高速公路小箱梁后張法預制施工技術

潘關生

（廣州公路工程集團有限公司，廣東 廣州 510075）

0 引言

后張法小箱梁結構因具有結構高度低、構件配筋簡單，能滿足高速公路大跨度要求、施工周期短、成本低等優勢[1]，而在高速公路建設項目中得以廣泛應用。小箱梁后張法施工技術難點在于張拉工藝控制，同時應力取值也會在極大程度上影響到最終高速公路箱梁的施工效果[2]。在張拉過程中，混凝土結構也會同時受到壓縮，張拉設備在進行張拉控制時應當將混凝土自身產生的彈性壓縮去除，并通過設置合理參數實現鋼筋應力控制，故施工難度與其他工藝相比更高。在具體施工中，這一工藝還可能對已完成施工的結構造成一定損傷或影響。為了提高后張法在高速公路小箱梁施工中的應用適應性，并提升施工整體質量，有必要開展高速公路小箱梁預制施工技術方面的研究。

1 工程概況

某高速公路建設項目涉及的小箱梁結構共包含356片，規格均為25m，中梁結構和邊梁結構各200片。小箱梁的外側梁結構和內側梁結構頂板預制寬度為2.25m，梁結構高度為1.32m，中梁頂板結構寬度為2.6m，梁結構高度為1.3m。在制備小箱梁結構時，采用強度等級為C50級的混凝土材料，共消耗1 152.3m3，鋼筋材料共消耗2 436.25t，鋼絞線材料共消耗523.52t。所選用的鋼筋材料抗拉強度為1 850MPa，鋼筋彈性模量為1.85×105MPa，波紋管的外直徑為52mm。鋼絞線材料選用規格為6?15.3mm，包含編號N1～N8，共8條鋼絞線，在張拉施工過程中，鋼絞線的張拉順序為從N1開始，到N8結束。該高速公路建設項目預制任務量較大，結合施工現場的實際情況，采用微創方式對小箱梁預制施工各工序進行優化，以確保預制小箱梁結構在后張法施工中的質量和整個高速公路建設項目的安全，促進施工生產效率的提升。

2 小箱梁后張法預制施工

2.1 高速公路小箱梁后張法預制施工流程

引入后張法，采用兩端同時張拉的方式進行小箱梁預制施工[3]。施工中以75%的比例進行應力控制，具體數值按式（1）計算：

式（1）中：σ為應力控制數值；χ為應力控制比例，在本文施工項目中，取χ=75%；P為鋼絞線材料的抗拉強度。

在施工中，還需要對單根鋼絞線的張拉力進行控制，可通過式（2）得出具體控制標準值：

式（2）中：T為單根鋼絞線材料張拉力；A為公稱截面面積。

在明確后張法施工中應注意的各個控制參數后，確定施工流程為：鋼筋骨架結構綁扎施工與微創處理?預應力波紋管安裝位置定位?模板結構安裝?混凝土材料澆筑?混凝土材料養護?預應力穿索?張拉壓漿處理?完成小箱梁改良預制施工。

2.2 鋼筋綁扎施工

在高速公路小箱梁后張法預制施工中，為了確保施工質量，重點針對小箱梁頂板和底腹板的鋼筋進行綁扎施工，并通過微創技術對綁扎臺車、定位等工藝進行改進[4]。施工中在頂板位置綁扎胎具的基礎上，增設鋼筋綁扎臺車，如圖1所示。

圖1 鋼筋綁扎臺車作業面施工

鋼筋綁扎臺車上包含為施工人員提供行走的裝置、電機設備、操作平臺等。在原有的頂板綁扎位置上，增設上述臺車裝置，并通過電機設備對走行裝置進行控制。結合具體施工要求，在綁扎作業區域需對臺車位置進行不斷調整[5]。在施工前，還應將門型鋼筋材料放置在臺車平臺上，施工人員以蹲坐方式進行綁扎施工。隨著鋼筋綁扎施工進度的推進，對臺車的前進距離進行調整。對于門型鋼筋結構，綁扎時要確保其高度與平臺最高點的高度相同。通過對鋼筋綁扎臺車設置，可提升鋼筋綁扎效率，避免施工人員意外踩踏鋼筋，進而影響綁扎質量。

