的準(zhǔn)確定位。

3.1.6 鋼筋安裝

吊架采用合金鋼制作，吊架長度為45m，適用于該梁場所有梁型，采用整體吊架方式對底腹板、頂板鋼筋分別進(jìn)行安裝。吊架縱向承重梁上分設(shè)若干吊環(huán)，一般吊環(huán)為1m 一個，可以適當(dāng)加密，吊環(huán)越密越能有效避免吊裝對鋼筋骨架的變形影響。鋼筋綁扎圖見圖1，鋼筋整體吊裝圖見圖2。

圖1 鋼筋綁扎圖

圖2 鋼筋整體吊裝圖

3.2 模板工程

3.2.1 底模與側(cè)模連接

側(cè)模采取龍門吊分節(jié)吊裝、移位、磨合及拆除，模板接頭處用螺栓緊固，對準(zhǔn)模板縫隙避免錯臺，模板接縫處采用專用止?jié){條粘貼。采用高強(qiáng)對拉螺栓對預(yù)制梁臺座和側(cè)面模板進(jìn)行對拉緊固。模板上口采用精軋螺紋鋼對拉加固，側(cè)模底部設(shè)置可調(diào)底托加固，保證模板的整體穩(wěn)定性及便于拆模。

3.2.2 側(cè)模及底板打磨

模板如果是第一次使用，需采用噴砂20 除銹機(jī)進(jìn)行打磨，模板打磨要求清除表面浮銹和模板面板膜，必須達(dá)到拋光效果。

脫模劑采用轉(zhuǎn)基因植物油或者機(jī)油和柴油的混合油，用羊毛滾軸涂刷，要求涂刷均勻一致，不流淌也不露點。鋼筋骨架整體吊裝入模前1h，用棉紗布對模板進(jìn)行二次擦拭，避免由于附著灰塵過多影響脫模效果。側(cè)面及底板安裝見圖3。

圖3 外模安裝

3.2.3 端模及內(nèi)模安裝

箱梁端模與側(cè)模之間采用螺栓緊固，模板間裂縫使用止?jié){條進(jìn)行粘貼，嚴(yán)禁漏漿。利用龍門吊將拼裝好的箱梁內(nèi)模整體平穩(wěn)吊裝入模內(nèi)。

3.2.4 安裝壓桿

為防止鋼筋及內(nèi)模上浮，在箱梁頂板上設(shè)置壓桿，每隔8～10m 設(shè)置一道。壓桿使用兩根200 槽鋼并連，用固定高強(qiáng)螺栓拉桿對拉，為防止壓桿側(cè)移，在壓桿與內(nèi)模之間制作專用支撐腿。模板整體就位后，對模板全長、中心線、內(nèi)外模寬度及模板端頭進(jìn)行復(fù)測，逐一緊固連接螺栓及拉桿，調(diào)整側(cè)面的垂直狀態(tài)。

3.2.5 安裝襯管

澆筑混凝土前，在波紋管內(nèi)穿入內(nèi)襯管，可以在管路封堵時通過內(nèi)襯管完成張拉，并在錨墊板與波紋管交接處填充泡沫膠，以保證預(yù)應(yīng)力孔道的完整性。腹板混凝土澆筑前對內(nèi)模進(jìn)行驗收見圖4。

圖4 腹板澆筑前內(nèi)模定位驗收

3.3 混凝土工程

預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量控制是檢測工作的難點所在。在施工過程中要嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，原材料必須檢驗合格才可使用，碎石要水洗。施工過程控制也是重點，鋼筋綁扎、預(yù)應(yīng)力管道架設(shè)、模板、養(yǎng)生等都對預(yù)應(yīng)力混凝土質(zhì)量產(chǎn)生影響。

3.3.1 配合比及坍落度要求

按照技術(shù)規(guī)范和設(shè)計圖紙的要求，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土的配合比設(shè)計。在配合比設(shè)計時，應(yīng)充分考慮施工水平、和易性、流動性、工作性、抗裂性、泵送能力、耐久性以及當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件（夏季濕熱，常年晝夜溫差大）等影響因素，設(shè)計出適宜、穩(wěn)定的混凝土配合比。采用西林縣境內(nèi)當(dāng)?shù)厣笆蠄錾a(chǎn)的石灰?guī)r碎石，總承包項目部自建周邦料場所產(chǎn)精品機(jī)制砂，本地普通硅酸鹽水泥配置C50 混凝土，混凝土的入模坍落度控制在160～200mm。

