莒县沭河大桥引桥箱梁预制施工方案

莒县沭河大桥引桥箱梁预制施工方案

朱学亮

山东省莒县交通运输局（山东莒县 276500）

摘要：莒县振兴路沭河河大桥引桥共有箱梁176片，采用现场集中预制的施工方案。本文从施工组织与计划、施工准备、材料供应保证计划、预制预应力箱梁施工工艺、混凝土夏季施工、环境保护六个方面，详细叙述了预制箱梁施工的全过程，旨在为相似工程施工提供参考。

关键词：引桥；预制箱梁；施工方案

莒县振兴路沭河河大桥位于莒县振兴路东段，是莒县城区跨沭河东西部重要连接枢纽，是加快东部新区开发建设、振兴莒县经济，打造“一强三名”，建设和谐幸福美丽新莒县战略目标的重要保证。桥梁起讫点桩号为K0+675.9-K1+514.1，全长838.20米，宽27米。主桥跨沭河主河道，上部结构为（45+80+45）m三跨预应力混凝土变截面单箱单室连续箱梁，下部结构为实体式墩，钻孔灌注桩基础。引桥上部结构为2×(4×30+4×30+3×30)m装配式预应力混凝土连续箱梁，下部为柱式墩，肋板式桥台，钻孔灌注桩基础。主桥箱梁采用挂篮悬臂现浇施工工艺，引桥采用多箱单独预制，先简支安装，后现浇连续接头，最后实现由简支到连续，完成体系转换的施工工艺。预制箱梁共计176片，主要工程数量为C50混凝土5971.9m3, 钢筋1153.7吨,钢绞线272.3吨。

一、施工组织与计划

为了对本项工程施工质量和施工安全的控制、监督和检验指导，设立管理人员5人，分别为施工现场负责人、技术负责人、质检工程师、试验室主任、测量工程师、安全管理员各一人，组成现场施工质量管理小组。施工人员50人，分别为钢筋加工安装组10人、内模加工组10人、模板安装组10人、混凝土浇筑组6人、养护组2人、预应力张拉6人、孔道压浆组6人。计划工期为164天。

二、施工准备

1.技术准备

该工程管理人员、技术人员、操作工人配备齐全。

2.材料准备

项目部试验室已完成该工程预制箱梁施工所需要的原材料及混凝土配合比的试验。

3.机械准备

机械设备数量充足状况良好并已经进场，拌和站的搅拌和称量设备经过技术监督部门的检定和监理处的试拌和计量，满足设计规范要求；张拉设备、钢绞线经过有资质的部门进行检定，满足施工需要。

4.施工现场情况及水电供应

根据工期要求和现场实际情况，在K0+700右侧征地约26亩作为箱梁预制场，用作预制箱梁、存梁、钢筋及钢绞线加工等施工作业场地及预制箱梁施工队人员生活区。存梁区设在靠近路基处，按存梁32片规划布置,长60m。预制梁区紧接存梁区布置，作硬化处理，长80m，宽35m，设置箱梁底模16个。箱梁底模用C15混凝土浇筑，长30m，宽0.9m，厚25 cm，间距5m，用4cm×4cm角钢包边，上铺5mm厚钢板作底模板，具体布置见“预制场平面图”。为防止箱梁张拉后上拱度过大，并按图纸要求，箱梁预制时设预拱度，方向向下。预拱度采用二次抛物线形式，以箱梁底两端点连线为x轴，以跨径中心竖向为y轴，则预拱度抛物线方程为：y＝0.017（1－x2/15）。式中：y—预拱度值，单位为m，向下为正。x—横坐标值，单位为m。目前，预制场场地已整平，按施工要求硬化完成。钢筋存放处已搭起防雨棚，四周挖有排水沟，并与自然沟渠相通，可将雨水排出场地以外。施工用水釆用打井取水，用电从民用电网中搭接，现场备用发电机。动力电缆及照明电路已布设完毕，符合有关标准规定。各项准备工作就绪，具备开工条件。

三、材料供应保证计划

我们根据进度计划的工期安排，超前做出材料供应计划，做好了周密的进场计划和周期性储备计划与落实。认真做好本工程的物资供应与保障工作，确保工程施工不受影响和按序进行。制定材料供应计划，确定工程所需的材料及地产材料的供货地点、数量以及运输方式，保证工程按期开工。供料过程中及时向供料厂家索取产品质量合格证，对于所采购的材料，均建立完善的检测试验手段，主材、地材首先自检合格，并经监理工程师审批同意后，方可用于本工程。同时要加强材料的不定期动态抽查，确保合格的材料用于本工程。

