公路预制装配式混凝土箱梁涵施工技术

公路预制装配式混凝土箱梁涵施工技术

李学东

内蒙古天骄公路工程有限责任公司 内蒙古鄂尔多斯市， 017000

摘要：在公路施工中，混凝土箱梁涵施工技术为公路运行稳定奠定了重要的基础，该技术受到了越来越多认得重视。基于此，本文首先对预制装配式混凝土箱涵的优势进行分析，随后结合阐述了混凝土箱涵从预制到安装的施工全过程，最后探讨了预制箱涵施工中模板、钢筋、混凝土等相关施工工艺，希望能够对相关从业人士提供参考。

关键词：预制装配式；混凝土箱涵；混凝土浇筑

引言：高速公路涵洞、通道具有数量多、分布广的特点，其施工质量对高速公路建设影响很大，一般情况下，施工单位多采用现场浇筑箱涵的方法施工，但该方法工作点分散，施工人员水平参差不齐，工程质量难以控制，而预制装配式混凝土箱涵施工技术，可以提高工程质量，缩短工期，降低工程成本，减少占用土地和环境污染。

1.混凝土箱梁涵施工技术

近年来，随着国家大力推行预制装配式建筑及建筑工业化，桥涵结构的预制拼装技术得到了快速发展。装配式桥梁施工工艺以其施工便捷快速、质量稳定可靠、对交通及环境影响小等特点，其技术经济优势正日益受到工程师的认可。桥梁全装配式理念正在由上部结构扩展到下部结构、城市桥梁到公路、平原向山区方向快速发展。而对于高速公路建设，采用装配式技术还将最大程度降低现场作业带来的扬尘、污水等污染，有助于打造绿色环保型、环境友好型和创新驱动型的绿色公路。但受山区特殊地貌、地形条件限制，预制装配式结构的应用将面临诸多难题，特别是装配式涵洞结构（箱涵、拱涵等），我国类似预制装配技术的研究和应用总体上偏少，需对其施工关键技术进行深入研究。

图1 公路预制装配式混凝土箱涵施工工艺流程

2.公路预制装配式混凝土箱梁涵的优势

2.1周期短

在预制装配式混凝土箱涵施工技术中，箱涵预制与场地基础施工两者可同步进行，施工单位只需根据现场情况进行人员安排和组织，极大地缩短了涵洞施工周期，降低了综合施工成本^[1]。

2.2整体性好

（1）预制混凝土箱涵为全断面一次浇筑预制，其整体性好，构件可以批量生产，有利于标准化施工，且可以大幅提高箱涵施工质量和生产效率。（2）该施工技术可有效控制构件的钢筋间距、外形等，钢筋保护层的合格率及外形质量均优于同类现浇箱涵，只需采取合理的措施对安装过程进行质量控制，便可达到较高的质量标准。

2.3环保

（1）预制箱涵在预制厂内生产，机械自动化程度高，生产条件好，且大多数工厂都远离城市中心，产生的噪声和粉尘都有相应的治理措施，对周围环境没有影响。（2）安装施工中，可预先挖槽，从而大幅加快了施工速度，相比于现浇箱涵，不仅可以减少工程对自然环境的破坏，还能减少对社会环境的影响。

2.4安全

（1）预制箱涵主要是在预制厂内进行预成型生产，其施工机械化程度高，施工人员的人身安全保障程度高且生产条件好，能有效控制施工工艺，保证结构质量。（2）预制箱涵的接头均采用弹性承插口橡胶圈密封接缝，接缝可转动一定角度，以适应地基的不均匀沉降、地震和外界荷载的影响，因此，相比于现浇箱涵，预制箱涵在使用过程中，安全隐患较小。

3.公路预制装配式混凝土箱涵施工技术应用分析

3.1施工方案

（1）公路工程预制装配式混凝土箱涵施工共分两部分完成，即箱涵的预制和安装，在箱涵预制施工中先要进行模板安装与钢筋施工，随后浇筑混凝土并养护，箱涵预制完成后运输至施工场地并开始安装。（2）公路工程箱涵安装先要勘察清理地基并进行测量放样，然后将预制的混凝土箱涵进行拼接安装，最后张拉预应力，完成安装。

3.2箱涵预制

钢筋半成品采用数控设备加工成型，在胎模上焊接成型。钢筋保护层垫块采用圆形C40砂浆垫块直接穿入外侧钢筋设置，垫块互相错开、分散设置，构件侧面和顶板不少于6个/m²，构件拐角处适当加密。模板采用工厂加工定型的大面钢模板，表面进行特殊处理，满足光洁度要求；模板要平直、转角光滑，采用满焊打光磨平，拼缝采用软泡沫止水，防止漏浆和保证接缝平整度。箱涵侧板通过预留U形槽和锚螺并灌浆与顶板连接，因此，侧模和承插牛腿模板匹配定制，以保证精度。为降低混凝土浇筑难度，箱涵节段侧板采用卧式浇筑方式。构件采用喷淋养护，养护期结束后吊至存放区分类存放；每个构件喷涂标识，包括构件编码、结构名称、施工单位名称、填土高度、生产日期等。

