高速公路小箱梁预制施工工艺

蔡 伟

（中交二航局第二工程有限公司，重庆 402760）

1 工程概况

马来西亚贝溪河-乌卢巴生高速公路SUKE CA4项目，施工所需预制小箱梁共计661片，具体组成为边跨中梁196片，边跨中梁203片，中跨边梁134片，中跨中梁125片。规格方面，箱梁底宽1000mm、高2000mm，所用翼缘板的宽度为262～1150mm不等。具体如图1所示。

图1 小箱梁断面图（单位：mm）

2 小箱梁预制施工工艺—钢筋施工

2.1 钢筋绑扎

（1）搭建胎架，于该处组织钢筋的绑扎作业，严格控制钢筋型号、间距、数量等参数，需要与项目所在国（马来西亚）的相关工程规范相符。

（2）直径≥25mm的钢筋，此部分为镦粗直螺纹套筒连接的方式。

（3）直径＜25mm的钢筋，较为合适的是扎丝连接方式，具体为十字交叉绑扎形式，产生的扎丝头应有效深入保护层。

（4）选用梅花形垫块，将其作为钢筋保护层使用，遵循梅花形布置原则，部分情况下还将使用圆饼垫块。

（5）各部分模板所设置的保护层要求存在差异，底板和顶板均以梅花形垫块为宜，厚度40mm；腹板使用圆饼垫块，采取30mm的厚度控制标准。钢筋绑扎施工具体如图2所示。

2.2 钢筋吊装

根据规范在胎架上完成底腹板钢筋的绑扎作业，以最大设计量（长41.5m）为依据配置吊具，通过型钢加工焊接的方式而得，构成完整的三角桁架结构形式，以1m为间距依次在吊具上布设吊点。配置2台吨位均为10t的龙门吊，在两者共同配合下将钢筋笼提出胎架，转运至施工台座上方后再缓慢下放。具体如图3所示。

图2 钢筋绑扎

3 小箱梁预制施工工艺—模板施工

3.1 准备工作

（1）全面清理模板，避免锈迹、油渍等杂物附着现象。

（2）做好模板打磨与清理处理措施，使用干布轻轻擦拭，实现对模板的深度清理。

图3 钢筋笼吊装入模

（3）均匀刷涂脱模剂，若由于特殊情况而难以及时进入下道工序时，应使用塑料薄膜覆盖，隔绝灰尘等杂物。

3.2 模板拼装

（1）外模。10t龙门带和专用吊具联合作业，准备适量木楔块，以便根据模板安装实际情况合理调整其高度，相邻模板间利用止浆胶条连接，再设置φ20mm对拉螺杆，保证模板具有稳定性。

（2）内模。全面检查模板构件、锁口及合页的使用情况，若无误则使用10t龙门吊拼装。先使内模左右模板形成稳定对接的关系，再通过锁扣和φ50mm钢管构成支撑装置，前后2节段模板的连接作业借助螺栓而实现，相邻模板间粘贴适量的止浆条，以免出现漏浆现象。内模共分为2个节段（长度均为20m），在台座上将其连接成稳定的整体，根据设计要求合理调整内模位置，使其满足要求。

（3）辅助模板。结束内模吊装作业后，再依次完成连续端封头模板、横隔板封头板两部分的安装作业。以设计要求为准，在封头板上按照特定的间距依次布孔。结束封头板的安装作业后，即可配置梳齿板等配套构件，所用梳齿板长度设为1.5m，板间缝隙控制在2mm内，梳齿板所处位置与顶板钢筋完全对齐。

3.3 模板固定

外模安装期间可通过200mm×200mm方木以及木楔合理调整位置，完成安装作业后做全面检查，保证模板垂直度、线型、结构尺寸都完全与设计要求相符，随后再利用对拉螺杆固定。压梁安装在外模骨架竖杆上，有效顶紧内模顶部，确保在混凝土浇筑期间内模可维持稳定状态。内、外模板安装如图4所示。

图4 内、外模板安装

3.4 模板拆除

配置10t龙门吊，利用该设备拆除外模，全程必须以安全作业为基本前提，采取固定措施，以免拆模过程中发生模板倾覆现象。完成拆模作业后，全面清理拆下的模板并妥善保管。

内模选择的是抽拉式模板形式，应先解除模板约束，再使模板自动收拢，最后借助卷扬机抽出模板。

4 小箱梁预制施工工艺—混凝土施工

4.1 混凝土浇筑

小箱梁浇筑施工所用材料为C50混凝土，按照先底腹板、后顶板的顺序有序完成浇筑作业，从梁片一端开始逐步向另一端有序浇筑。配置附着式振捣器和φ50mm振捣棒，共同完成混凝土振捣作业。配置有振捣固定板，将施工所用的附着式振捣器稳定置于该处，分2层交叉布置，间距控制标准为1.5m。持续振捣时间为60s，再安排施工人员加强对细部的振捣，如锚后位置、波纹管等，保证该处的混凝土具有足够的密实度。具体如图5所示。

