高速公路工程預(yù)制箱梁施工技術(shù)探討

劉國(guó)東

（中鐵二十局集團(tuán)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(jié)構(gòu)以預(yù)制箱梁為主，項(xiàng)目施工范圍涵蓋預(yù)制梁的預(yù)制、運(yùn)輸、安裝，還包括橋面工程施工、伸縮縫安裝等，梁場(chǎng)選址定于天津市西青區(qū)王穩(wěn)莊鎮(zhèn)東臺(tái)子村獨(dú)流減河旁津石高速主線北側(cè)約100 m 處，占地總面積約55 336.1 m2，預(yù)制場(chǎng)內(nèi)設(shè)有制梁區(qū)、存梁區(qū)、鋼筋加工場(chǎng)、配電站、生活區(qū)、辦公區(qū)等。 生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)及辦公區(qū)分開(kāi)設(shè)置，制梁區(qū)設(shè)置2 條制梁生產(chǎn)線，設(shè)40 m、35 m 共用制梁臺(tái)座4 個(gè)，30 m 制梁臺(tái)座24 個(gè)，25 m 制梁臺(tái)座24 個(gè)，存梁區(qū)設(shè)存梁臺(tái)座150 個(gè)，最大可存梁352 片，在梁場(chǎng)生產(chǎn)預(yù)制箱梁后，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)安裝。

2 高速公路工程預(yù)制箱梁施工技術(shù)

2.1 模板工程施工

在預(yù)制箱梁生產(chǎn)前，需要對(duì)相關(guān)區(qū)域地基進(jìn)行壓實(shí)處理，使用水泥土換填一定厚度的原狀土， 通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)、 合理施工，保證基礎(chǔ)具有良好的承載能力，能滿足預(yù)制箱梁生產(chǎn)需求?；A(chǔ)處理完畢后，澆筑30 cm 厚底座混凝土，上面鋪設(shè)5 mm厚鋼板作為底模，并通過(guò)焊接方式與兩側(cè)預(yù)埋槽鋼可靠連接，形成完整的制梁底座。 預(yù)制箱梁模板采用拼裝式鋼模，分塊制造后在制梁臺(tái)座上拼裝而成，鋼模必須具有一定的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，能夠滿足運(yùn)輸、生產(chǎn)過(guò)程中的變形控制要求，模板制作需要委托專業(yè)廠家，嚴(yán)格控制模板加工質(zhì)量，保證各結(jié)構(gòu)部位尺寸準(zhǔn)確、焊接可靠。 在模板安裝時(shí)，使用龍門吊結(jié)合人工施工，保證安裝位置準(zhǔn)確、整體連接緊密，避免出現(xiàn)漏漿問(wèn)題。 在安裝側(cè)模時(shí)，需要準(zhǔn)確調(diào)整側(cè)模高度，控制主要技術(shù)參數(shù)誤差，為鋼筋準(zhǔn)確安裝奠定良好基礎(chǔ)，安裝完成后，及時(shí)清理模板表面，并涂刷脫模劑。 內(nèi)模安裝時(shí)，需要將模板分塊清理干凈，并涂刷脫模劑，通過(guò)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(shù)參數(shù)檢查調(diào)整工作。 端模安裝時(shí)，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?？繑n前，需要將波紋管逐根從錨墊板中穿出，端管兩側(cè)移動(dòng)要同步，避免差異過(guò)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(guò)預(yù)設(shè)控制點(diǎn)進(jìn)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(jìn)行調(diào)直、清潔處理，將表面雜物清理干凈，在材料切割時(shí)，一般使用鋼筋切斷機(jī)切割鋼筋，使用砂輪鋸切割預(yù)應(yīng)力鋼絞線，通過(guò)彎曲機(jī)彎制成型，在加工過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)存在鋼材質(zhì)量不合格問(wèn)題，要及時(shí)處理，避免劣質(zhì)產(chǎn)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(jìn)行底板和腹板鋼筋綁扎，然后整體吊裝并安裝內(nèi)模，最后完成頂板鋼筋綁扎。 在鋼筋綁扎過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力孔道位置以及相關(guān)預(yù)留預(yù)埋工作。 在綁扎胎具上綁扎底腹板鋼筋骨架，布設(shè)預(yù)留孔道，并將底腹板鋼筋骨架吊裝到制梁臺(tái)座，然后安裝內(nèi)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(zhì)量和速度，防止出現(xiàn)變形問(wèn)題。 模板和鋼筋之間需要設(shè)置保護(hù)層墊塊，嚴(yán)格控制墊塊尺寸和形狀，盡可能減小誤差，保證保護(hù)層具有足夠的厚度。 通過(guò)預(yù)埋波紋管的方式形成預(yù)應(yīng)力管道，當(dāng)波紋管需要接長(zhǎng)時(shí)，接頭采用波紋管專用接頭，管道的位置要準(zhǔn)確，曲線要圓順，按照設(shè)計(jì)圖紙要求，科學(xué)設(shè)置定位鋼筋，必須與梁體鋼筋牢固連接。 在波紋管安裝時(shí)，不能頻繁彎曲，防止出現(xiàn)管壁開(kāi)裂問(wèn)題，并采取相應(yīng)保護(hù)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(shí)抽出，波紋管安裝完成后，需要全面檢查安裝質(zhì)量，必須滿足相關(guān)規(guī)范要求。

