橋梁上部結(jié)構(gòu)空心預(yù)制板施工分析

李安

（湖南路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖南長(zhǎng)沙 410011）

0 引言

現(xiàn)澆混凝土施工技術(shù)存在施工周期較長(zhǎng)、濕作業(yè)環(huán)節(jié)較多、環(huán)境影響較大的問題，同時(shí)施工中需要消耗大量的模板與支架，因此施工成本也比較高，還會(huì)導(dǎo)致施工區(qū)域的道路通行能力下降。面對(duì)當(dāng)前的“雙碳”與綠色工程建設(shè)需求，裝配式橋梁施工技術(shù)得到重視。空心預(yù)制板由于應(yīng)用時(shí)間較早，已經(jīng)形成較為成熟的工藝。現(xiàn)探討空心預(yù)制板在橋梁上部結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用。

1 空心預(yù)制板的應(yīng)用現(xiàn)狀

公路橋梁工程中常見的預(yù)制結(jié)構(gòu)形式主要包括T梁、小箱梁與空心預(yù)制板三種，其中空心預(yù)制板的實(shí)際應(yīng)用時(shí)間更早，能夠滿足跨徑為6～20m 橋梁工程的施工需求?？招念A(yù)制板主要為多片板式結(jié)構(gòu)，其具有較矮的梁高，中間設(shè)置了空腔（這有助于減輕其自身重量），橫橋向采取鉸縫進(jìn)行連接，板頂則設(shè)計(jì)整體化現(xiàn)澆層。當(dāng)前的空心預(yù)制板按照主受力鋼筋類型以及跨徑可分為預(yù)應(yīng)力混凝土板與鋼筋混凝土板。當(dāng)前公路橋梁工程中空心預(yù)制板的底板寬度大多為1.59m、1.24m 與0.99m。基于縮減結(jié)構(gòu)重量，跨徑為13m 或者更小的橋梁大多選取預(yù)埋管成型或者橡膠氣囊芯模，對(duì)于跨徑在16m 及以上的橋梁則多選擇鋼內(nèi)模成型的施工工藝[1]。

空心預(yù)制板更適合被應(yīng)用到跨徑相對(duì)偏小的公路橋梁工程中。由于橋梁上部構(gòu)造多為密布結(jié)構(gòu)，若跨徑過大，則對(duì)于施工材料的需求量較大，橋梁基礎(chǔ)以及下部結(jié)構(gòu)材料的消耗量也會(huì)隨之增加，進(jìn)而造成工程整體造價(jià)過高。同時(shí)，由于空心預(yù)制板的梁高偏矮，因此也會(huì)被應(yīng)用到橋下凈高受到限制的橋位中。

相比T 梁與小箱梁，空心預(yù)制板還具有以下優(yōu)勢(shì)：由于空心預(yù)制板的梁高偏矮，因此可以適當(dāng)降低公路橋梁工程路基的填土高度，縮減施工成本，特別是在凈高受限的公路橋梁工程中?？招念A(yù)制板之間緊密相靠，具有較為整齊的外形，能夠形成良好的景觀效果，且其具有明確的受力機(jī)理，配束與構(gòu)造均比較簡(jiǎn)單，尤其是采用先張法進(jìn)行施工時(shí)?？招念A(yù)制板可在專業(yè)工廠中實(shí)現(xiàn)集中化預(yù)制，有助于降低工程造價(jià)，提升工程質(zhì)量?？招念A(yù)制板尺寸往往比較小，自重相對(duì)較輕，安裝與運(yùn)輸都較為便捷。空心預(yù)制板還能夠適應(yīng)多種橋梁斜度。

2 橋梁空心預(yù)制板施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 設(shè)置空心預(yù)制板預(yù)制底座

