浅谈预制箱梁标准化施工及控制要点

王 浩

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

1 概述

广东某高速公路TJ6标合同段南新大桥共26跨，设计梁长为25 m，共计260片箱梁。预制箱梁采用后张拉预应力施工工艺，预制梁钢筋在钢筋加工区加工，底板钢筋及腹板钢筋在胎架上集中绑扎，波纹管定位后，整体吊装至制梁台座上就位。预制箱梁内、外模板采用整体安装、分块拆除施工工艺。底模采用在预制混凝土台座顶铺设不锈钢板；侧模采用大块定型钢模板，分块标准节3 m，面板为不锈钢板。混凝土配合比主要采用低化热混凝土，混凝土坍落度控制在120～160 mm。原材料采用反击破碎石（0～5 mm、5～20 mm两级配）、塔牌525水泥、五华安流中砂。混凝土浇筑采用混凝土运输车运到场内便道待浇梁处，龙门吊提升吊斗下料的施工工艺，混凝土采用自动喷淋系统养护。

1.1 预制场地布置

预制场应适应标准化施工的要求，总体布置从全局考虑，统筹安排，具体设置情况如下。

预制场施工区主要由预制梁生产作业区、钢筋加工区、原材料堆放区、存梁区组成；预制区和存梁区交界处设置运梁通道。

场地采用C20混凝土硬化，场内道路硬化厚度为15 cm。场地内纵向按5‰坡度排水，横向按5‰坡度排水，沿一侧轨道设纵向排水沟排放施工废水、养护水、收集雨水并汇入三集中下水，台座四周均设有梁体养生用的自动喷淋设施。

2 原材料的控制

2.1 混凝土

为确保梁板质量符合设计要求，严格控制混凝土的质量，从原材料的源头抓起，所有原材料检验合格后才允许用于工程实体。

a）水泥 采用广东塔牌生产的P.Ⅱ52.5硅酸盐水泥，碱含量不大于0.6%，熟料中铝酸三钙C3A含量不大于8%。

b）细骨料 采用梅州五华县安流砂场的中砂，细度模数为2.7，含泥量为1.5%，泥块含量小于0.5%。

c）粗骨料 采用揭西县南山石场生产的反击破碎石，孔隙率小于40%，压碎值指标为19.7%，母岩抗压强度为85 MPa，含泥量为0.5%，针片状含量为3.5%，粒径为 5～20 mm，连续级配（0～5 mm、5～20 mm），最大粒径不超过25 mm。

d）外加剂 采用广东强仕生产的聚羧酸高性能减水剂，掺量为1.2%。

2.2 钢筋及预应力钢筋

a）钢筋 采用广东韶钢生产的HRB335钢筋，主 要 采 用 了 D=10 mm、D=12 mm、D=16 mm、D=22 mm四种规格。

b）钢绞线 采用江苏帅龙生产的低松弛高强度钢绞线，fpk=1 860 MPa，d=15.24 mm，其各项技术性能符合GB/T 5224—2003的规定。

c）锚具 采用柳州欧维姆生产的锚具、夹片，均符合JT/T 329—2010的要求，锚具的静载锚固性能合格。

d）预应力管道 采用自加工的镀锌金属波纹管，符合JG 225—2007的要求。

3 预制梁施工及控制要点

3.1 钢筋施工

3.1.1 钢筋工艺

钢筋原材料及半成品分类堆放并做好标识牌。底、腹板钢筋绑扎和波纹管定位统一在固定胎座上进行，在胎座上按照图纸设计要求制作腹板钢筋绑扎胎架。胎架采用槽钢骨架，按设计箍筋间距在骨架纵向槽钢上焊接钢筋头（底、腹箍筋绑扎时紧靠钢筋头定位）；按设计水平筋间距在骨架横断面槽钢上焊接圆钢管；按照设计波纹管坐标，在骨架横断面槽钢上焊接圆钢管（钢管内穿入圆钢，波纹管置于圆钢上定位，再采用定位卡与箍筋焊接）；绑扎钢筋和定位波纹管时不需要时刻对照图纸，提高了工作效率，准确度也得到保证。钢筋安装时，与波纹管线形相冲突的底板箍筋做适当调整。由于底板架立筋较密，施工时先绑扎箍筋，后穿入底板主筋。

