后张法预应力预制箱梁施工工艺

文 / 许 志 李 宁

预应力混凝土预制箱梁目前广为应用于各公路桥梁工程施工，具有生产效率高、受力性能佳、耐久性能好等生产优点。在箱梁预制过程中，可同时进行桥梁基础、下部构造施工，可大大缩短工期，有效解决了质量与进度之间存在的“矛盾”。所以， 不断地学习、 增强预制箱梁施工技术，为工程创造更大的经济、施工效益成为工程施工的重点。

1 工程概况

某桥梁工程下部结构墩柱采用柱式墩，Φ1.5m钻孔灌注桩基础，上部结构为装配式预应力混凝土箱梁，附属结构桥面铺装采用10cm厚C50聚丙烯腈纤维混凝土结构。根据设计结构，箱梁提前在预制场制作完成，达到设计强度后，实施安装。该桥梁全长206m，桥面净宽10.5m。

该工程箱梁预制高度为1.5m，跨径布置为：8～25m，每孔布置4片箱梁，共计32片预制箱梁，均在预制场内进行预制。

2 预制预应力混凝土箱梁施工工艺

2.1 台座设计及施工

（1）台座基础施工：台座施工前应对台座处地基进行平整，并应根据箱梁重量进行地基承载力检测，承载力要求达到250kPa以上，若不满足要求需进行处理（如换填、强夯等）。本工程预制场台座基础以0.8m厚C30混凝土浇筑，台座基础长度28m。台座基础两端各2.5m处需做扩大、加深基础，加深深度0.7m，防止因预应力钢束张拉导致台座两端荷载较大而沉降。

（2）台座设计及施工：根据箱梁结构尺寸、梁厂尺寸、项目总进度安排及成品箱梁运输便利总体考虑，进行台座设计布局。本工程沿北夏线里程方向布置4列8个台座，台座设计长度26m，台座台面宽度为0.9m，台座布置中心设置7m宽道路作为砼罐车运输通道。箱梁台座采用C30钢筋混凝土立模现浇，浇筑高度为0.25m，并沿梁长方向间距1m预埋对拉PVC管；台座混凝土面层上预埋5mm厚钢板作为底模，侧面采用40mm×40mm角钢包边。台座应设置反拱度，其值为15～20mm。反拱度以中间低、两端高的二次抛物线线型设置于台座面上。台座立面设计如图：

图1 台座侧立面设计图（1/4跨）

图2 预制场台座布置图

2.2 模板工程

2.2.1 模板安装

（1）根据边梁与中梁结构形式的不同进行成型组合钢模板定制加工。模板使用前需将各段模板进行编号，拼装时根据箱梁实际预制长度及位置分别吊装不同编号钢模板，钢模板全部采用龙门吊进行吊运。

（2）侧模安装：侧模钢模板以模板和支撑件组成，模板根据图纸设计高度、长度及坡度进行调整拼装。每段侧模采用M20×50螺栓连接，同时在模板拼缝处粘贴海绵胶条以避免跑浆。模板底部以Ф25对拉螺杆穿过台座预留PVC管进行紧固；模板顶部直接以Ф25对拉螺杆紧固于外模支撑体系上，螺杆上以双螺帽紧固。模板拼装时，不断以水平尺校准侧模垂直度，拼装完成后，全面清理打磨钢模板，经验收后，均匀涂刷色拉油脱模剂。

（3）芯模安装：芯模采用4mm定型钢模板，以最短梁分模分段制作。各段芯模以螺栓紧固连接。芯模底面每隔2.5m预留观察窗口，用于观察底板混凝土浇筑是否饱满密实。芯模根据预制梁长拼装完成后，均匀涂刷色拉油脱模剂，待钢筋骨架绑扎完成后吊装入模。

（4）端模安装：端模根据箱梁为简支端、连续端、边跨或是中跨进行拼装。

图3 侧模拼装

图4 边跨端模安装

（5）压杠安装：为避免芯模上浮，影响顶板钢筋保护层厚度及翼缘板环形钢筋整齐度，模板安装完成后顶板钢筋上面间距1.5m设置一根用12#工字钢做成的压杠与外模相连接，压杠下端卡住内模顶面，防止上浮。压杠与外模采用倒链或防滑钩相连，且可调整高度，浇筑混凝土时随时观察压杠上下浮情况并及时调整。

2.2.2 模板拆除

（1）芯模拆除：当混凝土产生一定强度（强度以腹板混凝土强度达到设计强度25%为准），不产生塌陷及裂缝现象时即可拆除。拆除应缓慢，不得对梁体混凝土产生损坏。如气温有变化，可适当调整拆除时间。本工程采用小型卷扬机进行拆除，以人工进入芯模内拆除螺栓，用卷扬机匀速、分段将芯模拖拽而出。

图5 顶板压杠安装

图6 芯模分段拆除

（2）侧模拆除、端模拆除：侧模、端模拆除时，一般要求箱梁砼抗压强度在2.5MPa以上。拆除侧模时逐个松开箱梁螺杆，用龙门吊轻缓拖拽模板并吊运至相应位置。

（3）模板不得“野蛮”拆除，不得对箱梁结构及模板造成损坏。拆除后，及时将钢模板清理干净备用。

（4）箱梁模板拆除并达到一定强度后，应及时对翼缘板、横梁处进行凿毛处理。

图7 采用机械对翼缘板、横梁凿毛

2.3 钢筋工程

2.3.1 钢筋骨架制作

钢筋加工制作严格按照《公路桥涵施工技术规范》实施手册实施，严格按设计的要求进行制作加工，盘圆及弯筋采用冷拉方式进行调制。直径d≥12mm的钢筋采用焊接连接；直径d＜12mm可采用绑扎连接，Ⅰ级钢筋搭接长度不小于30d，Ⅱ级钢筋搭接长度不小于35d。受力钢筋接头应交错布置于箱梁受力较小处（如梁跨1/3），焊缝长度应满足规范要求。