選擇長(zhǎng)線墩式底座，將其設(shè)置成三槽臺(tái)座，由臺(tái)面、壓梁、承力橫梁、傳力墩、灌注樁等部分構(gòu)成，臺(tái)座可選取C40 鋼混結(jié)構(gòu)。在經(jīng)過平整壓實(shí)處理的場(chǎng)地中澆筑C40 混凝土，形成20cm 的臺(tái)座底板。將鋼混錨梁設(shè)置到底板下方，從而使底板形成更高的強(qiáng)度。傳力墩與灌注樁主要承受預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉力，均選取鋼混結(jié)構(gòu)。臺(tái)面為進(jìn)行混凝土空心預(yù)制板梁制作的底模，采取現(xiàn)澆C40 鋼混結(jié)構(gòu)，其表面設(shè)置1cm鋼板。承力橫梁把預(yù)應(yīng)力鋼絞線處的張拉力向壓梁以及傳力墩處傳遞，同時(shí)可對(duì)鋼絞線的位置加以控制。承力橫梁采取鋼軌焊制工字鋼，結(jié)構(gòu)尺寸為600mm×530mm×340mm，上下部與中間部位均焊接2.5cm 鋼板，數(shù)量為4 塊，確保強(qiáng)度與剛度滿足要求，受彎撓度最大值需低于2mm[2]。

2.2 制作、安裝、張拉鋼絞線

鋼絞線入場(chǎng)之后，需對(duì)其展開分批檢驗(yàn)，從每一批次中任意選取3 盤，各截取其中一根，展開力學(xué)性能測(cè)試。確認(rèn)測(cè)試結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)后，結(jié)合每槽張拉臺(tái)座的橫梁寬度及具體長(zhǎng)度、張拉所需長(zhǎng)度、外露長(zhǎng)度以及張拉伸長(zhǎng)值等因素來明確鋼絞線的具體下料長(zhǎng)度。在鋪設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí)，通過硬塑料管來套住預(yù)應(yīng)力筋，完成張拉之后，結(jié)合設(shè)計(jì)方案的失效位置與失效長(zhǎng)度對(duì)硬塑料管的位置進(jìn)行重新固定，再通過鋼筋將兩頭綁扎牢固，以免有混凝土漿液進(jìn)入管內(nèi)。

按照“整拉整放”的方法來進(jìn)行施工，在張拉準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中，需要明確張拉程序及操作要點(diǎn)，并確?，F(xiàn)場(chǎng)配備具有預(yù)應(yīng)力施工經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)指導(dǎo)人員。確認(rèn)錨具的安裝情況，做好安全防護(hù)工作，確認(rèn)預(yù)應(yīng)力筋的軸線和張拉千斤頂裝置的張拉力作用線是否實(shí)現(xiàn)了有效重合，同時(shí)檢查張拉設(shè)備、承力橫梁以及臺(tái)座是否滿足操作標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)整預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)度，確定所有預(yù)應(yīng)力筋都能夠?qū)崿F(xiàn)均勻受力，先施加約10%的張拉力來拉直預(yù)應(yīng)力筋，并做好標(biāo)記，明確延伸量測(cè)量基點(diǎn)。選擇其中一端進(jìn)行張拉，另一端實(shí)施固定的張拉作業(yè)方式。完成張拉之后，需依照規(guī)范要求進(jìn)行5min 的持荷，從而縮減錨固鋼絲之后形成的應(yīng)力損失。通過放松或者補(bǔ)足的方式來使預(yù)應(yīng)力筋達(dá)到控制應(yīng)力，對(duì)其延伸梁進(jìn)行測(cè)量以及記錄，核對(duì)理論計(jì)算值與實(shí)測(cè)值，誤差不可超出6%。滿足張拉要求之后，對(duì)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行錨固，使千斤頂回油到零。

2.3 制作與安裝鋼筋

清潔鋼筋表面，去除其表面存在的鱗銹、漆皮以及油漬，按照施工圖紙以及規(guī)范要求來制作鋼筋。啟動(dòng)切割機(jī)依照設(shè)計(jì)尺寸來完成下料操作，而后將處理好的材料轉(zhuǎn)移到鋼筋彎曲機(jī)設(shè)備上，開展彎制鋼筋工作以及制作處于末端的彎鉤?？蓪蓚€(gè)長(zhǎng)工作臺(tái)設(shè)置到鋼筋彎曲機(jī)前方與后方，并確保鋼筋彎曲機(jī)與工作臺(tái)臺(tái)面處于同一水平面上，從而為鋼筋制作提供更好的條件。采取電弧法來焊接鋼筋，面對(duì)II 級(jí)鋼筋需選擇雙面焊接技術(shù)，其長(zhǎng)度需要與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)方案的要求相一致[3]。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙來安裝鋼筋，涂抹脫模劑后再安裝鋼筋。先利用油漆在空心預(yù)制板底板上標(biāo)出鋼筋的具體位置，按照箍筋、骨架筋、底板鋼筋、頂板鋼筋的順序進(jìn)行安裝，最后安裝角隅鋼筋與膠囊定位筋。

