内蒙哈什拉川特大桥箱梁预制要点

内蒙哈什拉川特大桥箱梁预制要点

童卫

中交第二航务工程局五分公司湖北武汉430012

摘要：本文以内蒙古哈什拉川特大桥箱梁施工为例，从施工过程的常见的钢筋加工和砼外观质量问题入手，提出控制措施及并对效果进行分析，得出北方地区预制一般30m跨箱梁预制的要点，对今后相邻区域内相同条件下箱梁预制施工提供参考。

关键词：内蒙地区箱梁预制要点

在以内蒙古为例的北方地区，常年气候干燥，多风，昼夜温差大，对桥梁施工质量有一定的影响。首先，恶劣的工作环境非常考验操作工人的耐心和操守，钢筋加工及安装等完全由人工完成的工作，质量难以得到很好的控制，尤其是大风气候的电焊作业；其次，砼在干燥多风情况下，不仅拌合过程中失水，和易性损失大，入模后砼表面散水快，形成“鸡蛋壳”，不利于大面分层施工，如果振捣不及时容易形成蜂窝麻面和冷缝。这种现象大多出现在大体积的砼构件上，特别是预制梁体，在南方温暖潮湿的环境中采用的分层浇筑法，情况尤其明显。同时，昼夜温差对砼的强度增长影响较大，决定梁体张拉和移梁时间。需要及时采取措施应对这些因素变化，才能有效保证预制箱梁施工质量。

1工程概况

哈什拉川特大桥项目为一座公路特大桥，全长1.5km，上部构造为50*30m先简支后连续箱梁，下部构造为桩基础加柱式桥墩。桥梁位于鄂尔多斯市达拉特旗库布齐沙漠，地处于鄂尔多斯高原北部、黄河南岸，海拔高度在1007～1370.70m。本地区属于典型的半干旱大陆性季风气候，其特点是四季分明，日照丰富，辐射强烈，少雨干旱，蒸发量大，降雨量少而集中，风大沙多，无霜期较短，年月日温差大。年平均最低-5.30C，历年最高气温40.20C，极端最低气温-35.70C。年降水量在400mm以下，年蒸发量一般在2046.7～3095.5mm之间。多数地区风速在3～4.3m/s，春季风速最大，风速达17m/s，日数在40～60天。霜冻日数在50～95天左右，季节性冻土深度在118～180之间。全桥箱梁400片，每年实际施工时间从4月20日至10月20日，7个月时间，因此箱梁预制是影响工期的关键工序。

2质量控制要点

2.1、钢筋

2.1.1.钢筋加工

根据目前全国交通行业标准化实施的要求，利用成熟机械工艺控制质量，可以有效地减少人为工艺缺陷。

钢筋加工采用智能机械加工设备，月产量60片箱梁预制梁场仅需要配备一台，该设备每天加工钢筋半成品近20吨，仅需配备2个工人。智能钢筋设备极大的提高劳动效率的同时也可以有效保证加工精度。

2.1.2钢筋安装

一般主筋采用焊接或者机械连接。焊接一般要求焊接长度满足单面焊10d（d为钢筋直径）双面焊接5d，焊缝饱满，贯穿焊缝，表面去渣。

因市面上较多作业队为了节约成本，会违规使用502型以下焊条，加上焊接长度和剂量不足，抗拉强度大打折扣，采用套筒连接可以有效避免因人工焊接工艺造成钢筋接头强度缺陷。但套筒连接并非完美，目前市面上加工的金属套筒多为2d、20个丝口、丝口深度2mm，钢筋与套筒有效的连接必须保证钢筋加工足够的丝口数和拧进足够的丝口数。

套筒连接要求钢筋接头端打磨平整确保套筒内两段钢筋端头贴合紧密，加工出10个以上有效丝口数，丝口深度不小于2mm，丝口加工后光滑不留钢渣，钢筋丝口段拧进套筒的深度不小于10个丝口。