鋼筋綁扎臺車上的作業面施工完成后，還需對小箱梁底腹板位置上的水平筋進行定位施工，如圖2所示。

圖2 小箱梁底腹板水平筋定位擋板

擋板結構包含：頂部滑道、底部滑道、擋板和擋板定位桿。在進行小箱梁底腹板水平筋施工時，將原有胎具作為支撐結構，對頂端的鋼板結構與小方鋼進行焊接，利用定位裝置上的滑道結構實現擋板位置的自由調節，以實現對水平鋼筋結構的可調節設置，從而確保底腹板鋼筋水平施工質量。

2.3 波紋管定位與模板安裝

在完成鋼筋綁扎施工后，對波紋管進行定位，將其設定在胎具插銷中，并在每隔1m的位置上增設一個定位架，如圖3所示。

圖3 波紋管定位架

在胎具結構上安裝一個定位插銷，并通過這一裝置對波紋管進行定位，解決人工定位精度不足的問題。在確定波紋管位置并完成安裝后，采用壓杠式的安裝工藝在小箱梁內部完成模板安裝。在預制小箱梁臺座底部每間隔2m設置1個拉孔結構，并在小箱梁底腹板鋼筋綁扎完成后，將內部模板結構以吊入的方式安裝，并利用?20規格的對拉螺桿對模板底部進行固定。在小箱梁內部以內拉式對模板進行固定。在完成上述操作后，為了避免小箱梁模板上出現拉毛效果差的問題，需要對表面進行檢測，待檢測合格后才方可開展后續工作，否則要重新進行模板安裝。

可采用定型鋼模板制備小箱梁內部模板。在完成腹板位置鋼筋結構綁扎施工后，進行定型鋼模板安裝，并將端梁橫隔板從預留的空洞中伸出。將頂端位置與外側泡沫板進行連接，形成封閉結構，以避免在后續混凝土注漿時出現漏漿問題。完成上述施工后，在臺座的底板結構和腹板結構上進行止漿施工。在臺座邊緣位置上設置一個規格為50mm×40mm的槽鋼結構，并將其固定。在槽鋼結構外側，還需要黏結一個規格為5mm×5mm的方形橡膠條，起到止漿作用。

2.4 混凝土澆筑及養護

在完成上述所有工序施工后，將制備好的混凝土材料澆筑到相應的模板上。制備的混凝土澆筑材料由攪拌站配合設置，在確保攪拌效果能滿足《商用混凝土施工與使用標準》中的相關規定后，才能夠將澆筑材料運輸到施工現場。為方便施工人員操作，可增設澆筑施工平臺。該平臺結構包含扶梯、滑輪及混凝土澆筑作業面。在澆筑過程中需對澆筑面進行清理，并將模板表面灑水潤濕。在確保模板表面潔凈且沒有明水的情況下，澆筑第一層混凝土，并將其澆筑厚度控制在15～25mm范圍內。待第一層混凝土完全固結后，澆筑第二層、第三層，以此類推，每層澆筑厚度都應當相同，且偏差不得超過-2～2mm范圍。

在完成混凝土澆筑后，要對其進行養護，即在預制施工現場埋設供水管道，并將其與噴淋裝置相連接，在間隔1m位置上設置1個地埋式噴頭對混凝土進行噴水養護。

3 施工效果分析

在完成上述施工后，為了驗證這一施工技術的應用可行性及優勢，對施工效果進行分析。對比各個結構施工后的結構尺寸與建設方案設計結構尺寸，判斷二者的差異是否在允許范圍內。本文高速公路建設項目各結構允許偏差及檢測方式如表1所示。

表1 建設項目各結構允許偏差及檢測方式記錄表

結合表1，在完成施工后對上述5個參數進行測量，并對結果求平均值，計算各結構平均偏差。在計算過程中由于偏差可以為正也可以為負，因此取各偏差絕對值作為最終平均偏差。將最終平均偏差與允許偏差進行比較，如表2所示。

表2 各結構偏差測量結果記錄

從表2數據可知，按照上述技術完成高速公路小箱梁建設項目施工后，各個結構的平均偏差和最大偏差均在允許范圍內，符合設計方案提出的要求。這表明新的施工技術在應用到對小箱梁后張法預制施工中能夠有效提高施工質量，確保各結構施工精度符合規范要求。

4 結語

在施工中選擇合理且有效的施工工藝能夠為高速公路小箱梁質量提供重要保障。本文以某高速公路建設項目為例，通過引入施工基礎，實現了對小箱梁后張預制施工工藝的改進，既提高了小箱梁施工質量和施工安全性，又提升了施工效率，可為類似工程提供借鑒。