淺析預制箱梁施工工藝

摘要：箱梁質量在橋梁施工中尤為重要。影響預制箱梁質量的主要因素有：施工工藝，原材料質量，施工人員的業務水平和素質等。本文結合尉許高速公路No.2標段的預制箱梁施工情況，對施工工藝進行淺顯的分析。
關鍵詞：箱梁 施工工藝 臺座 內模

1、工程概況

尉氏至許昌段高速公路No.2標段, 跨開封市尉氏縣南曹和蔡莊兩鎮。本標段有大橋1座，中橋2座，分離立交5座。共計先張預應力低高度箱梁（以下簡稱箱梁）320片，其中16米箱梁118片，20米箱梁202片。

作為橋梁主要承重構件的箱梁僅有少量米石混凝土相連，沒有濕接縫和橫隔板，其整體性較T梁差。所以，箱梁質量在橋梁施工中尤為重要。影響預制箱梁質量的主要因素有：施工工藝，原材料質量，施工人員的業務水平和素質等。本文只對施工工藝進行淺顯的分析。

由于設計追求較大的挖空率，箱梁各部分厚度很薄，底板厚度只有18cm，稍有不慎極易出現施工缺陷，因而研究改進箱梁預制施工工藝非常必要。

2、施工工藝

2、1模板

2、1、1側模

整體式模板即用高強度配筋混凝土按箱梁外形尺寸做成的槽式模板，多數以光滑混凝土面或水磨石作為模板面。這種模板不會漏漿，不易變形，不需支立和拆除，節省大量人工和工時，制作和使用成本低。但本標段箱梁尺寸多變（見箱梁尺寸表），整體式模板的改造次數多，改造期長，相對成本偏高。并且預制箱梁的外觀往往不太理想。

為保證箱梁的外觀質量，側模采用專業廠家制作的大型定型鋼模，分節制作，接縫嚴密，尺寸精確。

2、1、2底模

底模由10cm厚的C25砼底板及5cm厚的水磨石臺面組成，臺面側面焊接∠50mm角鋼保護，焊接點用砂輪磨光。順臺面縱向在角鋼下預留間隔為1m、直徑為3cm的對拉螺栓孔。

箱梁尺寸表

2、1、3內模

內模有鋼模和木模兩種方案，鋼模具有尺寸準確，周轉次數多等優點，但當時鋼材價格飛漲，導致模板價格達到6000～7000元/噸，成本偏高。

木模制作快，成本低，質量輕，拆裝方便，因此決定采用木模。分節制作，每節長1.5m。

2、2 張拉臺座

20m箱梁設計23根φj15.24鋼絞線，單根張拉力195.3KN，整體張拉力P＝195.3×23＝4491.9KN。重力式臺座一般適用于1000～2000KN的張拉力，就張拉力而言，槽式臺座較合適，但不利于大型鋼模的拆裝。故采用重力式和槽式組合臺座，即在重力式墩之間設傳力柱，并設橫向聯系。傳力柱一部分埋于地下，另一部分作為預制箱梁的底模的基礎。這個方案同時解決了地基較軟，箱梁自重大，松張起拱容易壓壞底模的問題，而且省去了底模基礎，節約了成本。

2、3鋼絞線和鋼筋

2、3、1鋼絞線

鋼絞線應做抗拉強度、延伸率、松弛率和彈性模量試驗。試驗結果符合設計要求，方可使用。

千斤頂、油泵和油表配套校驗，所用壓力表的精度不低于1.5級。使用6個月或200次以及在千斤頂使用過程中出現不正常現象時，應重新校驗。

根據施工經驗，考慮3％的預應力損失，即實際張拉力為設計張拉力的1.03倍。

臺座一端為單根張拉端，分兩級（每級20%）張拉總張拉力的40%，即所有鋼鉸線張拉到20%的張拉力后，再進行第二級張拉，不得一次張拉到40%。鋼絞線單根張拉時對稱截面中心線進行。

