预制箱梁专项施工方法的探索与应用

预制箱梁专项施工方法的探索与应用

齐丽萍

中国水电建设集团十五工程局有限公司

摘要：本文主要阐述了预应力混凝土简支箱梁的预制方法。该预制箱梁跨径长度40m，单片混凝土浇筑量为58.5m3，箱梁单片最大重量160t。箱梁预制混凝土浇筑强度等级为C50，预应钢束孔道注浆强度等级为C50。预制前先要准备好施工场地和机械设备，预制场安装两台80T龙门吊机，负责吊装模板、灌注砼及移梁运梁。

关键词：预应力混凝土；箱梁预制；施工方法

40m长度箱梁设计参数为：边梁顶部中心线外侧宽度为1.65m，内侧为1.2m，由内侧向外侧梁顶纵坡为2%；中梁顶部中心线两侧宽度各为1.2m，梁顶两侧坡度均为2%；梁体高度为2m，底宽度平直段为0.925m，两侧弧线段为0.075m；梁端底、腹板厚度25cm，平直段顶板、底板和腹板厚度均为18cm；顶板、底板净保护层厚度分别为40mm和30mm，腹板厚度均为20mm。

1.箱梁预制施工准备

1.1预制场地的地基处理、整平及硬化，为确保箱梁预制质量和梁体安全，开工前先将场内原地面清理干净，整平后采用20t自行式振动碾静压2遍，碾压8遍。在场区周围修筑排水沟。

1.2箱梁台座：台座台身和扩大基础采用C30混凝土，台座扩大基础尺寸为3.2×3.0×0.8m。台座顶面铺设厚度为6mm的钢板，底模以下12cm处按间距80cm预埋对拉孔管。台座顶面根据设计图纸要求设置预反拱度，从跨径中心开始至梁两端按二次抛物线或圆曲线布置。台座顶侧面设[50模钢的硬橡胶槽，安装外模板前槽内预放置橡胶止浆管，确保侧模与台座之间不漏浆。

2.主要施工方法

桥梁工程上部结构为后张法预应力箱梁。为保证施工质量、节约土地、合理安排机械设备，预制场内按不同部位用途，采用砼或泥结石硬化，同时修建钢筋砼箱梁预制台座。预制场安装两台80T龙门吊机，负责吊装模板、灌注砼及移梁运梁。

2.1模板：外模板采用定型钢组合模板，在模板外侧安装附着式振动器，以加强砼的振捣。内模板同样采用定型钢组合模板。待所有钢筋、波纹管、预埋件安装完成验收合格后，进行模板支设，并用对拉螺栓调整、加固。模板加固时挂线调整，确保模板顺直。

2.2钢筋及钢绞线：钢筋在加工场制作，台座上焊接绑扎前，先在台座上用石笔或墨线划出钢筋及波纹管定位骨架位置。然后绑扎底板筋及骨架筋，待波纹管固定就位后再绑扎其它钢筋。钢筋笼底部及侧面设置砼垫块，以确保钢筋的保护层厚度。钢绞线按照设计的长度下料，计算时考虑孔道长度、穿心式千斤顶和锚夹具长度。钢绞线切断采用切断机或砂轮锯。钢绞线切割时，先在距切口30～50mm处用铁丝绑扎。钢绞线编束时，每隔1～1.5m绑扎一道铁丝，丝扣向里，绑扎好的钢丝束编号挂牌堆放。

2.3波纹管：在骨架筋绑扎成型后，开始固定波纹管。波纹管按图纸所示坐标位置，用U型钢筋卡固定牢固，防止砼浇注时波纹管上浮。模板就位前，检查波纹管是否完好，以防水泥浆进入管内。波纹管与锚垫板、螺旋钢筋的衔接要处理好。

2.4拆内模：砼强度达到规范要求时，将内模拆除。拆除的内模应立即清理干净，以备重复使用。

2.5养生：按规范要求的时间拆模，拆模后及时覆盖洒水或涂养护剂养生。

2.6砼浇筑及养护：砼运输采用混凝土罐车运输，门式起重机配混凝土吊罐入模浇筑。砼采用水平分层、一次浇筑完成。浇筑砼腹板两侧要对称采用插入式、同时辅以附着式振动器振捣密实，并防止内模及波纹管移位。顶板面砼要平整，按要求拉毛或刷毛。砼浇筑完成后，立即用φ10钢筋检查波纹管有无堵塞现象，发现问题及时处理。并加强砼的养护，防止砼收缩而引起的裂缝或由于失水过快而引起收缩裂缝。对已成型的砼外露表面采用塑料薄膜覆盖。气温较高时，应注意对构件进行洒水养护。养护时间最少保持7天以上，或达到设计强度为止。