另外，需要在安裝底板鋼筋后直接安裝鋼絞線，張拉鋼絞線后，再安裝其他鋼筋。為確保張拉錨固施工達(dá)到良好的規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化水平，需要將預(yù)應(yīng)力鋼筋之間的距離控制為5cm 的倍數(shù)。在張拉作業(yè)完成8h 后可綁扎鋼筋。為避免骨架出現(xiàn)側(cè)翻的情況，在進(jìn)行骨架筋安裝時(shí)，先用鋼筋支撐骨架兩側(cè)，完成底板鋼筋與頂板鋼筋的安裝后，再將支撐鋼筋拆除。安裝過程中，必須通過扎絲綁牢鋼筋之間的相互接觸部位，避免出現(xiàn)漏扎或者松動(dòng)的情況。利用水泥墊塊來為鋼筋骨架制作保護(hù)層，設(shè)計(jì)的保護(hù)層距與墊塊厚度相同。通過扎絲來為鋼筋定位，每平方米可設(shè)置6 個(gè)墊塊即可滿足施工需求。

2.4 安裝模板

完成鋼筋安裝作業(yè)任務(wù)之后，需要上報(bào)監(jiān)理工程師來對(duì)鋼筋安裝情況進(jìn)行檢查，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)后即可安裝模板。模板同樣需要符合設(shè)計(jì)方案及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于梁體提出的尺寸及各保護(hù)層等要求。外模采取鋼模板，芯?？蛇x擇充氣膠囊與內(nèi)關(guān)檔形式的檔模，在側(cè)模內(nèi)部安裝檔模。安裝模板前，以機(jī)油作為脫模劑涂抹到模板內(nèi)壁，校正所有鋼模板，剔除變形程度較大并且校正難度高的模板，確保拆模之后，空心預(yù)制板能夠具有準(zhǔn)確的平面尺寸以及美觀順直的線形[4]。連接模板時(shí)選擇螺絲鉚接的方式。側(cè)模板處可選擇圓鋼作為拉桿實(shí)現(xiàn)連接，上層拉桿應(yīng)設(shè)置到模板頂部。整體校正空心預(yù)制板平面尺寸時(shí)，可借助處于松緊模板處的拉桿來完成。通過填塞海綿或者封貼雙面膠來處理模板之間的縫隙。底座與模板之間的縫隙則需要借助海綿來進(jìn)行填塞。若在澆筑作業(yè)中，模板超出允許的范圍，則應(yīng)立即進(jìn)行糾正。安裝模板作業(yè)前需要對(duì)充氣膠囊進(jìn)行檢查，確認(rèn)其是否有漏氣的情況。安裝過程中，需要預(yù)先縫制足夠大的薄膜塑料袋，從而為脫模做好準(zhǔn)備，同時(shí)查看鋼絲頭是否存在向內(nèi)側(cè)彎曲的情況，依照預(yù)設(shè)氣壓進(jìn)行充氣。確保從澆筑直至最后的放氣環(huán)節(jié)，充氣氣壓都維持穩(wěn)定。

2.5 澆筑混凝土

完成張拉之后，還需確認(rèn)模板之中的各處鋼筋是否存在問題，確定合格之后再針對(duì)梁體灌注混凝土。選擇C50 鋼筋混凝土以及P·O42.5 水泥材料，選取碎石與中粗砂為粗骨料與細(xì)骨料，全部原材料都需要先通過工地試驗(yàn)室進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，監(jiān)理單位需對(duì)其實(shí)施抽檢，確認(rèn)達(dá)標(biāo)之后再進(jìn)行使用。將所要使用的混凝土運(yùn)輸?shù)焦さ噩F(xiàn)場(chǎng)之后，通過滑槽來完成對(duì)混凝土的轉(zhuǎn)運(yùn)。澆筑之前，需要將處于模板內(nèi)部的附著物、施工碎屑以及積水等雜物清理干凈。在未獲得審批前，不可在結(jié)構(gòu)的任何部位進(jìn)行混凝土澆筑工作。同時(shí)，還需對(duì)底座受力情況、張拉噸位、預(yù)應(yīng)力筋所在位置以及使用數(shù)量再次進(jìn)行確認(rèn)。