底、腹板钢筋绑扎焊接好后，采用小龙门吊和特制吊架吊运，人工配合安置于制梁台座上。顶板钢筋在内模安装完成后现场绑扎，顶板横向钢筋间距借助翼板外侧的梳齿板定位，并与纵向钢筋和腹板箍筋绑扎；顶板预埋剪力筋与顶板纵横向钢筋焊接牢固。

3.1.2 控制要点

a）钢筋胎架采用固定式结构，在底板、斜腹板处设置钢筋定位设施，在钢筋安装前进行复核检查，以确保底、腹板箍筋及纵向水平钢筋间距符合要求。

b）适当调整钢筋保护层垫块间距，保证底、腹板内外侧垫块数量不少于6块/m2，腹板内侧和外侧垫块对称绑扎牢靠，以确保底、腹板钢筋保护层厚度满足要求。

c）面板钢筋安装前，重新检查吊装在台座上的底板、腹板的钢筋间距及保护层，在符合要求后方可进行面板钢筋安装。

d）顶板剪力筋固定时，采用5 cm高的方钢协助，以确保外露整齐划一、高度满足要求；加强预埋钢筋数量、外露长度、间距控制，确保预埋筋准确无误。

e）在钢筋加工厂内设置钢筋大样图，以防止操作下料数据错误，方便检查；加工钢筋下料长度和弯曲成型后进行检查，符合要求后方可批量生产。

3.2 模板施工

3.2.1 模板工艺

a）底模采用在混凝土台座顶铺设6 mm厚不锈钢板，与台座顶部两侧预埋的50 mm的护边槽钢焊接，在距底模两端120 cm处预留30 cm宽预制梁吊点槽口，底模按设计设置预拱度。面板用6 mm厚不锈钢板，两侧设传力肋。

b）清理模板并打磨（采用帆布类打磨抛光，不能采用砂轮或钢丝球之类会伤害不锈钢表面的机具）。

c）模板打磨抛光后喷涂脱模剂。

d）外模先将两小块拼成一块，模板竖向接缝加1 mm厚的胶板以防漏浆；外模采用上下两排对拉螺栓固定，下排对拉螺栓穿过底模下预埋管，上排螺栓位于箱梁顶面混凝土以上，在台座包边槽钢内塞入橡胶管与外模紧密靠实，以防漏浆。

e）箱梁端模密与外模固定。端模安装前应先安装预应力锚垫板，锚垫板用4粒φ10螺丝与端模固定。模板拼装时必须从中间向两边开始拼装，采用上下两排对拉螺栓固定，下排对拉螺栓穿过底模下预埋管，上排螺栓位于箱梁顶面混凝土以上，模板拼装时保证按照图纸的几何尺寸施工，做到平、顺、直。端头模板与锚垫板结合面严密、不漏浆。

内模每侧腹板分上下两块，每块长1 m；顶板模采用活动钢板，钢板厚4 mm。内模在地面上拼装成整体，用龙门吊起吊就位，内模底部借助钢筋头支撑于底部钢筋骨架上防止下沉，侧面用腹板上的垫块固定，顶部借助侧模背后桁架采用槽钢压杆下压防止浇筑过程中内模上浮。