2.3.2 钢筋骨架绑扎安装

箱梁的钢筋绑扎安装分两步进行，绑扎安装顺序为：底、腹板→顶板。绑扎时，扎丝勾向内，防止扎丝顶住侧模，钢筋间距均匀、接头错开、垫块梅花布置（每平米4个）、钢筋搭接长度充足、保护层厚度满足要求。箱梁首先在台座底模上精确按设计要求放出底板第一层主筋位置、间距并划线标注，箍筋位置直接标记在底模板上，然后根据钢筋标注的位置绑扎安装主筋及箍筋（可在空余台座绑扎骨架钢筋，待模板拼装完成后吊运至指定台座）。

预应力波纹管在底板及腹板箍筋绑扎固定后，穿入骨架，并以适当间距设置架立筋。波纹管采用管道坐标定位法，在绑扎台座上标注定位间距位置，“U”形定位钢筋沿梁长方向曲线段每30cm、直线段每50cm设一道与钢筋骨架焊接，坐标要求精准，以保证预应力工程准确施工。波纹管拼接时，应对接准确，以胶带缠绕，缠绕距离距拼缝位置左右不小于10cm并以多层搭接缠绕。在钢筋焊接过程中，及时观察是否有波纹管被焊渣烫破，如存在，及时以胶带缠绕封堵。

图8 钢筋骨架绑扎

芯模安装完成后，绑扎箱梁顶板钢筋及防撞墙预留钢筋。绑扎过程中需尤其注意负弯矩张拉槽口钢筋，严格按设计要求施工，可适当增加“U”形加强箍筋，避免后期负弯矩张拉导致槽口混凝土崩裂。剪力键钢筋吊线调直与顶板钢筋焊接。

预制箱梁钢筋在钢筋绑扎过程中要特别注意各种预埋构件的设置，如梁底预埋钢板规格位置、排气孔用PVC管。排气孔管口两端以透明胶带封口，避免混凝土封堵，并可适当增加长度，便于查找。

2.4 混凝土工程

本工程箱梁混凝土全部采用C50混凝土，拌合站集中搅拌，每片梁用量约为30m3。混凝土采用罐车运输，罐车混凝土入料斗后由龙门吊吊运至浇筑地点进行浇筑。

2.4.1 混凝土拌制

（1）混凝土采用集中拌制的方式，混凝土配料采用全自动计量装置，计量准确，能达到本工程C50混凝土各项性能的要求。开盘前必须经专业试验人员试验计算出施工用混凝土配合比。预制箱梁用粗、细骨料中的含水率应及时进行测定，并根据实际测定值适当调整水及砂石骨料用量。

（2）现场施工人员需实时掌握天气情况，如遇不利天气（如雨雪、高温、严寒）及时对现场材料采取相应保护措施。

（3）在混凝土搅拌完成后，应测定混凝土的坍落度，混凝土入泵坍落度控制在16～20cm之间。在浇筑过程当中，在浇筑地点随时检查混凝土坍落度及和易性。

2.4.2 混凝土浇筑

（1）浇筑前需对隐蔽内容进行检查验收，还需检查模板紧固是否到位；模板拼缝是否严密；振捣器是否完好。

（2）梁体混凝土浇筑以5m分为一个施工区段， 浇筑时，按区段从梁头斜向分层一次性连续浇筑至梁尾。浇筑顺序为：底、腹板→顶板，浇筑顶板时需将压杠拆除，拆除也应分区段拆除，边拆边浇筑，避免拆除过早，导致芯模上浮。

图9 箱梁混凝土浇筑

（3）梁体混凝土浇筑在侧模上间距2m设置高频振捣器辅助振捣，同时以人工使用插入式振捣棒配合振捣。附着式振捣器要随着混凝土浇筑区段拆卸使用。插入式振捣棒振捣过程中，快插慢拔，垂直点振捣，不得漏振，注意保护波纹管，严禁用振动棒振打波纹管。振捣时间视混凝土不再往上冒气泡，表面呈现浮浆和不再沉落时为止。浇筑底板时，应安排专人定时通过芯模底面预留口观察底板混凝土浇筑情况，务必振捣到位使底板混凝土饱满、密实。在浇筑过程中，应设专人随时检查各类紧固件是否有松动、模板是否存在变形并及时处理。

（4）中隔板及梁端边角处钢筋较密易振捣不到位，应加强振捣。

（5）砼振捣完成后，及时用抹子抹平。抹面完成后，对预制箱梁顶板进行拉毛处理，拉毛时间在混凝土初凝后、终凝前，拉毛方向垂直于跨径方向，拉毛深度宜为0.3～0.5cm。

2.4.3 混凝土养护

混凝土养护采用土工布覆盖箱梁顶板，腹板沿箱梁全长粘贴塑料薄膜，每天均匀喷淋洒水，水质为饮用水。当处于冬期施工阶段时，应对预制箱梁采取蒸汽养护或暖棚火炉加热等保温措施。冬养养护温度不低于5℃。