四、预制预应力箱梁施工工艺

1.钢筋制作与安装

钢材选用莱钢、济钢生产的钢筋，在厂家直接订货采购，每批钢材都附有质保书及出厂检验单。对已进场的钢筋抽样试验，拉力、冷弯及可焊性等均符合规范要求。（1）钢筋加工基本要求。钢筋加工在加工场内进行，钢筋加工场地必须作硬化处理，并要求表面平整、坚固。钢筋应平直，无局部弯折，钢筋表面应洁净，使用前应将表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净。（2）钢筋焊接。焊接由持上岗证并有实践经验的电焊工来完成，焊接按规范及图纸要求进行。凡施焊的各种钢筋均应有材质证明书或试验报告单，焊条、焊剂应有合格证，各种焊接材料的性能应符合现行《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18）的规定。主筋接头采用搭接电弧焊，采用双面焊缝，焊缝长度不小于5d（d为钢筋直径），且两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致。搭接端部的弯折需用机械按预定位置和要求操作，不得采用手工随意弯折。钢筋接头错开布置，在搭接长度区段（35d）内，同一根钢筋不得有两个接头，且其接头的截面面积占总截面面积的百分率不得超过50%。钢筋施焊前，必须根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊。焊接时，对施焊场地应有适当的防风、雨、雪、严寒设施。钢筋焊接完成后，焊渣必须清除干净。钢筋的焊接接头必须由项目部试验室分批进行取样试验，并得到监理认可，其质量及验收标准见《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18)。（3）钢筋的安装。安装钢筋前先在底模涂涮脱模剂。钢筋按图纸所示的位置安装，钢筋定位应准确无误。钢筋的交叉点用铁丝绑扎，周边用塑料垫块定位，保证保护层的厚度。确保预埋筋位置准确，安装完毕后经项目部质检科检验合格并得到监理工程师认可后，方可进行下道工序。预制箱梁钢筋位置允许偏差应符合规范规定。

2.安装波纹管

该项工程波纹管采用塑料波纹管，波纹管按照图纸坐标用定位钢筋进行定位，定位筋间距曲线部分间隔为50cm、直线段间隔为100cm，顶板负弯矩钢束的定位钢筋间隔为100cm。定位钢筋焊接在箱梁钢筋上，将波纹管牢牢固定，焊接时注意不要灼伤波纹管。波纹管在设计位置上，梁长方向偏差不大于3cm，梁高方向偏差不大于1cm。波纹管节头用套管连接，套管长度为40cm，波纹管接缝处缠绕塑料胶带密封，以防漏浆。为防止浇筑混凝土时波纹管出现漏浆现象，安装完波纹管后，进行通水试验，确定波纹管不漏水。

3.钢绞线制作安装

该工程采用高强度低松弛预应力Φ15.20mm钢绞线,钢绞线面积A＝139mm2，在进场及使用前，必须经过检查试验符合质量要求后方可使用。存放时，须存放在通风良好且不漏雨的临时工棚或房屋内。钢绞线下料时使用放线架，以保证安全。钢绞线下料用砂轮机切断，不得使用电焊割断，下料及使用时保持其干净及不受损坏。钢绞线下料后进行编束，同根钢绞线两端编以相同编号，以便张拉时对应。 钢绞线束应梳理顺直，不得有缠绞、扭麻花现象，中间用扎丝捆绑，编束后编号存放。安装波纹管后用人工穿束安装钢绞线，钢绞线头裹以胶带，以减少摩阻。在穿束后的波纹管两端套上锚垫板，并在接触处用胶带裹严，然后安装端模板，用螺栓将锚垫板固定在指定位置上，两端露出钢绞线套上塑料管，以防雨水或灰浆浸蚀。穿束后的波纹管安装完毕后，在砼浇筑前，应再进行一次细致地逐个检查，达到既不漏浆，位置又牢固正确，最后按编号记录。

4.模板安装

预制箱梁侧模，釆用钢模板。模板之间应平整，接缝严密，不漏浆，保证箱梁外露面美观，线条流畅。支模前，模板应涂涮脱模剂，外露面混凝土模板的脱模剂应采用同一品种，不得使用废机油，且不得污染钢筋。绑扎底板、腹板钢筋及波纹管安装完成后，安装侧模。侧模板采用支架支撑加固，支架与模板焊为一体，使模板具有足够的刚度和强度。模板上下每隔1m分别设对拉螺栓固定。内模也采用钢模板，先在场地组装好，等绑扎完底板钢筋后分节吊装就位，安设牢固。