3.3.2 混凝土澆筑

預(yù)制箱梁混凝土采用龍門吊吊料斗布料，由梁的一端向另一端水平分層、縱向分段澆筑，先底腹板再頂板；在梁端4m 開始布料，避免混凝土漿液聚集到梁端，造成梁體強(qiáng)度不足或者積累大量混凝土水印。腹板澆筑時，兩側(cè)同步進(jìn)行。在腹板澆筑完成后停3～5min，使腹板混凝土充分沉落后再澆頂板，可有效避免腹頂板交界處的縱向裂紋。

3.3.3 混凝土振搗

按照箱梁長度分兩側(cè)布置附著式振搗器，間距為1m，距底板1/3 腹板高度。間斷式開啟振搗器，每次振15～20s，停5s，再振動。每層混凝土振6～7 次。附著式振搗器開動的時機(jī)以灌注混凝土的長度為依據(jù)，不得空振模板。采取邊下料邊振搗的方法處理鋼筋密集處或插入式振動棒振搗不到的地方。附著式振搗器和50 型插入式振動棒配合使用，振動棒間距是影響半徑的1.5 倍，采取快插慢拔的方式，振搗時避開波紋管、鋼筋及模板。澆筑頂板混凝土?xí)r，嚴(yán)禁開附著式振搗器，振搗用插入式振動棒，隨振隨平整。

3.3.4 混凝土拆模

帶模養(yǎng)護(hù)達(dá)到2.5MPa 以上強(qiáng)度，一般在18～24h，具體時間可根據(jù)試驗數(shù)據(jù)確定。達(dá)到拆模強(qiáng)度后，人工配合龍門吊進(jìn)行模板拆除。

3.3.5 梁板表面處理

梁體頂面混凝土澆筑完成后，宜在初凝前對頂面進(jìn)行收漿、抹面、拉毛處理。

3.3.6 混凝土養(yǎng)生

預(yù)制箱梁臺座內(nèi)置具有專利知識產(chǎn)權(quán)的噴淋系統(tǒng)，打開自動噴淋系統(tǒng)后，噴頭自動伸出臺座，加壓實現(xiàn)對腹板噴淋養(yǎng)生。頂板及梁端采用搖擺噴頭進(jìn)行灑水，同時對頂板采用土工布覆蓋，避免水分蒸發(fā)過快。噴淋系統(tǒng)按照設(shè)定15min 噴淋一次，養(yǎng)護(hù)用水隨設(shè)置的排水系統(tǒng)回流三級沉淀池，第三級沉淀池為噴淋系統(tǒng)取水池，實現(xiàn)養(yǎng)生用水循環(huán)使用，達(dá)到節(jié)約用水目的。

3.3.7 混凝土表面鑿毛

拆模后，采取手持式電錘或者專用鑿毛機(jī)對梁端、翼板及濕接縫處混凝土進(jìn)行鑿毛，鑿毛離混凝土邊緣2～3cm 左右，該工程使用紅外激光放線或者拉線垂形式來控制鑿毛邊線。

3.3.8 梁體編號

預(yù)制梁張拉壓漿完成后，在預(yù)制梁體的同一側(cè)，標(biāo)識牌規(guī)格一般為 80cm（寬）×60cm（高），用紅色油漆噴涂該預(yù)制梁的基本情況：施工單位+梁場名稱、橋梁名稱+箱梁編號、澆筑日期、張拉日期、壓漿日期、監(jiān)理單位+責(zé)任人。

3.4 預(yù)應(yīng)力工程

3.4.1 張拉前準(zhǔn)備工作

穿束：用高壓鼓風(fēng)機(jī)清理波紋管管道，按設(shè)計圖紙加工計算下料長度。采用管線穿束機(jī)進(jìn)行穿束，大型切割機(jī)下料。對每束、每根鋼絞線兩端均進(jìn)行標(biāo)記，根據(jù)標(biāo)記進(jìn)行編束，嚴(yán)禁交纏。

安裝錨具：錨具對準(zhǔn)錨墊板中心定位安裝，同時安裝配套夾片，確保鋼絞線垂直于錨具及錨墊板，夾片平順。

千斤頂、油泵安裝：千斤頂、油泵需配套，定期或按次數(shù)進(jìn)行校定，不同套千斤頂及油泵不得混用。先裝限位板，再裝千斤頂，施工人員完成確認(rèn)并設(shè)置好自動張拉程序后，開始張拉。