臺座的另一端為整體張拉端，剩余60%的總張拉力采用整體張拉。張拉前，調整千斤頂到截面中心線的距離相等，保證兩側千斤頂受力相同。張拉過程中，活動橫梁與固定橫梁始終保持平行。

應力、應變雙控制，以應力控制為主，應變輔助校核。伸長量誤差控制在±6%以內。

2、3、2鋼筋

鋼筋采用兩次成型法：在加工區分別制作梁體鋼筋、頂板和翼板鋼筋。鋼筋嚴格按圖紙尺寸下料、制作，采用梅花形點焊形成骨架。

加強對內模定位筋的綁扎。只要按設計圖紙規定的位置和數量雙根綁絲綁扎定位筋，一般不會出現內模上浮現象。

2、4砼

設計砼為C50，保證砼強度是保證箱梁內在質量的一個重要方面，因此要嚴格控制原材料質量。此處不作過多論述。

應嚴格按配合比施工，坍落度一般控制在７～９ｃｍ為宜，坍落度太大，強度不易保證，并且很難消除表面的氣泡、砂線等缺陷；因鋼筋密集，若坍落度太小很難保證振搗密實。

混凝土澆筑采用一次成型工藝，由一端向另一端推進。同斷面澆筑順序為底板、腹板、頂板，分段分層循環推進，每段約2～３ｍ長。

振搗采用4個插入式振動器，兩個在前，負責底板和下部腹板的振搗；兩個在后，負責上部腹板和頂板的振搗，振搗注意腹板上下部的銜接，頂板既要平振又要點振，點振間距控制在20～30 cm之間。

由于鋼筋密集無法插入振動棒，在吊點處采用附著式振動器。振搗至混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面平坦、泛漿時止。

在混凝土接近初凝時進行二次收漿并拉毛，防止出現裂縫。

2、5工藝流程

底板質量是箱梁施工重點的重點，為了保證底板的施工質量，我們分析研究了兩種工藝流程。

一種工藝流程為：梁體鋼筋制作→鋼絞線張拉→支立側模→澆注底板→安放內模→頂板、翼板鋼筋制作→澆注腹板、頂板→養生→拆模→放張→存梁。

這種流程易保證底板振搗密實，但要求施工人員多，工時長，配合緊密。若某一環節出現問題，將影響工程質量。特別是底板和腹板、翼板的澆注間隔長，易產生明顯的施工接縫。

另一種是一次成型工藝，其流程為：梁體鋼筋制作→鋼絞線張拉→支立側模→安放內模→頂板、翼板鋼筋制作→澆注底板、腹板、頂板→養生→拆模→放張→存梁。

這種工藝是在鋼筋、模板都完成后，從腹板處下灰澆注底板。由于底板厚度只有18cm，卻分布著兩層鋼絞線和體梁體鋼筋，對混凝土的流動有很大的阻滯作用。為防止木板吸水膨脹，內模都用塑料紙包裹。從兩側下灰，容易因排氣不暢而在底板形成空洞。即使沒有空洞，也很難保證振搗密實。

從一側下灰，流到另一側的大部分是灰漿，也很難保證底板質量。并且側壓力大，易導致內模和鋼筋偏位。

我們對這種工藝的改進主要在內模上，把內模里的木撐改為用螺絲相連的角鐵骨架，在內模底部留10～20cm寬的槽。澆注底板時，在開槽處用振動棒引流混凝土，振搗密實后整平混凝土，用木板封住槽口，繼續澆注腹板、頂板。

這樣既保證了內在質量和外觀質量又加快了施工進度。

3、結語

施工工藝對工程質量有直接而重大的影響，要提高箱梁的施工質量就必須有好的施工工藝，并使其不斷完善。

本文所述的組合臺座，既滿足了張拉力的要求，又滿足了大型鋼模治理支立的空間要求。

改進內模后的施工工藝，使箱梁混凝土一次澆筑成型，既保證了箱梁（特別是底板）的施工質量，又大大提高箱梁的施工效率，是提高箱梁質量的合理工藝。