2.7钢绞线的制备及穿束：钢绞线采用GB/T5244-1995标准的高强度低松弛1860级直径Фj15.20mm钢绞线。钢绞线下料采用切断机或砂轮锯。为方便钢绞线在波纹管中穿束，整条钢绞线的端部采用夹片固定。穿束时先用压气清孔，然后用人工穿束。穿束结束后，要检查整个钢束能否在孔道内自由滑动。

2.8预应力筋的张拉：当箱梁砼强度达到设计强度85%时，可进行正弯矩钢束的张拉。张拉设备使用前必须进行校验，以确定张拉力与压力表读数之间的曲线关系。

预应力筋的张拉要在监理工程师在场时进行，张拉顺序按设计编号进行。

预应力张拉采用双控法施工，即以控制应力进行张拉，以伸长值校核，两端钢绞线的实际伸长值与理论伸长值对比，误差应在±6%以内，否则必须查明原因后再进行张拉。

预应力张拉程序按设计要求进行，对于夹片式具有自锚性能锚具低松驰钢绞线，其张拉程序为：0→初应力（0.1σcon）→σcon（持荷5min锚固）。

初张拉——按设计的箱梁预应力钢束编号和张拉顺序两侧对称张拉，张拉时同时对千斤顶主缸充油，使钢绞线略为拉紧，并调整锚圈及千斤定位置，使孔道、锚具和千斤顶三者之轴线相吻合。当初应力达到张拉力的10%～25%时作标记，并观查有无滑丝情况发生。

张拉——采用两端同时逐级加压的方法，两端千斤顶的升压速度应接近相等，当两端达到最大表压力时鸣号，并持续供油维持张拉力不变，持荷2分钟，然后两端回油，同时测量钢束的实际伸长量。

锚固——打开高压泵截止阀，张拉缸油压缓慢降到零，活塞回程，锚具夹片即自动跟进锚固，锚具外多余钢绞线可用砂轮切割机切割，不准用电、气焊切割。

2.9压浆、封锚

压浆——在钢束张拉后24小时内进行，水泥浆的水灰比控制在0.4～0.45，为减少水泥浆的收缩按配合比掺入膨胀剂。水泥浆配制前先将水泥过细筛，其流动度度控制在10～17s之间。压浆泵压浆应缓慢、均匀进行，最大压力控制在0.5～0.7Mpa。比较集中和邻近的孔道，应连续完成压浆，以免发生串浆现象，使邻孔的水泥浆凝固而堵塞孔道。压浆时自梁一端压入，在梁的另一端流出，直到流出的流动度达到规定值，关闭出浆口，以不小于0.5Mpa的稳压时间5分钟。为保证压浆饱满，如监理工程师要求和批准，也可进行二次压浆，第二次压浆应从梁的另一端进行，两次压浆的间隔时间以达到先压注的水泥浆既充分泌水又未初凝为度，一般为30～45min。

2.10封锚——封锚时要将端面砼凿毛，然后绑扎钢筋网片，模板固定牢固、保证其角度及垂直度正确，最后浇筑封锚砼。

3.预制箱梁的应用

桥梁工程中梁的一种，内部为空心状，上部两侧有翼缘，类似箱子，因而得名。分单箱、多箱等。

钢筋混凝土结构的箱梁分为预制箱梁和现浇箱梁。在独立场地预制的箱梁结合架桥机可在下部工程完成后进行架设，可加速工程进度、节约工期；现浇箱梁多用于大型连续桥梁。目前常见的以材料分，主要有两种，一是预应力钢筋砼箱梁，一是钢箱梁。其中，预应力钢筋砼箱梁为现场施工，除了有纵向预应力外，有些还设置横向预应力；钢箱梁一般是在工厂中加工好后再运至现场安装，有全钢结构，也有部份加钢筋砼铺装层。