借助自動(dòng)化計(jì)量攪拌設(shè)備來對(duì)梁板混凝土實(shí)施集中化拌制，對(duì)側(cè)板混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)，采用兩邊對(duì)稱澆筑的方式，以免造成充氣膠囊位置偏離的問題。澆筑人員需注意規(guī)范操作，確保砂漿可以緊貼模板，從而提高混凝土表面的光滑程度，避免出現(xiàn)蜂窩、氣囊以及水囊等質(zhì)量缺陷[5]。澆筑期間需控制混凝土材料的溫度，應(yīng)處于10～32℃之間。連續(xù)進(jìn)行澆筑作業(yè)時(shí)，盡量不出現(xiàn)間斷，若無法避免間斷，則應(yīng)使間斷時(shí)間長(zhǎng)于前層混凝土的重塑時(shí)間以及初凝時(shí)間，否則需進(jìn)行返工重新澆筑。應(yīng)安排專門人員負(fù)責(zé)在澆筑作業(yè)實(shí)施過程中查看模板的實(shí)際情況，一旦有移位、變形或者松動(dòng)，需立即處理?；炷脸跄€未滿足拆模強(qiáng)度要求時(shí)，不可振動(dòng)模板。澆筑頂板后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)整平并抹面收漿。為了使空心預(yù)制板和現(xiàn)澆橋面混凝土能夠有效成為整體，可綜合應(yīng)用人工鑿除與鑿毛錘施工技術(shù)，在空心預(yù)制板頂面區(qū)域形成凹凸在6mm以上的粗糙面。

振搗混凝土?xí)r主要采用插入式振搗棒，以側(cè)板兩側(cè)為起點(diǎn)實(shí)施振搗，避免芯模出現(xiàn)左右移動(dòng)的情況，側(cè)板與頂板混凝土皆通過此方法進(jìn)行振搗?？膳鋫涠嗵啄軌蛘Ｊ褂玫恼駬v棒。以垂直的方式將振搗棒插入混凝土中，并確保插入到前一層混凝土中，使先進(jìn)行澆筑的混凝土與新澆筑的混凝土能夠有效結(jié)合，插入深度應(yīng)控制在50～100mm。拔出與插入振搗棒時(shí)，動(dòng)作應(yīng)盡量緩慢，移動(dòng)振搗棒時(shí)的間距應(yīng)低于振動(dòng)半徑數(shù)值的1.5 倍。振搗棒端頭部位不可與橡膠芯模以及力筋相互接觸，還要預(yù)防發(fā)生穿孔漏氣的情況。必須充分振搗混凝土，盡量減少麻面等質(zhì)量通病。灌注期間應(yīng)先制作混凝土試件，當(dāng)混凝土不再繼續(xù)出現(xiàn)泛漿、氣泡以及下沉等現(xiàn)象并且表面形成較高的平坦度時(shí)，可確定振搗至密實(shí)程度。搗實(shí)之后的1.5～24h 之內(nèi)，不可使其再出現(xiàn)振動(dòng)。

2.6 拆除模板

拆除空心預(yù)制板的鋼模時(shí)，需要避免損傷混凝土棱角部位，嚴(yán)禁作業(yè)人員出現(xiàn)拋擲、猛烈敲打以及強(qiáng)扭等錯(cuò)誤操作。拆除充氣芯模時(shí)，要注意不可使混凝土表面出現(xiàn)塌陷或者裂隙，具體拆除時(shí)間需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行選擇，確保混凝土強(qiáng)度能夠滿足條件再進(jìn)行拆除，強(qiáng)度應(yīng)在2.5MPa 以上。完成拆除模板的作業(yè)任務(wù)后，還應(yīng)有效去除表面殘存的浮漿，均勻涂抹機(jī)油，并對(duì)模板繼續(xù)分類存放，尤其要妥善保存芯模，避免其發(fā)生老化、破損以及被污染等情況。