钢筋的保护层垫块使用梅花型高强度小石子混凝土垫块，纵横向间距均不得大于0.8 m，梁底位置间距不得大于0.5 m，确保每平方米垫块数量不少于6块。

3.2.2 控制要点

a）模板进场后，通过整体试拼，消除模板连接错台现象，确保接缝平顺，同时依靠卷尺、水平尺、现场观测等手段进行模板检查，确保模板绝对尺寸满足结构要求。

b）模板表面统一采用酸洗、涂油处理，确保平面光滑、颜色统一。

c）模板安装到位后，通过卷尺测量检查其结构尺寸。

3.3 混凝土的浇筑

3.3.1 混凝土工艺

a）箱梁混凝土一次浇筑完成，先从顶板活动模板预留窗口下料浇筑底板混凝土，然后盖上顶板活动模板，浇筑腹板混凝土，最后浇筑顶板、翼板混凝土。混凝土由专用吊斗装料，纵向采用轨道运输到待浇箱梁外侧，通过预制场5 t龙门吊垂直、横向运输到箱梁浇筑现场。混凝土落料应平稳、均匀，两侧对称进行。

b）混凝土性能保证混凝土的拌制由搅拌站集中拌和。浇筑混凝土过程中应检查混凝土坍落度，混凝土坍落度控制在120～160 mm，根据预制梁底板、腹板及顶板分层控制，底板和顶板取较小值，腹板取较大值。

c）根据混凝土浇筑速度，首件预制梁施工采用2台混凝土运输车集中运输，每次装运混凝土4.5 m3，在保证混凝土及时供应的前提下，充分保证混凝土各项性能符合要求。

d）混凝土的振捣使用插入式振动器，由专人完成，以保证混凝土振捣密实，箱梁分3层浇筑，第一层浇筑底板，第二层浇筑腹板，第三层浇筑顶板、翼板，每一层浇筑应在上层混凝土初凝前浇筑，每一层混凝土振捣时插入式振动棒要深入上一层混凝土10 cm左右。

底板混凝土直接通过内模天窗跌落至底板，工人在箱内采用50型振捣棒充分振捣；腹板采用2台30型振捣棒和1台50型振捣棒配合振捣。腹板从一端开始阶梯式浇筑，至距另一端1/4处反向从端部浇筑至闭合。端部和中间段波纹管下部采用30型振捣棒振捣，间距20 cm，中间段波纹管上部采用50型振捣棒振捣。混凝土浇筑完成后，顶面及时修整，抹平，待定浆后再抹第二遍，最后横向拉毛。

3.3.2 控制要点

a）混凝土坍落度根据预制梁底板、腹板及顶板分层控制，确保混凝土浇筑过程中性能满足施工要求。

b）混凝土振捣要避开预应力管道，以消除冷缝的发生。

c）波纹管内穿内衬管。浇筑过程中抽拉内衬管，确保管道畅通。

3.4 混凝土的凿毛养生

a）预制梁养护采用土工布覆盖、喷淋养护结合措施，其中腹板、底模等采用地锚式喷淋养护系统，另外在顶板上布置土工布，以确保表面湿润，保持梁体湿润状态时间不少于7 d。

b）试件与预制梁现场一起同条件养生，以确保实际反应混凝土强度变化过程。每片梁均填写桥梁编号，同施工原始记录归档。

c）预制梁凿毛包括端头板、翼板及腹板湿接缝处，在模板拆除后立即进行凿毛工作。凿毛采用专用凿毛机具进行，以有效消除浮浆等。

3.5 预应力施工

3.5.1 预应力钢绞线穿束

预应力钢绞线张拉前应编号，采用梳编穿束工艺，消除各根钢绞线因受力不均引起的滑丝、断丝等事故，是保证有效预应力均匀度的根本措施。

3.5.2 预应力张拉

a）对随梁养护的试块进行抗压强度和弹性模量试验，混凝土强度和弹性模量达到设计值85%以上，且龄期时间不小于7 d，方可张拉预应力钢绞线。

b）张拉采用预应力智能张拉系统进行，智能张拉前应核对主机和专用千斤顶的编号，由于主机和千斤顶都在出厂前统一标定，使用时一定要注意一一对应。

c）张拉施工时，每台智能张拉仪器应派专人值守，观察千斤顶、钢绞线伸长及锚具下混凝土的变化，发现异常应立即停止张拉并告诉操作人员，待问题排除后方可继续张拉。

d）张拉完成后应立即以伸长量进行校核，其偏差应控制在6%以内。在下一个张拉施工前，现场操作技术人员应再次检查锚具、千斤顶、限位板是否正确嵌套，位移传感器是否松动，确保无误后方可张拉。