表1 构件安装允许偏差

3.2.1模板安装

（1）公路工程采用钢模具，以保证箱涵的整体性，且在预制箱涵拐角设接缝处，确保每边无模板接缝，拉筋用精轧螺纹钢筋，不需要穿过构件进行对拉，以保证构件的外形美观。（2）公路工程安装模板时，应留出连接螺栓孔的位置，确保螺栓孔在凹槽上的位置准确并预留4个吊装孔，吊装孔内应预埋42mm钢管以用于安装和翻转阶段，吊装孔的位置应由精确计算确定

^[2]。

3.2.2钢筋施工

（1）公路工程使用的钢筋必须有质量保证及检验报告单，并按照设计要求加工钢筋的形状和尺寸，加工前应保证钢筋表面清洁无任何损伤，钢筋采用焊接方式施工，在钢筋受力最大的位置上不应存在焊接接头，且焊接接头与钢筋弯曲处的距离大于1m。（2）公路工程钢筋安装过程中，钢筋的规格、数量必须符合设计要求，钢筋保护层厚度应严格控制，确保层数、位置符合要求，且保护膜垫圈牢固、分布均匀、数量合适，钢筋运输和吊起时应避免钢筋弯曲，绑扎钢筋时，架体立筋应合理布置，以保证预制构件的刚度和稳定性。

3.2.3混凝土浇筑

（1）钢筋安装后，开始预制箱涵混凝土的浇筑，浇筑混凝土时，施工人员要保证连续浇筑，不可产生隔层，公路工程使用分层浇筑方式进行，施工中应保证浇筑的均匀，水平分层灌注时，间隔时间不宜过长，以免产生裂缝，浇筑后的混凝土应及时振捣，振捣采用插入式振动装置，振捣要快速进行，直至混凝土表面出现浮浆为止。（2）待混凝土初凝后及时覆盖土工布进行洒水养护，以保证混凝土表面处于潮湿状态，待混凝土强度达到设计强度的50%后方可进行拆模，混凝土强度达到设计强度后方可将预制箱涵运至施工现场，开始安装施工。

3.2.4预制箱涵出厂运输

（1）公路工程预制箱涵检验合格后，应按工程要求进行标识，然后将箱涵按要求存放，等待运至施工现场进行安装，箱涵堆放场地要牢固、平整、排水畅通，堆叠层数不得超过2层，对内部高度大于2m的箱涵，堆叠层数应为1层。（2）公路工程箱涵出厂时混凝土的强度不能低于设计强度等级，预制箱涵应有明确标识并带有产品合格证，检验部门签章等，此外，在装卸运输中应防止箱涵产生碰撞，运送时箱涵与车厢绑牢，底部宜支有垫木，以防窜滑^[3]。

3.3箱涵安装

3.3.1施工准备

公路工程预制箱涵安装前，应先做好场地地形地质勘探，如发现问题应给出解决方案，再对涵洞定位测量。根据勘察的基坑土质情况，控制边坡率，计算基坑开挖线，然后开挖基坑，确保基坑高度大于30cm，基坑开挖完毕后检查排水措施，从而确保基坑质量。

3.3.2节段安装

（1）公路工程预制箱涵的安装需采用两台汽车起重机，以便于90°翻转箱涵，将箱涵节90°翻转后，再用150t汽车起重机将箱涵节吊装到安装底座上，并按事先放置在混凝土垫层上的底座中线和轮廓线进行箱涵节安装。（2）初步安装就位后，需用汽车起重机进行微调，使两节箱涵管口按设计要求对齐，并将两节箱涵管口连接螺栓对位，对接完成后，安装LSB-M25螺栓并拧紧，用水泥砂浆充填连接处的螺栓孔，最后将橡胶止水带粘贴于涵洞外侧接缝上。（3）公路工程箱涵节点间的变形缝需要通过水泥砂浆进行填充，填充应严格按照设计要求进行，为有效地提高充填质量和效率，施工人员应先清理预留槽，确保槽内两侧清洁平整，为填充工作提供方便条件^[4]。

3.3.3预应力张拉

（1）公路工程预制箱涵安装完毕后，要先将钢绞线插入预制箱涵节的预留孔中，固定钢绞线的两端。预应力张拉前，要仔细检查防水带是否完好并安装张拉设备。根据设计要求进行预应力张拉工作，张拉后进行锚固。（2）张拉完成后，对预应力筋外露部分，应采用机械式切削，切削直径不得小于预应力筋直径的1.5倍，且不能小于30mm，同时钢绞线连接处的孔隙按要求注浆，使之达到饱和状态。注浆结束后，露筋保护层的厚度应不少于50mm。

4.结束语

装配式箱涵通过工厂化集中预制，可以较好地控制钢筋、模板安装质量和优化构件养护条件，实现施工标准化、精细化管理，从而大幅度提高涵洞的工程质量。在当前公路建设中，采用预制装配式箱涵，可以最大程度地降低现场作业带来的扬尘、污水等污染，有助于打造绿色环保型、环境友好型和创新驱动型的绿色公路。

5.参考文献

［1］陈家勇．预制装配桥墩的构造设计及抗震性能研究［D］．南京：东南大学，2014．

［2］李继利．预制墩柱拼装工艺及控制技术［J］．国防交通工程与技术，2019，0(A01):64－66．

［3］唐政．预制装配式桥梁在城市公路中的应用［J］．低温建筑技术，2019，41(3):56－59．

[4]刘洵.深圳供水工程混凝土箱涵裂缝成因分析及处理[J].人民长江，1999（10）：26-27.

作者简介：李学东（1967.08），男，汉，内蒙古，大学本科，高级工程师，研究方向：土木工程