5.混凝土浇筑

砼浇筑前，严格检查模板的尺寸拼接以及钢筋之数量尺寸和布置，波纹管的布置及弯起，锚垫板的定位等情况，且要保证模板内清洁。砼拌和采用自动计量拌合站，以确保计量准确，保障砼质量,采用混凝土运输车运输。浇筑时对砼进行现场和易性检验，不符合规范要求的不能使用。混凝土按底板→腹板→顶板顺序进行，先浇筑底板砼，在安装完内模后再浇筑腹板和顶板砼。浇筑时按30cm左右一层分层进行，在下层砼初凝或能重塑前浇筑完成上层砼。砼的振捣采用插入式振动棒振捣的方法，振动器移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍，并与侧模应保持50-100mm的距离，且插入下层砼 50-lOOmm。振捣应使砼密实为止，密实的标志是砼停止下沉，不再冒出气泡，表面呈现平坦、泛浆。每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒，即按“快插慢拔”的方法。振捣时应避免振动棒碰撞模板、钢筋、波纹管及其他预埋件。锚垫板处由于钢筋比较密集，应用Φ2.5cm的振捣棒振捣。对砼裸露表面应及时进行修整、抹平，待定浆后再用粗糙的木抹板抹第二遍，在梁板顶垂直于跨径方向划槽，槽深0.5-1.0厘米，横贯板顶，每延米桥长不少于10-15道，并严防板顶滞留油腻。混凝土釆用覆盖保湿棉洒水养生的方式养护。

6.钢绞线张拉

（1）张拉前的检查准备工作。首先对随梁养护的砼试块经实验室做压力试验，确定强度已经达到设强度的90%后，才能进行张拉作业，并对梁体几何尺寸、有无翘曲变形和裂缝等质量问题进行全面、细致地检查，若有异常情况不得张拉，需经处理由监理工程师认可后才能进行张拉。其次，对校准后的张拉设备进行细致地检查。张拉设备在使用前按要求在有试验验资质的单位检验标定。每台千斤顶（张拉吨位150t) 对应二块压力表同时校准，以确定张拉力与压力表读数之间的关系曲线。张拉设备有专人管理使用。检查中若发现压力表受到碰撞或其它有异议的地方应重新校准。千斤顶使用超过6个月或200次以上及使用过程中岀现异常现象时，应重新进行校准。

（2）张拉顺序及应力控制。根据设计文件的要求，对现预制箱梁钢绞线进行两端张拉，且对称分批进行，张拉顺序为Nl、N3、N2、N4。

a.安装千斤顶。将钢绞线穿入工作锚体各孔内，使锚体与锚垫板靠紧，然后各锥孔内用手推入夹片，夹片环槽中套上弹簧圈。安装顶压器，再安装千斤顶并与顶压器合住契口。在千斤顶后孔座内安装工具锚板，将夹片背面涂以石蜡，然后将夹片塞入工具锚板内，用一个直径略大于钢绞线直径的钢管套入钢绞线用手握住钢管冲紧工具锚各付夹片。

b.张拉。使顶压油缸处于回油状态，向张拉油缸供油，开始张拉。同时注意工具锚和固定端的工作锚，使夹片保持整齐，当油压升至l-2Mpa 时，如发现夹片有松动，应及时敲紧。张拉至初应力时，做好标记，作为测量伸长值的起点。

c.张拉力控制。钢绞线的张拉采用张拉力和伸长值的双向控制，钢绞线的张拉力由标定的关系曲线以油压表应力值控制，实际伸长值与理论伸长值的误差按规范要求应控制在6%以内，否则应查明原因采取措施后，方可继续进行张拉。釆用的钢绞线为低松弛钢绞线。其张拉顺序为：0→初应力(10%δcon)→(20%δcon)→(100%δcon)(持荷2min锚固)。在保持张拉油缸调压阀开度不变的情况下向顶压缸供油，直至需要的稳定压力持荷2min后，再打开顶压油口开关，将工作锚夹片顶紧。在保持继续向顶压油缸供油的情况下，使张拉油缸缓慢回油，完成油缸回油的动作。打开带顶压阀的回油缸，油泵停车。千斤顶借助其内部回程弹簧作用，顶压活塞自动回程，张拉锚固结束，填写好施工记录，并划好记号后观察有无回缩现象。

d.钢绞线实际伸长值与理论伸长值。预应力钢绞线的实际伸长值，应在初应力为10%时开始测量，加上初应力以下的推算伸长值并扣除砼构件在张拉过程中的弹性压缩值。

（3）张拉注意事项。

a.开始张拉后，技术员应及时记录，并将理论伸长值与实际伸长值比较，如果误差在6%以内，认为是合格，即可进行锚固，放松千斤顶，如发现伸长值异常，则暂时停止张拉并通知监理工程师，等查明原因并采取措施加以调整后方可继续张拉。

