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王穩莊鎮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、存梁區、鋼筋加工場、配電站、生活區、辦公區等。 生產區、生活區及辦公區分開設置，制梁區設置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，運輸到施工現場安裝。

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?？繑n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，如果發現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，必須滿足相關規范要求。

2.3 混凝土工程施工

嚴格按照規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，如果發現與設計情況不符，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督檢查工作，如果發現漏漿、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。 做好養護管理工作，按規定立即采取覆蓋養護措施， 并通過自動噴淋養護方式， 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， 采用數控智能張拉設備進行張拉施工，嚴格按照設計順序和規范要求實施，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，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。 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，通過連續式壓漿機快速、連續注漿，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，持續壓漿，使管道內壓力上升到一定數值范圍內，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范要求后， 采用龍門吊將預制梁體存放到相應區域，做好相關保護措施，防止出現傾翻、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場的運梁道路，根據施工進度計劃，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，復測相關定位數據， 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，將預制箱梁運輸到施工現場，方便架橋機起吊作業。 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，根據允許偏差標準，對主要技術參數進行測量，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，可以采用智能監測系統，通過傳感器設備采集模板變形數據，防止出現跑模、漏漿現象。 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節，為了避免梁體出現早期裂縫， 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，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象，張拉持荷過程中如油壓下降，須緩慢補油至規定油壓，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， 必須根據設計方案和規范要求，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。