箍筋与主筋之间一般采用绑扎或点焊，点焊对电焊工的手艺要求较高，目前行业较多采用绑扎工艺，绑扎要求双丝缠绕接头拧成结头，多余扎丝弯向骨架内部。

为确保钢筋骨架安装精度和安装速度，通过制作底板、腹板胎膜、顶板胎膜等措施，在钢筋棚内上连接、绑扎。这样操作便利，也避免现场堆放多余半成品。

2.2、波纹管

波纹管在梁体中有固定空间相对位置，比起传统方法在底座侧面标注方式，配备坐标模架法（将各波纹管不同的点的横向及竖向位置分颜色标注在三脚架的不同点上），可以有效提高安装效率。

波纹管定位架示意图

2.3、砼浇筑

2.3.1砼拌合

为保证浇筑效率，需配备75型以上拌合站集中拌制。拌制砼前必须对称量系统进行检测评定，各组分配比对砼质量产生决定的影响。设计砼强度为C50，配合比为：水泥486kg，水165kg，砂841，石头948kg，外加剂3.8-5.4kg，拌合时间为120-160s。原材料根据设计要求：骨料采用5-19mm碎石，砂为河沙，含部分卵石，碱骨料含泥量在规范范围内。

水泥：采用锰系po52.2水泥，强度成长快。水：ph值在范围内6.4-8.4。外加剂：聚羧酸减水剂。模板：采用组合式钢模，分固定台座底模，侧模，内箱模；模板采用6mm以上钢板制作，台座每隔两米制作2cm左右拉杆孔，采用直径18mm以上高强拉杆。侧模每隔2m配备150Hz高频附着式振捣器。内箱必须设置压脚模，每隔1m设置振捣孔用于振捣。

2.3.2砼浇筑

梁体砼采用整体一次成型浇筑。砼坍落度控制在18-20cm，采用载重5t以上门机提送不小于1m3料斗灌注至箱梁内，不分层，一次性从一端浇筑至另外一端。在砼浇筑过程中，钢筋绑扎到模板安装时间不宜超过12小时，否则模板上脱模剂蒸发散失或沾灰失去脱模效果。另外整体浇筑时要求砼坍落度宜控制在20cm以内，浇筑速度控制在每方在5分钟以内，避免斜向摊铺长度较大而未能及时振捣造成冷缝。

2.3.3浇筑工艺对比

（1）分层浇筑法浇筑

先浇筑底板，完成后需等待最先浇筑一端底板砼失去流动性后，才能浇筑腹板，最后才是底板，分三层浇筑。采用这种工艺，内箱不设置底模，要求砼坍落度不宜大于18cm。否则腹板浇筑时，底板砼容易从内箱底部翻出，导致箱体难以成型。

