高速公路工程預制箱梁施工技術探討

劉國東

（中鐵二十局集團第二工程有限公司，西安 710000）

1 工程概況

津石高速公路工程路線全線約31.3 km，橋梁上部結構以預制箱梁為主，項目施工范圍涵蓋預制梁的預制、運輸、安裝，還包括橋面工程施工、伸縮縫安裝等，梁場選址定于天津市西青區(qū)王穩(wěn)莊鎮(zhèn)東臺子村獨流減河旁津石高速主線北側約100 m 處，占地總面積約55 336.1 m2，預制場內設有制梁區(qū)、存梁區(qū)、鋼筋加工場、配電站、生活區(qū)、辦公區(qū)等。 生產區(qū)、生活區(qū)及辦公區(qū)分開設置，制梁區(qū)設置2 條制梁生產線，設40 m、35 m 共用制梁臺座4 個，30 m 制梁臺座24 個，25 m 制梁臺座24 個，存梁區(qū)設存梁臺座150 個，最大可存梁352 片，在梁場生產預制箱梁后，運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場安裝。

2 高速公路工程預制箱梁施工技術

2.1 模板工程施工

在預制箱梁生產前，需要對相關區(qū)域地基進行壓實處理，使用水泥土換填一定厚度的原狀土， 通過科學設計、 合理施工，保證基礎具有良好的承載能力，能滿足預制箱梁生產需求?；A處理完畢后，澆筑30 cm 厚底座混凝土，上面鋪設5 mm厚鋼板作為底模，并通過焊接方式與兩側預埋槽鋼可靠連接，形成完整的制梁底座。 預制箱梁模板采用拼裝式鋼模，分塊制造后在制梁臺座上拼裝而成，鋼模必須具有一定的強度、剛度和穩(wěn)定性，能夠滿足運輸、生產過程中的變形控制要求，模板制作需要委托專業(yè)廠家，嚴格控制模板加工質量，保證各結構部位尺寸準確、焊接可靠。 在模板安裝時，使用龍門吊結合人工施工，保證安裝位置準確、整體連接緊密，避免出現(xiàn)漏漿問題。 在安裝側模時，需要準確調整側模高度，控制主要技術參數(shù)誤差，為鋼筋準確安裝奠定良好基礎，安裝完成后，及時清理模板表面，并涂刷脫模劑。 內模安裝時，需要將模板分塊清理干凈，并涂刷脫模劑，通過龍門吊將分塊模板拼裝成可靠連接的整體，同樣要做好主要技術參數(shù)檢查調整工作。 端模安裝時，需要注意錨墊板的安裝，必須與端模緊密銜接，按要求控制安裝位置和朝向，端模靠攏前，需要將波紋管逐根從錨墊板中穿出，端管兩側移動要同步，避免差異過大使波紋管擠壓變形，端模就位后，做好模板整體固定連接，并通過預設控制點進行校正，檢查是否符合規(guī)范要求[1]。

2.2 鋼筋工程施工

鋼筋主要在鋼筋棚中加工，首先進行調直、清潔處理，將表面雜物清理干凈，在材料切割時，一般使用鋼筋切斷機切割鋼筋，使用砂輪鋸切割預應力鋼絞線，通過彎曲機彎制成型，在加工過程中，如果發(fā)現(xiàn)存在鋼材質量不合格問題，要及時處理，避免劣質產品使用到工程中。 鋼筋加工完成后，在鋼筋胎具上綁扎成型。 首先進行底板和腹板鋼筋綁扎，然后整體吊裝并安裝內模，最后完成頂板鋼筋綁扎。 在鋼筋綁扎過程中，需要嚴格控制預應力孔道位置以及相關預留預埋工作。 在綁扎胎具上綁扎底腹板鋼筋骨架，布設預留孔道，并將底腹板鋼筋骨架吊裝到制梁臺座，然后安裝內模，綁扎頂板鋼筋，使用焊接連接方式，能夠有效加快鋼筋骨架成型質量和速度，防止出現(xiàn)變形問題。 模板和鋼筋之間需要設置保護層墊塊，嚴格控制墊塊尺寸和形狀，盡可能減小誤差，保證保護層具有足夠的厚度。 通過預埋波紋管的方式形成預應力管道，當波紋管需要接長時，接頭采用波紋管專用接頭，管道的位置要準確，曲線要圓順，按照設計圖紙要求，科學設置定位鋼筋，必須與梁體鋼筋牢固連接。 在波紋管安裝時，不能頻繁彎曲，防止出現(xiàn)管壁開裂問題，并采取相應保護措施，避免電焊火花燒傷。 在混凝土澆筑前，使用塑料軟管穿入圓形波紋管，能夠控制波紋管形狀，并在混凝土初凝后及時抽出，波紋管安裝完成后，需要全面檢查安裝質量，必須滿足相關規(guī)范要求。