2.3 混凝土工程施工

嚴(yán)格按照規(guī)范要求設(shè)計(jì)混凝土配合比， 并按照程序進(jìn)行混凝土拌制，控制攪拌時(shí)間、坍落度、和易性、擴(kuò)展性等主要技術(shù)參數(shù)，如果發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)情況不符，需要及時(shí)查明原因進(jìn)行調(diào)整。 預(yù)制梁體混凝土澆筑通過(guò)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(guò)30 cm，嚴(yán)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(kāi)。 底板混凝土澆筑從一端向另一端循序漸進(jìn)施工， 腹板混凝土澆筑采用同步對(duì)稱澆筑的方法，防止出現(xiàn)內(nèi)模偏移問(wèn)題。 混凝土澆筑需要與振搗工作緊密配合， 在預(yù)制箱梁底板和腹板主要采用插入式和側(cè)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(dòng)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(shí)度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該以表面不下沉、無(wú)氣泡溢出、表面開(kāi)始泛漿為準(zhǔn)，嚴(yán)格控制振動(dòng)時(shí)間和振動(dòng)手法， 保證各部分混凝土振搗均勻密實(shí)。 在混凝土澆筑過(guò)程中， 需要安排專人進(jìn)行監(jiān)督檢查工作，如果發(fā)現(xiàn)漏漿、移位、變形等問(wèn)題，需要及時(shí)采取措施，同時(shí)，要做好混凝土質(zhì)量檢查，隨機(jī)取樣制作試件，驗(yàn)證各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求。 做好養(yǎng)護(hù)管理工作，按規(guī)定立即采取覆蓋養(yǎng)護(hù)措施， 并通過(guò)自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)方式， 提高混凝土保溫、保濕效果[2]。

2.4 預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)制箱梁混凝土強(qiáng)度要達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上才能拆模，必須保證棱角完整，沒(méi)有損壞，如果外界條件不允許，也不能拆模，在混凝土強(qiáng)度和彈性模量達(dá)到100%后，方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力施工。 采用人工穿束的方式，將鋼絲束對(duì)號(hào)穿入孔道內(nèi)，兩端鋼絲束露出長(zhǎng)度要大體一致， 采用數(shù)控智能張拉設(shè)備進(jìn)行張拉施工，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)順序和規(guī)范要求實(shí)施，通過(guò)4 臺(tái)千斤頂左右對(duì)稱、兩端同步張拉，將張拉力、伸長(zhǎng)量指標(biāo)作為主要控制參數(shù)，以前者為主，后者為輔。 預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中，應(yīng)該保證兩端的伸長(zhǎng)量基本一致，嚴(yán)格控制智能張拉質(zhì)量，施加預(yù)應(yīng)力后，兩端張拉伸長(zhǎng)值之和不能超出限值，同時(shí)，斷絲、滑絲、回縮量也是主要質(zhì)量控制指標(biāo)，如果需要重復(fù)張拉施工，那么同一鋼絲束不能超過(guò)3 次， 當(dāng)錨具與鋼絲存在明顯刻痕時(shí)，需要及時(shí)更換，完善張拉作業(yè)記錄，各項(xiàng)檢查合格后，才能割絲，使用角磨機(jī)切割，并預(yù)留3～4 cm 的長(zhǎng)度。 在鋼絞線張拉完畢24 h 后，需要及時(shí)進(jìn)行孔道壓漿施工，壓漿前做好清潔處理工作，孔道內(nèi)不得存有雜物和積水，提前用水泥砂漿封錨，當(dāng)水泥砂漿達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度要求后，才能實(shí)施壓漿作業(yè)。 采用智能壓漿工藝，水泥漿要滿足技術(shù)要求，可以摻入一定量的壓漿劑，能夠達(dá)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(kāi)啟真空泵，管道真空度要維持在一定數(shù)值范圍內(nèi)， 當(dāng)壓漿管口流出的漿體濃度與壓漿泵中的濃度一致時(shí)，可連接管道壓漿口，通過(guò)連續(xù)式壓漿機(jī)快速、連續(xù)注漿，水泥漿液攪拌到注漿的時(shí)間不能超過(guò)40 min，當(dāng)液體通過(guò)透明管時(shí)，可以關(guān)閉真空泵排氣口閥門，持續(xù)壓漿，使管道內(nèi)壓力上升到一定數(shù)值范圍內(nèi)，并持壓后關(guān)閉壓漿閥，不得超過(guò)最大壓力。