2.7 養(yǎng)生

澆筑作業(yè)結(jié)束且表面收漿完成后，需盡快針對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)生。在混凝土進(jìn)行初凝之后，采取灑水養(yǎng)護(hù)的方式，使混凝土表面保持相對(duì)濕潤(rùn)的狀態(tài)。覆蓋時(shí)也要注意不可污染或者損傷混凝土表面。對(duì)于模板內(nèi)側(cè)可先對(duì)一側(cè)進(jìn)行封堵，以存水的方式來養(yǎng)護(hù)底板，封端之前將水放出并澆筑混凝土。

2.8 安裝空心板

檢測(cè)梁板混凝土強(qiáng)度能夠達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度數(shù)值的95%以上，同時(shí)養(yǎng)生時(shí)間已經(jīng)超過7d 后，可將預(yù)應(yīng)力鋼絞線放松。借助千斤頂來實(shí)現(xiàn)整體放張作業(yè)目標(biāo)，以均勻、對(duì)稱的方式來分多次實(shí)施放張，期間不可驟然放松預(yù)應(yīng)力鋼絞線。預(yù)應(yīng)力鋼絞線放張結(jié)束后，對(duì)其實(shí)施切割和防腐保護(hù)?？山柚壍佬≤嚺c龍門吊來使梁體實(shí)現(xiàn)縱向出槽，堆放板梁時(shí)，需要支撐好空心預(yù)制板的端部，針對(duì)各個(gè)端部以橫向設(shè)置的方式增設(shè)兩個(gè)支點(diǎn)，避免出現(xiàn)上下倒置的情況。運(yùn)輸空心預(yù)制板時(shí)需保持勻速緩慢的行駛節(jié)奏，使其在運(yùn)輸過程中保持筒支狀態(tài)，吊裝前需對(duì)支撐墊石的實(shí)際質(zhì)量、平整度、標(biāo)高與位置等信息進(jìn)行檢查，并開展測(cè)量放樣。將臨時(shí)支座設(shè)置妥當(dāng)后，再對(duì)永久支座進(jìn)行安裝，并使梁底面鋼板與支座上下表面保持平整貼合，不可出現(xiàn)脫空的情況。汽車吊處于待架孔位處，技術(shù)人員需對(duì)起重設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查與確認(rèn)。架設(shè)空心預(yù)制板過程中，需先確保空心預(yù)制板一端完成就位，并預(yù)先準(zhǔn)備木楔與撬棍，在板梁與墩臺(tái)帽或者蓋梁之間的距離較近時(shí)，立刻使用撬棍頂好并塞好木楔，借助撬棍以相對(duì)較慢的速度來移動(dòng)空心預(yù)制板，使其在移動(dòng)過程中始終保持良好的平穩(wěn)性，支點(diǎn)接觸部位應(yīng)穩(wěn)固、嚴(yán)密。再按照同樣的要求降落另一端。

對(duì)空心預(yù)制板混凝土進(jìn)行澆筑之前，應(yīng)先全面檢查包括支座、護(hù)欄、濕水管以及伸縮縫等附屬設(shè)施所用的預(yù)埋件是否已經(jīng)齊全無誤?？紤]到空心預(yù)制板可能出現(xiàn)上拱度過大，橋面現(xiàn)澆層與空心預(yù)制板因齡期方面的差異會(huì)出現(xiàn)較大的收縮差等問題，因此存梁期需要控制在90d 之內(nèi)，并對(duì)空心預(yù)制板所形成的累積上拱值進(jìn)行計(jì)算，如果超出設(shè)計(jì)值允許范圍，則需及時(shí)進(jìn)行處理。

3 結(jié)語

現(xiàn)代橋梁工程項(xiàng)目對(duì)于施工工期、工程質(zhì)量以及建設(shè)成本都有較高的要求，空心預(yù)制板在橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工建設(shè)中有著較好的應(yīng)用效果。施工單位需要按照標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程與正確操作方法，合理使用空心預(yù)制板，把控關(guān)鍵作業(yè)工序，以此來為橋梁工程創(chuàng)造更高的建設(shè)收益。