2.3 混凝土工程施工

嚴格按照規(guī)范要求設計混凝土配合比， 并按照程序進行混凝土拌制，控制攪拌時間、坍落度、和易性、擴展性等主要技術參數(shù)，如果發(fā)現(xiàn)與設計情況不符，需要及時查明原因進行調整。 預制梁體混凝土澆筑通過料斗和龍門吊配合施工，采用水平分層、縱向分段連續(xù)澆筑的方式，每層混凝土澆筑厚度不能超過30 cm，嚴格控制混凝土入模溫度，按照底板混凝土、腹板混凝土、頂板混凝土的施工順序展開。 底板混凝土澆筑從一端向另一端循序漸進施工， 腹板混凝土澆筑采用同步對稱澆筑的方法，防止出現(xiàn)內模偏移問題。 混凝土澆筑需要與振搗工作緊密配合， 在預制箱梁底板和腹板主要采用插入式和側向振搗，為了保證底板與腹板交接部位振搗效果，需要將振動棒插入兩層混凝土交界處以下5～10 cm 處充分振搗， 最終的密實度標準應該以表面不下沉、無氣泡溢出、表面開始泛漿為準，嚴格控制振動時間和振動手法， 保證各部分混凝土振搗均勻密實。 在混凝土澆筑過程中， 需要安排專人進行監(jiān)督檢查工作，如果發(fā)現(xiàn)漏漿、移位、變形等問題，需要及時采取措施，同時，要做好混凝土質量檢查，隨機取樣制作試件，驗證各項技術指標是否滿足設計要求。 做好養(yǎng)護管理工作，按規(guī)定立即采取覆蓋養(yǎng)護措施， 并通過自動噴淋養(yǎng)護方式， 提高混凝土保溫、保濕效果[2]。

2.4 預應力施工

預制箱梁混凝土強度要達到設計強度80%以上才能拆模，必須保證棱角完整，沒有損壞，如果外界條件不允許，也不能拆模，在混凝土強度和彈性模量達到100%后，方可進行預應力施工。 采用人工穿束的方式，將鋼絲束對號穿入孔道內，兩端鋼絲束露出長度要大體一致， 采用數(shù)控智能張拉設備進行張拉施工，嚴格按照設計順序和規(guī)范要求實施，通過4 臺千斤頂左右對稱、兩端同步張拉，將張拉力、伸長量指標作為主要控制參數(shù)，以前者為主，后者為輔。 預應力張拉過程中，應該保證兩端的伸長量基本一致，嚴格控制智能張拉質量，施加預應力后，兩端張拉伸長值之和不能超出限值，同時，斷絲、滑絲、回縮量也是主要質量控制指標，如果需要重復張拉施工，那么同一鋼絲束不能超過3 次， 當錨具與鋼絲存在明顯刻痕時，需要及時更換，完善張拉作業(yè)記錄，各項檢查合格后，才能割絲，使用角磨機切割，并預留3～4 cm 的長度。 在鋼絞線張拉完畢24 h 后，需要及時進行孔道壓漿施工，壓漿前做好清潔處理工作，孔道內不得存有雜物和積水，提前用水泥砂漿封錨，當水泥砂漿達到相應強度要求后，才能實施壓漿作業(yè)。 采用智能壓漿工藝，水泥漿要滿足技術要求，可以摻入一定量的壓漿劑，能夠達到事半功倍的效果，真空泵和壓漿泵分別連接同一孔道排氣口和壓漿口，排氣口在管道一端的上方，壓漿口在管道另一端的下方，開啟真空泵，管道真空度要維持在一定數(shù)值范圍內， 當壓漿管口流出的漿體濃度與壓漿泵中的濃度一致時，可連接管道壓漿口，通過連續(xù)式壓漿機快速、連續(xù)注漿，水泥漿液攪拌到注漿的時間不能超過40 min，當液體通過透明管時，可以關閉真空泵排氣口閥門，持續(xù)壓漿，使管道內壓力上升到一定數(shù)值范圍內，并持壓后關閉壓漿閥，不得超過最大壓力。