B．张拉过程中如果锚头处出现滑丝，断丝或锚具损坏，异常响声，立即停止操作，进行检査，分析原因，并做出详细记录，若滑丝断丝数超过每束钢绞线总数的1%时，则采取换钢束等描施。张拉完成后，及时对每束钢绞线做好标记，若发现滑丝，釆用YCL2Z千斤顶和卸荷座，将卸荷座支承在锚具上，用YCL2Z千斤顶张拉滑丝钢绞线，直至将滑丝夹片取出，换上新夹片，张拉到设计应力。

7、压浆

（1）准备工作。预应力筋张拉后，应及时压浆。为使孔道压浆流畅，并使水泥浆与孔壁结合良好，对管道用水进行冲洗。压浆所用的水泥浆在压浆前一个月经试验室配制出符合设计及规范要求的水泥浆。其水泥用PO42.5R级普通硅酸盐水泥，应性能稳定，不结团块。水用饮用水，膨胀剂采用对力筋和水泥无害的经监理批准的膨胀剂。压浆机为真空压浆机，不得使用压缩空气。锚具外露的钢绞线用于砂轮机割断，预留长度不应小于30mm，压浆泵、输浆管等在准备就绪的情况下，应拌制水泥浆，水泥浆应严格按照配合比拌制，且开始拌制至压入孔道的延续时间,视气温情况而定，一般以3O-45min范围内，且边使用边搅拌直至用完为止。

（2）压浆作业。压浆时，其顺序宜先下层后上层管道，并采取一次压浆法压浆，压浆的最大压力为0.5-0.7MPa。压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，直至另一端出浆口有不含泡沫的原浆排出为止，其稠度与压浆的浆液相同，然后关闭出浆口。关闭出浆口后应保持不小于压力0.5MPa的一个稳压期，该稳压期应不宜少于2min。压浆时作好压浆记录。

（3）注意事项。严格按配合比拌和水泥浆，经常检查水泥浆的流动度，以12s-18s 为宜。灌浆作业要一次完成，中间不能停顿，水泥浆从拌和到压入孔道的间隔时间不得超过40分钟，在此时间内，要不断搅拌水泥浆。当气温高于35℃时，压浆宜在夜间进行，或对水泥浆采取降温措施。压浆后将其锚具周围冲洗干净，对压浆后的孔道予以保护，在一天之内保证其不受震动。

8.封锚

封锚之前，应对梁端混凝土凿毛、冲刷干净，然后将预留钢筋校直，并按设计要求设置封锚钢筋网，支档封锚端模板浇注封锚砼。封锚混凝土的强度等级与梁体砼强度相同。封锚端模板应牢固稳定，使浇注封锚砼后的梁体长度不超出梁体的设计长度，砼浇筑应密实，外表平整光滑，与梁体相同，质量符合规范要求。

9.移梁存放

存梁区在箱梁支点处用混凝土浇筑存梁底座，在压浆强度达到设计要求后，方可移梁，吊入存梁区存放。为减少占地，按两层存梁。存梁时，用圆木支撑牢固，避免出现意外事故。存梁时间不超过2个月。

五、混凝土夏季施工

夏季是高温的季节，也是多雨的季节，为了保证预制箱梁施工的质量与进度，因此制定相应的施工措施。

1.高温季节的施工

（1）在高温下拌合和浇筑砼，水分蒸发快，引起坍落度损失，易降低砼的强度、抗渗和耐久性。由于夏季温度高，水泥水化反应加快，砼凝结较快，施工操作时间变短，容易因捣固不良造成蜂窝、麻面以及“冷缝”等质量问题。砼养生非常重要，如脱模后不能及时浇水养护，砼脱水将影响水化反应的正常进行，不仅降低强度，而且加大砼收缩，易出现干缩裂缝。为此，针对砼夏季施工特点和诸多不利因素，应采取必要的防护措施，以保证砼的浇筑质量。