浇筑时间：整个过程，底板浇筑约1个小时，等待20-30分钟，腹板浇筑约2个小时，最后浇筑顶板需要1个小时，最快浇筑时间为4个半小时。

耗费人工：放料1个人；底板浇筑2个人，1个负责振捣，1个负责收面；腹板浇筑3个人，1个手持30型振捣棒，1个手持50型振捣棒，1个开附着式振捣。

优点：底板镂空，插入式振捣器容易振捣。

缺点：不同部位砼坍落度不同，对砼施工质量要求高，腹板上附着式振捣器难以发挥作用，浇筑时间长。

成品效果：分层缝明显，不同层的砼色差较大，腹板砼松散，整体外观较差，甚至出现麻面，顶板下先后入模砼难以结合，形成补丁。

分析：

a、因砼拌合质量的影响，砼的缓凝时间需要及时调整，且外加剂与po52.5水泥的匹配性较差，导致砼施工性能难以控制稳定。

b、分层浇筑时，受到北方干燥大风气候的影响，下层砼表面硬化较快，形成坚硬外壳，难以与上层砼结合。

c、底板镂空，腹板浇筑导致底板的翻浆，附着式振捣器功能的极大的受限制，使得腹板振捣不密实。

d、箱梁腹板钢筋较紧密，波纹管阻隔，仅30型振捣棒可以完全插入，但振捣力较弱，难以达到附着式效果。

e、外加剂发挥作用后产生的泡沫与po52.5水泥中的煤渣结合，浮出砼，造成色泽较深的疏松孔麻面。

（2）一次性整体浇筑。

从箱梁一端底板开始，一直斜向推进，至另一端顶板浇筑完成。砼整体保持坍落度在18-22cm，浇筑过程无须等待，边振捣边下料。底板仍采用50型插入式振捣棒振捣，腹板采用高频振捣器振捣，由于内箱底板设置压脚模板，仅预留10cm*10cm的振捣孔，这种情况下，内箱所受浮力较大，为顶板上浮，每隔5m设置压杆梁抵住内箱，压杆梁通过外侧拉杆与外侧模相扣，起到模板整体与台座固定。因此，振捣过程中，高频振捣器都可以充分发挥作用。

浇筑时间：整个过程耗费时间为3个小时。

耗费人工：放料1人，底板振捣工1人，附着式振捣工2人。

优点：浇筑过程一次到位，砼流动性无须按部位调整，工艺简单易掌控。

缺点：底板振捣不方便

成品效果：外观平整，无接缝，色泽一致，整体性好。

分析：整体浇筑，故无接缝，混凝土保持流动性的情况下振捣更容易密实，底板预留孔较小，不易翻浆，附着式振捣器振捣时间容易控制，外加剂中的泡沫及煤渣振捣至顶板上，不会在腹板上形成褐色麻面。

箱梁侧模整体浇筑后外观平整色泽一致

2.4拆模养护

拆模根据砼强度增长情况进行，如果过早脱模会造成箱梁缺棱少角，局部破损，太晚脱模不利于砼养护。当砼表面强度为10Mpa脱模较为适宜，一般在8-24小时以内。温度25℃或较高时，脱模时间宜控制在浇筑8-10个小时后；温度10℃或更低时，脱模时间控制在浇筑18-24小时后。

箱梁养护根据气温大小，采取蒸汽养护和洒水养护两种方法，根据同条件试块强度增长情况，养护时间为3-7天。当温度低于5℃时，采取蒸汽养护；温度较高时，采取洒水养护。蒸汽养护采用锅炉烧水，篷布覆盖，使得棚内温度保持在20℃；撒水养护时，箱梁侧模采用薄膜覆盖，有效抗风，顶面土工布覆盖，有效抗晒。

3分析

本项目上，对于箱梁预制过程中可能遭受气候影响的工序，有针对性的改进施工工艺，降低天气对施工质量的影响。

(1)钢筋的智能加工，半成品批量生产，钢筋骨架的整体装配，在提高产品质量的同时生产效率也得到显著提升，减少了工人户外作业的时间。钢筋焊接工艺的减少，有效改善大风恶劣天气下钢筋连接质量。

(2)钢筋及波纹管采用模具，可以极大的减少反复测量定位，提高了施工便利性。

(3)砼浇筑改用一次性整体浇筑使得箱梁整体外观均匀平整，色泽一致。

(4)分时养护使箱梁砼得到最快的强度增长，3-5天可达到42.5Mpa（设计强度85%）以上。

4结语

本文通过介绍哈什拉川特大桥箱梁预制的施工方法，分析各道工序在面对内蒙恶劣天气情况下存在的问题，分别提出了改进的措施。这些措施适用于北方规模较大，产品相对单一的项目。采用智能钢筋加工，钢筋骨架的棚内绑扎和整体装配，有利于运输和安装，且大大提高了生产效率；有利于北方工期紧张的施工节奏。箱梁采取整体浇筑工艺，更容易保证外观质量。蒸汽和薄膜分时养护效果显著。这些措施有效避免了北方大风干燥气候对箱梁浇筑造成的不良影响，强度质量得到了有效的保证。

参考文献：

[1]王晓光.浅谈预应力混凝土小箱梁预制施工方案[J].北方交通.2009年11期

[2]林型瑶.预应力简支箱梁预制施工方法的探讨[J].科技创新导报.2011年03期