2.5 梁體架設施工

箱梁預應力孔道壓漿強度達到規(guī)范要求后， 采用龍門吊將預制梁體存放到相應區(qū)域，做好相關保護措施，防止出現(xiàn)傾翻、損壞等問題。 由于存在大量預制梁體架設工程，為了保證施工順利進行,需要做好運輸保障工作。 提前修建預制梁場到施工現(xiàn)場的運梁道路，根據(jù)施工進度計劃，科學安排預制梁體運輸，成品出廠前要進行復檢，保證產品質量能夠滿足施工要求，做好相關準備工作，檢查、拼裝架橋機，復測相關定位數(shù)據(jù)， 在墩臺上放出每片梁的縱向中心向， 定出箱梁底部邊緣點，通過運梁平車，將預制箱梁運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，方便架橋機起吊作業(yè)。 在吊裝時，架橋機前端天車將箱梁前端牢固捆綁，捆綁時，合理選擇鋼絲繩尺寸，不能過長也不能過短。 捆梁時，位置要合理，避免邊梁因偏重引起的歪斜，并做好護角保護措施，將箱梁前端吊起，起吊到一定高度，確保箱梁底部不能與運梁車后端托架碰撞、接觸，然后，前端天車與運梁車前端托架緊密配合，同步同向前進，直到箱梁后端吊點達到后端天車起吊位置為止，后端天車與箱梁后端牢固捆綁并起吊，使箱梁前后兩端吊裝到同一水平面，通過前后天車的相互配合，同步同向行走，將箱梁吊裝到設計位置垂直上空，調整箱梁前后、左右位置準確無誤后才能脫鉤就位，復查就位位置是否準確，如果準確無誤才能摘鉤，準備下一片箱梁安裝。 每片箱梁架設完成后，需要及時與預留鋼筋可靠連接，保證整體的牢固性和穩(wěn)定性。

2.6 質量控制措施

除了正常的施工工藝， 預制箱梁施工過程中還存在許多質量通病，需要采取針對性的控制措施。 在混凝土工程施工過程中，容易出現(xiàn)表面平整度不夠、混凝土裂縫、缺棱掉角、蜂窩麻面等問題，首先要保證模板施工質量，在模板安裝完畢后，根據(jù)允許偏差標準，對主要技術參數(shù)進行測量，包括尺寸、平整度、坡度、預埋件位置等方面，為了避免混凝土澆筑過程產生的模板變形問題，可以采用智能監(jiān)測系統(tǒng)，通過傳感器設備采集模板變形數(shù)據(jù)，防止出現(xiàn)跑模、漏漿現(xiàn)象。 預制箱梁屬于大體積混凝土結構， 需要嚴格控制混凝土入模溫度和最大溫升值，優(yōu)先選用水化熱低的水泥，在滿足強度要求的情況下，盡可能減少水泥用量，同時不斷優(yōu)化混凝土澆筑方案，采用分層分段澆筑方式，嚴格控制澆筑速度和澆筑層厚度，保證澆筑的連續(xù)性。 對于插入式振動器的使用，需要將振動棒前端插入前一層混凝土中，控制插入深度，遵循快插慢拔的基本原則，保證混凝土振搗密實。 加強混凝土養(yǎng)護過程質量控制，采取有效措施，控制里表溫差和降溫速率，在達到一定強度前不能受到干擾。 預應力張拉也是預制箱梁施工需要重點控制的環(huán)節(jié)，為了避免梁體出現(xiàn)早期裂縫， 需要在混凝土強度和彈性模量達到100%且齡期不少于7 d 的情況下及時進行張拉施工，如果存在較大缺陷，需要預先處理后才能施加預應力，通過智能控制系統(tǒng)，按照0、0.15σ（σ 為張拉控制應力）、0.3σ、σ、補油至σ、回油到0 的程序執(zhí)行，持荷5 min、錨固，卸頂，量油缸外露量及工具夾片外露量，在工作夾片外端面鋼絞線上做標記，以便觀察有無滑絲現(xiàn)象，張拉持荷過程中如油壓下降，須緩慢補油至規(guī)定油壓，以保證張拉噸位。

3 結語

綜上所述，預制箱梁施工在高速公路工程中比較常見，對施工技術和組織管理要求比較高， 必須根據(jù)設計方案和規(guī)范要求，明確施工的重難點問題，掌握主要影響因素，加強模板工程、鋼筋工程、混凝土工程、預應力工程、梁體架設工程等主要工藝流程技術應用控制，提高細節(jié)處理效果，減少質量和安全隱患，保證施工計劃能夠順利實施。