2.5 梁體架設(shè)施工

箱梁預(yù)應(yīng)力孔道壓漿強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求后， 采用龍門吊將預(yù)制梁體存放到相應(yīng)區(qū)域，做好相關(guān)保護(hù)措施，防止出現(xiàn)傾翻、損壞等問(wèn)題。 由于存在大量預(yù)制梁體架設(shè)工程，為了保證施工順利進(jìn)行,需要做好運(yùn)輸保障工作。 提前修建預(yù)制梁場(chǎng)到施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)梁道路，根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃，科學(xué)安排預(yù)制梁體運(yùn)輸，成品出廠前要進(jìn)行復(fù)檢，保證產(chǎn)品質(zhì)量能夠滿足施工要求，做好相關(guān)準(zhǔn)備工作，檢查、拼裝架橋機(jī)，復(fù)測(cè)相關(guān)定位數(shù)據(jù)， 在墩臺(tái)上放出每片梁的縱向中心向， 定出箱梁底部邊緣點(diǎn)，通過(guò)運(yùn)梁平車，將預(yù)制箱梁運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，方便架橋機(jī)起吊作業(yè)。 在吊裝時(shí)，架橋機(jī)前端天車將箱梁前端牢固捆綁，捆綁時(shí)，合理選擇鋼絲繩尺寸，不能過(guò)長(zhǎng)也不能過(guò)短。 捆梁時(shí)，位置要合理，避免邊梁因偏重引起的歪斜，并做好護(hù)角保護(hù)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(yùn)梁車后端托架碰撞、接觸，然后，前端天車與運(yùn)梁車前端托架緊密配合，同步同向前進(jìn)，直到箱梁后端吊點(diǎn)達(dá)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(guò)前后天車的相互配合，同步同向行走，將箱梁吊裝到設(shè)計(jì)位置垂直上空，調(diào)整箱梁前后、左右位置準(zhǔn)確無(wú)誤后才能脫鉤就位，復(fù)查就位位置是否準(zhǔn)確，如果準(zhǔn)確無(wú)誤才能摘鉤，準(zhǔn)備下一片箱梁安裝。 每片箱梁架設(shè)完成后，需要及時(shí)與預(yù)留鋼筋可靠連接，保證整體的牢固性和穩(wěn)定性。

2.6 質(zhì)量控制措施

除了正常的施工工藝， 預(yù)制箱梁施工過(guò)程中還存在許多質(zhì)量通病，需要采取針對(duì)性的控制措施。 在混凝土工程施工過(guò)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(wèn)題，首先要保證模板施工質(zhì)量，在模板安裝完畢后，根據(jù)允許偏差標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，包括尺寸、平整度、坡度、預(yù)埋件位置等方面，為了避免混凝土澆筑過(guò)程產(chǎn)生的模板變形問(wèn)題，可以采用智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)傳感器設(shè)備采集模板變形數(shù)據(jù)，防止出現(xiàn)跑模、漏漿現(xiàn)象。 預(yù)制箱梁屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)， 需要嚴(yán)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(qiáng)度要求的情況下，盡可能減少水泥用量，同時(shí)不斷優(yōu)化混凝土澆筑方案，采用分層分段澆筑方式，嚴(yán)格控制澆筑速度和澆筑層厚度，保證澆筑的連續(xù)性。 對(duì)于插入式振動(dòng)器的使用，需要將振動(dòng)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(shí)。 加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程質(zhì)量控制，采取有效措施，控制里表溫差和降溫速率，在達(dá)到一定強(qiáng)度前不能受到干擾。 預(yù)應(yīng)力張拉也是預(yù)制箱梁施工需要重點(diǎn)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(qiáng)度和彈性模量達(dá)到100%且齡期不少于7 d 的情況下及時(shí)進(jìn)行張拉施工，如果存在較大缺陷，需要預(yù)先處理后才能施加預(yù)應(yīng)力，通過(guò)智能控制系統(tǒng)，按照0、0.15σ（σ 為張拉控制應(yīng)力）、0.3σ、σ、補(bǔ)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(biāo)記，以便觀察有無(wú)滑絲現(xiàn)象，張拉持荷過(guò)程中如油壓下降，須緩慢補(bǔ)油至規(guī)定油壓，以保證張拉噸位。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，預(yù)制箱梁施工在高速公路工程中比較常見(jiàn)，對(duì)施工技術(shù)和組織管理要求比較高， 必須根據(jù)設(shè)計(jì)方案和規(guī)范要求，明確施工的重難點(diǎn)問(wèn)題，掌握主要影響因素，加強(qiáng)模板工程、鋼筋工程、混凝土工程、預(yù)應(yīng)力工程、梁體架設(shè)工程等主要工藝流程技術(shù)應(yīng)用控制，提高細(xì)節(jié)處理效果，減少質(zhì)量和安全隱患，保證施工計(jì)劃能夠順利實(shí)施。