（2）砼高温季节施工控制措施

炎热夏季浇筑砼，易加速水化反应，对混凝土拌制、运送、浇捣都有不利的一面。因而需要釆取有效控制措施，限制夏季砼出料温度不得大于30℃，规定砼内外温差不超过20℃，来保证砼的浇筑质量。在夏季高温条件下，砼的可操作性能有所降低，其中坍落度损失是比较明显的。降低浇筑中的坍落度损失是其控制的主要措施：①对现场砼配制、拌合过程、骨料计量增加检测力度，根据砂、石含水量及时调整施工配合比；②缩短浇筑时间，每片箱梁在2-3 小时浇筑完成。浇筑后立即用草垫护盖适时洒水养护，避免曝晒，建立专人养护。对箱梁预制养生控制方法：①先脱内模从内养护，而后再脱外模，既加快提高砼强度，又使砼构件从内冷却；②做到前7天坚持洒水保持湿润，经常连续养护；后14天内做到间断养生的三段养护法。使结构逐渐干燥，这样可以利用砼的徐变性能，对温度及干缩应力起到“卸荷”作用，避免裂缝的发生。

2.雨季施工安排

为保证预制箱梁工程质量及生产的正常进行，特制定雨季施工方案。

（1）雨季施工措施。及时查询施工期间的气象预报，提早做好安排，做到有备无患。下雨进行砼浇筑时，必须做好机械设备的防雨工作，避免机械故障的发生，影响正常施工。在箱梁顶面施工的振捣棒电机采用防雨布包裹，防止雨水淋入造成电机短路，烧毁电机。雨天施工时，正在进行施工的钢筋骨架用棚布、雨布加以覆盖，已绑扎完准备浇筑砼的采用雨棚加以覆盖，防止雨水锈蚀钢筋及雨水落入模板内。做好施工场地排水工作，确保沟槽正常排水。排水机具设备齐全，状态良好，同时计划好机械的停放和材料的堆放位置。在雨天施工时，增加砼性能检测次数。砼搅拌过程中应始终注意其性能变化，如与设计不符，立即采取有效措施调整。及时了解气象信息，调整砼浇筑时间。如预报有雨，做好防雨措施，浇筑前准备好雨棚、蒸养棚。浇注过程中下雨时视雨量大小：下小雨，继续浇筑，同时将蒸养棚吊至制梁台座顶覆盖好，只留出一段作为下料时使用；下中-暴雨，立即停止砼的浇筑，盖上雨棚，防止雨水流入模板内，若是浇筑完成后下雨，需立即盖上蒸养棚。除小雨外，下雨时禁止开盘，且必须征得监理同意和做好防雨措施的情况下方可开盘；雨后进行砼施工时，要加强砂、石含水量的测定，保证砼搅拌质量，排净模板内积水后才可开盘。

（2）雨季安全生产。雨季施工主要安全事故除了交通安全、机械安全之外，还应特别注意安全用电、防滑、高空作业。雨天施工时，电力线可靠接地，防止雷击造成危险。不用电部分的电源全部关掉，雨后检查没问题后开通。接电由电工负责进行，电工加强线路检查，确保线路安全，用电规范，消灭隐患。作业人员必须穿防滑鞋，上下梯子注意安全，防止滑倒摔伤。高空作业人员必须穿防滑鞋，系安全带，雨中作业更要注意安全。

六、环境保护

施工期间，严格按照当地政府及业主和监理的要求，履行环境保护的义务，在施工过程中采取下列措施：合理规划施工工序，尽量减少临时占地面积，缩短使用时间，及时恢复土地原有功能，对珍稀动、植物加以保护。对于能固定使用的机械如拌和机，应安置在距居民点150m以外的场地。对于建筑材料，砼搅拌厂（站）的投料器应有防尘措施，施工用的油库，应远离居民区，其距离不得小于300米。施工时的临时占地，应将原有地表层耕作的熟土推至一旁放置，待施工完毕后，将这些熟土推回，恢复表层，以利今后耕作。施工弃渣及弃物运到指定地点，不许向灌渠及自然河流倾倒，施工完毕后，河床应恢复原貌。施工期的生活污水和生活垃圾的处理应设置污水处理站和生活垃圾堆放站，定期处理。

参考文献：

[1]邵旭东.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2007.

[2]徐伟.桥梁施工[M].北京:人民交通出版社,2008.

[3]路桥集团第一公路工程局.公路桥涵施工技术规范（JTJ041—2000）[s].北京:人民交通出版社,2008.

【作者简介】朱学亮（1972-），男，汉族，大学本科学历，山东省莒县交通运输局工程师，主要研究方向：路桥施工。