3.4.2 張拉強(qiáng)度確定

張拉時機(jī)根據(jù)同養(yǎng)試件抗壓強(qiáng)度結(jié)果確定。梁混凝土澆筑過程中在現(xiàn)場成型試件，同條件養(yǎng)生試件同混凝土構(gòu)件放在一起，一同養(yǎng)護(hù)。張拉前，對同條件養(yǎng)生試件做抗壓強(qiáng)度試驗，滿足張拉強(qiáng)度要求方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。必要時，進(jìn)行混凝土彈性模量試驗，以混凝土的彈性模量指導(dǎo)預(yù)制梁張拉。

3.4.3 張拉操作流程

采用智能張拉工藝，實現(xiàn)雙向同步智能控制張拉應(yīng)力、伸長量，并直接將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心，實時對張拉質(zhì)量進(jìn)行把控。超過預(yù)定控制范圍，預(yù)警上報，打破地域限制，可對張拉進(jìn)行實時跟蹤與控制，便于及時糾正出現(xiàn)的錯誤。

鋼絞線張拉采用智能數(shù)控張拉設(shè)備，具備數(shù)據(jù)上傳及智能張拉功能，控制2 套4 臺千斤頂同步張拉，鋼束采用兩端對稱張拉，實現(xiàn)張拉力、延伸率雙控，張拉順序為N1—N3—N5—N2—N4 號鋼束。該設(shè)計張拉控制應(yīng)力分為三級，分別為10%、20%、100%。達(dá)到控制應(yīng)力后，持荷5min 錨固。張拉完成后，采用砂輪機(jī)切割鋼絞線，預(yù)留外露長度3～5cm。

3.4.4 管道壓漿

管道壓漿采用大循環(huán)壓漿工藝，使用智能壓漿機(jī)，自動稱量壓漿劑、水泥和水的用量，智能攪拌、壓漿和穩(wěn)壓。

智能壓漿機(jī)可實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)壓漿，確保壓漿無空洞，對壓漿壓力、時間進(jìn)行精準(zhǔn)控制，并實現(xiàn)過程的實時監(jiān)測。一旦監(jiān)測水膠比、壓力、時間、流量出現(xiàn)問題，智能壓漿控制系統(tǒng)會及時發(fā)出警報。孔道壓漿可以采用壓漿料或者水泥+壓漿劑，三號梁場采用M50壓漿料，降低拌制過程中的質(zhì)量風(fēng)險。同時在現(xiàn)場取樣成型壓漿試件，壓漿試件至少成型三個臨期，28d 臨期不少于兩組，監(jiān)理單位按梁體數(shù)量進(jìn)行抽檢。

3.5 質(zhì)量檢驗

每片預(yù)制箱梁在澆筑過程中成型3 組標(biāo)養(yǎng)試件、1組同養(yǎng)試件，待臨期達(dá)到后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測，7d 臨期提梁以前進(jìn)行鋼保、回彈檢測，及時匯報數(shù)據(jù)到項目部，如有偏差及時做出工藝調(diào)整。

施工單位試驗室配備孔道壓漿飽滿度儀，對預(yù)應(yīng)力梁孔道壓漿飽滿度進(jìn)行系統(tǒng)測試，可快速準(zhǔn)確地測試出壓漿飽滿度數(shù)據(jù)，從而達(dá)到質(zhì)量控制的目的。該工藝可消除堵管、大幅提高飽滿度指標(biāo)，壓漿飽滿度可滿足＞90%的要求?？椎缐簼{采用真空吸漿工藝，確保灌漿的飽滿度，提高鋼絞線的耐腐蝕性。

4 結(jié)語

通過落實標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝，預(yù)制箱梁質(zhì)量基本實現(xiàn)品質(zhì)工程目標(biāo)，鋼筋保護(hù)層合格率、強(qiáng)度等指標(biāo)滿足施工技術(shù)規(guī)范要求，內(nèi)實外美。

標(biāo)準(zhǔn)化施工工藝涉及的因素比較多，實現(xiàn)最初的目的，關(guān)鍵在于搶抓落實，每個工藝步驟都精耕細(xì)作，各級管理層嚴(yán)格監(jiān)督，對要點著重部署，不斷加強(qiáng)管控人員的質(zhì)量意識。

標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制箱梁工藝來源于鐵路及高速公路項目“品質(zhì)工程”提倡的工廠化工藝，是未來高速公路建設(shè)的大趨勢，工廠化、集約化、數(shù)控化會更多地用于高速公路場站建設(shè)。