e）锚固后预应力筋的外露长度不宜小于30 mm，当需较长时间外露时，应采取防锈措施，锚固完毕经检验合格后，方可用切割机切割端头多余的预应力筋，严禁采用电弧焊切割。

3.5.3 控制要点

a）在正式张拉前必须进行空载试验，观察显示屏位移传感器读数准确性。开动油泵，将千斤顶活塞来回打出几次，以排出可能残存于千斤顶缸体及油管中的空气。

b）为确保数据准确性及安全性，必须是施工现场技术人员输入数据，严禁其他人员输入数据。

3.6 预应力孔道压浆

3.6.1 施工准备现场

将锚板、夹片、外露钢绞线采用无收缩水泥砂浆全部包裹，厚度不小于15 mm；用压力水冲洗孔道，以排除孔内粉渣等杂物，验证孔道是否通畅，然后用不含油的压缩空气吹尽孔内积水。若在冲洗过程中，发现有冒水、漏水现象应及时堵塞漏洞。

3.6.2 试抽真空

将灌浆阀、检查孔全部关闭，启动真空泵，观察真空压力表读数，当真空度维持在-0.06～-0.10 MPa时（压力尽量低），停泵约1 min，若压力值保持不变即可认为管道密封严实。

3.6.3 拌制浆液

采用自动计量的高速搅拌机拌和浆液，测试流动度合格后放入储浆罐。压浆过程中，每一工作班现场留取不少于3组尺寸为 40 mm×40 mm×160 mm的试件。

3.6.4 压浆

启动真空泵，使孔道压力保持在-0.06～-0.10 MPa，稳定约5 min；启动压浆泵，压力宜为0.5～0.7 MPa，最大不超过1.0 MPa；当抽真空端有浆液流出，关闭真空泵，观察流出浆液质量。用流动度计检测流出浆液流动度，当流动度满足规范要求，关闭出浆口阀门；继续开启压浆泵，保持不小于0.5 MPa的压力稳压3～5 min。

3.6.5 控制要点

a）压浆前对压浆配合比进行一次现场试验，包括稠度、水灰比等。

b）压浆前采用高压水泵清冼，以防止堵塞等现象发生。

c）压浆前检查各机具，以确保压浆过程连续不停顿，并确保压浆材料为新鲜的浆液。

3.7 封端

压浆完毕即将梁头冲洗干净，将预制好的堵头板固定于箱内，然后绑扎封锚钢筋并立封锚模板，端板垂直，经检查合格后即可浇筑梁体封头混凝土，封锚混凝土通过顶板预留的槽口认真振捣，保证锚具处混凝土密实。

3.8 成品保护

预制箱梁在预制完成后，强度达到设计要求后方可进行吊装和移运，并做好必要的保护，避免在移运过程中造成梁板的损坏，并在梁板存放过程中做好相应的安全措施。

4 结论

预制箱梁标准化施工，分为钢筋加工区、预制区、存梁区、生活办公区。

钢筋采用数控机械加工，大大降低了人为因素造成的质量缺陷，提高了工作效率。钢筋绑扎采用胎模制作后，整体吊装入模；预应力施工采用智能张拉压浆系统，减少了人为操作误差，提高了梁板施工质量。

通过标准化施工，消除了预制梁板的质量缺陷，大大提高了梁板的内在和外观质量。为今后预制箱梁施工提出了很好的指导意义。