浅谈混凝土梁的预制方法

2011-11-03吴彰伟

中国新技术新产品 2011年1期

吴彰伟余艳

（信阳金通建设工程有限公司，河南信阳 464100）

桥梁预制厂一般可生产钢筋混凝土梁、先张法或后张法工艺的预应力混凝土梁、混凝土桥梁的节段构件及其它预制构件。由于运输长度和质量的限制，通常在桥梁预制厂内以生产中、小跨径预制构件为主，跨径大于25m的后张法预应力混凝土梁以及大跨径混凝土桥的节段构件主要在桥位预制场内生产。

一、梁的整体预制

1、固定台位上预制

在预制厂或施工现场，可用固定式底座生产钢筋混凝土和预应力混凝土梁。预制构件在固定台位上完成各工序，直到构件完全可以移动后再进行下一个构件的制作。在正常的情况下，固定台位上预制一片30m跨径的后张法预应力T梁需要50h的工作时间。

固定台位需要一个强度高、不变形的底座，在构造上有整体式底座和底座垫块两类。整体式底座是在坚实的地基上铺设混凝土底板。预制时，在底板上设置垫木和底模板。底座垫块是在预制梁的长度范围内，每隔一定距离0.5～1.0m设置一组混凝土垫块(横向可2～3块)，在横向的底座垫块之间设置钢横梁，在其上铺设底模板。采用底座垫块的固定台位，可使底模下有足够的空间以便放置底模振捣器。为减小对垫块的振动，可在底板垫块与横梁之间放置1-2层橡胶垫板。同时可在横梁下方加焊限位块，或在底座垫块上预留限位缺口或预埋限位钢筋，以便控制横梁的位置，见图1示。

图1 -横梁与底座垫块的连接

先张法制造的预应力混凝土梁，也是一种在固定台位上生产的预制梁。在这种预制梁的制造过程中，台座是主要设备，用于承受张拉预应力钢筋的反力。张拉台座必须在受力后不倾覆、不移动、不变形。张拉台座类型：按构造形式分为框架式、槽式和墩式；按受力形式分为轴心压柱式、偏心压柱式和无压柱式；按使用分为可拆装配式和固定式；按材料分为钢筋混凝土式、钢筋混凝土和型钢组合式及钢管混凝土式等。固定生产的桥梁预制厂多采用长线压柱式台座，在一条生产线上可以同时预制若干个构件，提高生产效率。槽式和墩式张拉台座的形式和构造如图2所示。

图2 -张拉台座的形式与构造

a)墩式台座；b)槽式台座；c)台座构造示意

台座的长度和宽度根据施工现场的实际情况和生产板梁的数量决定，长度一般为50～120mm。台座主要由底板、承力架(支承梁)、横梁、定位板和固端装置几部分组成。台座的底板有整体式混凝土台面或装配式台面两种，作为预制构件的底模。先张台座的底板应平整，排水畅通，地基不产生不均匀沉降。承力架或支承梁要求承受全部张拉力，在制造时，要保证承力架变形小、经济、安全、便于操作等。压柱式台座的支承梁是细长的压杆，要求有足够的压曲稳定性和抗压强度。横梁是将预应力钢筋的张拉力传给承力架的横向构件，常用型钢制成。设计时，要根据横梁的跨径、张拉力的大小确定截面，并保证其刚度和稳定要求。定位板用来固定预应力钢筋的位置，用钢板制成，其厚度应保证承受张拉力后具有足够的刚度。孔的位置按照梁体预应力钢筋的位置设置，孔径比钢筋直径大2～5m，以便于穿筋。固定端装置设在非张拉端，用于固定钢筋位置并在梁预制完成后放松钢筋。它仅在一端张拉的后座上使用。

2、流水台车上预制

在预制厂内设置运输轨道，预制梁的底模设置在活动台车上的预制方法。流水台车的构造由轨道轮、底板、加劲肋、底模和底模振捣装置组成。流水台车均为钢制，流水台车和生产线的数量根据预制厂的生产能力确定。

流水台车生产时，预制梁在台上生产，而安装模板、绑扎钢筋、预应力筋组束、浇筑混凝土以及张拉等工序安排在固定车间内，通过台车流动组织生产。它的主要优点在于可组织工厂采用流水台车生产后张法预应力混凝土简支梁，可在台车上生产多种规格的梁，一条流水线每天可生产一片预制梁。但它需要较大的生产车间和堆放场地，宜在生产量大的大型桥梁预制厂采用。

二、梁节段的预制

根据施工方法的要求，需要根据起吊能力将梁沿桥纵向分成适当长度的若干节段，在工厂或桥位附近进行节段预制工作。箱形梁节段的预制质量将直接影响桥梁工程的质量，通常采用长线浇筑或短线浇筑的预制方法，桁架梁段常采用卧式预制方法。

1、长线预制

图3 -长线法预制箱梁节段的台座

长线预制是在工厂或施工现场按桥梁底缘曲线制作固定的底座，在底座上安装底模进行节段预制工作。形成梁底缘的底座有多种方法，它可以利用预制场的地形堆筑土胎，经加固夯实后，铺砂石层并在其上做混凝土底板；盛产石料的地区可用石砌成所需的梁底缘形状；地质情况较差的预制场，常采用打短桩基础，之后搭设木材或型钢排架形成梁底曲线。如图3所示为预应力混凝土T形刚构桥一侧箱梁的预制台座。

箱梁节段的预制是在底座上分段进行的，模板常采用钢模，每段一块，以便装拆使用。为加快施工速度，保证节段之间密贴，常采用先浇筑奇数节段，然后以奇数节段的端面为端模浇筑偶数节段。也可以采用分阶段的预制方法。为便于节段拼装定位，常在节段顶板和侧板的接触面上设置齿槽和剪力键。当节段混凝土强度达到设计强度的75%以上后，可吊出预制场地。

长线预制需要较大的施工现场，底模的长度最小需有桥梁跨径的一半，并要求操作设备可在预制场移动。因此，长线法宜在具有固定梁底缘形状的多跨桥上采用，以提高设备的使用效率。如图4所示为法国在1964年修建的总长3km的奥列龙(oleron)桥使用长线预制的施工方法。