图5 混凝土浇筑

4.2 混凝土养护

结束浇筑作业后，利用土工布与喷淋设备共同养护。具体而言，检验混凝土的状态，当其终凝后即可在箱梁顶板处覆盖土工布，再适当洒水养护；结束内模的拆除作业后，通过喷淋管洒水的方式给予持续性的养护；外模拆除后，也应当利用悬挂喷淋管洒水养护。为维持喷淋系统的稳定运行，安装了1MPa的空气增加泵，使系统全程维持合理的压强状态。喷淋管所用材料为PE管，同时配套相应规格的活动接头，喷淋间隔时间控制在30～60min。施工现场如图6所示。

图6 喷淋洒水养护

5 小箱梁预制施工工艺—预应力张拉施工

5.1 预应力张拉

（1）张拉控制。检验小箱梁混凝土强度，若实测值达到50MPa且龄期达到3d，即可正式张拉。视实际情况选择合适的张拉方式，其中正弯矩为整束对称张拉，负弯矩为单根对称张拉，严格控制张拉力和伸长量，即采取双控标准。

（2）张拉顺序。腹板钢束（依次为N4、N2、N3、N5）→底板钢束（N6）→顶板钢束（N1）。

（3）预应力张拉。搭建张拉平台，主要包括三部分：底盘，以厚度为10mm的槽钢为基础材料焊接而得，并将行走装置安装到位；托盘，以80mm槽钢为基础材料焊接而得，配套滑动槽；支架，以φ50mm钢管为基础材料拼装而得。搭建张拉平台后，于该处刷涂黑白油漆，结束拼装作业后再挂设安全防护钢板，营造安全的施工环境。

（4）锚具、夹片安装。全面检查钢绞线、锚垫板，若各方面均满足要求，即可组织锚具的安装作业。夹片置于钢绞线锚具孔内，检查夹片的安装情况，清点夹片套圈。需注意的是，工具夹片安装前必须采取打蜡处理措施，目的在于张拉后可快速完成拆卸作业。

（5）预应力张拉。①以小箱梁混凝土强度为准，若实测值达到50MPa且满足龄期3d的要求，即可组织张拉作业。此处遵循两端对称、逐级张拉的原则，具体为0→10%→20%→100%（持荷2min）。②智能张拉设备以工控机、PLC、传感器、油泵、千斤顶、压力表、油管等为组件，以张拉力为主要控制指标，并通过伸长量校对，确保张拉作业的合理性。传感器为重要的数据采集元件，可及时获取张拉力、钢绞线伸长量等指标，所得的数据可快速传输至工控机，经过数据分析后将结果反馈给PLC，从而达到控制油泵电机工作参数的效果，以确保出油量的合理性，使设备提供的压力值可满足张拉需求。③预应力智能张拉的实现应得到逻辑智能控制技术的支持，配置高精度的传感器，利用该仪器采集数据，经计算后调整张拉方式，以便高效完成钢绞线张拉作业。一键操作的方式大幅提高了张拉作业的便捷性，具有较高的控制精度，在确保张拉效果的同时还可有效缩短时间。

5.2 预应力钢绞线切割和封头

结束预应力张拉作业后，利用切割机切除多余部分的钢绞线，经过处理后应确保钢绞线外露锚具的部分达到30～50mm。切割后的锚头可使用环氧树脂封堵，钢绞线露出水泥的部分以10mm为宜。

6 预应力管道压浆施工

通过智能压浆的方式高效完成预应力管道压浆作业，配置高性能智能压浆设备，可提供自动上料、高精度计量、及时显示等多重功能。正常状况下搅拌速度可达到1020r/min，称量误差可控制在±0.4%内。完整记录搅拌期间的各项数据，以便给后续施工作业提供数据参考。小箱梁拉张和压浆如图7所示。

智能压浆设备的运行模式先进，为连续式工作方式，全程压力稳定可靠，泵送浆体不存在气泡，正常状况下工作量可达到4.5m3/h。除电控自动保压功能以外，还提供了人工手动保压模式，可根据实际情况合理调整保压范围，压力表显示准确，指针无跳动现象。具体步骤如下：

（1）压浆管阀安装在预先设置好的压浆孔内，出浆孔管道与上一管道压浆孔稳定连接。

图7 小箱梁拉张和压浆现场

（2）按照要求拌制水泥浆，将所得混合料转入储浆罐，并进一步流入灌浆泵内，此过程中及时检测高压橡胶管口的浆体浓度，将实测结果与灌浆泵浓度对比分析，若满足要求即可关停灌浆泵，连接高压橡胶管和灌浆管，此后即可正式组织管道压浆作业。

（3）启用灌浆阀和灌浆泵，泵持续运行，伴随灌浆压力的提升，当该值达到0.5MPa后维持该状态2～3min，采取排气泌水措施，保证孔道被浆体完全填充，再及时关闭灌浆泵及阀门。

（4）结束压浆作业后，将压浆管阀拆除，堵塞水泥出浆孔和压浆孔。

（5）将无需使用的外接管路拆除，全面清理灌浆泵、搅拌机等相关设备，以免出现泥浆堆积现象。清理混凝土面和锚具周边区域，设置钢筋网和模板，再通过浇筑混凝土的方式封锚。

7 结束语

小箱梁预制是高速公路桥梁建设领域尤为重要的施工工艺，其涉及的细节较多，施工单位应依据规范做好预制作业，保证各道工序的施工质量。对此，必须采用合适的预制箱梁技术，将其合理应用于工程项目中，以便提高预制箱梁施工质量。