高海拔高寒地区公路桥梁预制梁施工工艺

孟宪达

（河北高速公路集团有限公司承德分公司，河北承德 067000）

0 引言

近年来，我国公路建设取得了快速发展，施工标准化、集中化进程也不断推进。其中大型预制场的标准化、智能化建设在路桥工程建设中发挥了重要的作用，对公路桥梁工程的施工质量、安全和进度有着直接的影响[1]。由于公路桥梁所在处的地质和气候情况均不同，特别是高海拔高寒地区由于气候条件特殊，预制梁施工质量控制难度更大[2]。因此，只有结合项目的实际情况，采取相应的预制梁施工方案，才能有效确保公路桥梁的整体质量。

1 工程概况

某项目设计等级为一级公路，位于高海拔高寒地区，主线路线设计里程7.547 km，共布设大桥2 座，桥梁长100.16 m，桥梁全长占路线里程的1.32%。

1 号大桥上部结构采用3×20 m 装配式预应力混凝土T梁，全桥长51.08 m。桥面正宽12 m，右偏角度60°，全幅采用16 片预制T 梁，梁间正距1.529 m，梁高110 cm。预制箱梁220 片。本桥平面位于缓和曲线上，纵断面纵坡1.2%，墩台径向布置。下部结构桥墩采用桩柱接盖梁，桥台采用肋式台，基础为钻孔摩擦桩基础。

2 号大桥上部结构采用1×20 m 装配式预应力混凝土T梁，全桥长49.08 m。桥面正宽12 m，右偏角度90°，全幅采用16 片预制梁，梁间正距1.529 m，梁高110 cm。预制箱梁220片。本桥平面位于直线上，纵断面纵坡-0.67%，墩台径向布置。下部结构桥台采用U 形台，基础为扩大基础。

2 施工工艺

2.1 梁场建设

此次施工项目位于高海拔高寒地区，需要建设桥梁2 座，共需要预制T 梁32 片，预制箱梁440 片。综合考虑该地区的地质条件，为了按时完成施工任务，在1、2 号中桥之间位置建立预制梁场1 处，负责预制梁的施工。

2.2 钢筋制作

预制梁钢筋采用定位胎架进行绑扎加工，严格按照预制梁板钢筋布置情况制作钢筋胎架。该标段预制场配置4 个箱梁胎架和2 个T 梁胎架。钢筋骨架加工成型后，通过专用吊装工具实施吊装作业，吊装应匀速缓慢进行，将钢筋骨架整体放置于制梁台座上，并保证吊点牢固，骨架不变形。严格按设计图纸和规范要求布置钢筋，钢筋绑扎前应安好支座垫板。钢筋安装中应按设计布置各类预埋件，钢筋采用焊接的焊缝长度符合规范要求[3]。

2.3 模板安装

预制场结合工程实际情况，配备了足量的专用模板体系，箱梁8 套，T 梁4 套，其中箱梁模板采用液压滑模。安装模板前，为避免底部密封不严出现漏浆，在台座侧面钢槽内设置橡胶水管。采用龙门起重机吊装T 梁模板，遵循匀速、缓慢、轻放的原则，避免模板产生变形。模板安装完成后，技术人员及时对模板安装质量、标高、平面位置等实施全面检测，验收通过后，根据设计规范要求安装锚垫板，待锚垫板安装完成后，依次安装端头模板和齿板模板。箱梁侧模通过液压系统进行安装就位。箱梁内模安装采用事先拼好、整体吊入的方式。

2.4 预应力管道、锚具安装

箱梁预应力管道留设通过预埋波纹管的方式实现，而T 梁预应力管道则通过预埋金属波纹管方式完成，预埋管道和钢筋绑扎同步进行。预应力管道的制作符合图纸、规范要求，确保管道的线型符合设计要求。波纹管连接位置，应采用直径大一等级的波纹管嵌套连接，嵌套长度不得小于30 cm，两端通过密封胶进行密封。波纹管具体位置根据设计图纸中预应力筋实际坐标在模板或钢筋上的定位曲线设置，安装时通过钢筋支架和特制U 形卡环实施固定[4]。

锚垫板和端模通过螺栓实施加固，以抵挡混凝土冲击载荷作用，并对锚垫板和波纹管连接部位进行全面检查，防止存在折线现象，保证预应力张拉锚具位置准确。预应力管道检查项目及检查标准见表1。

表1 梁体预应力管道的检查项目及指标

2.5 混凝土配合比设计

预制梁要承受载荷、冻融、盐渍土腐蚀等多重因素作用，混凝土原材料选择上采用品质稳定的硅酸盐水泥，最大水灰比符合设计及相关规定，细骨料选择级配良好、质地坚硬、吸水率小、颗粒洁净的河砂，粗骨料采用质地坚硬、均匀洁净、级配合理、粒型良好、吸水率小的碎石[5]。考虑到高寒地区混凝土的耐久性要求，混凝土含气量控制在3.0%～4.5%之间，高海拔高寒地区混凝土表面水分蒸发快，容易导致混凝土干缩裂缝，混凝土水化速度慢，早期强度低，试配强度比平原地区提高5%。

混凝土应当在完成初步配比的基础上，将水胶比指标增加或减少3 个百分点，并且在保持用水量不变的情况下，将含砂率增加或减少1 个百分点，这样得出多个试拌配合比。对其进行试验，检测不同配合比下试验试块的力学性能，确定最优力学性能的混凝土所采用的配合比作为设计值。

2.6 混凝土浇筑

混凝土通过罐车运至施工现场，通过龙门起重机完成入模浇筑。混凝土浇筑前应对模板支架、拼缝、对拉螺栓、平整度、稳定性实施全面检查。分层分段进行浇筑，每层混凝土不超过30 cm，混凝土振捣采用附着式高频振动器和30 型、50 型插入式振捣棒相结合的方式实施振捣，最大程度保证混凝土密实度，确保混凝土施工质量。钢筋间距较小位置，采用30 型振动捧实施振捣作业，梁腹板上方及顶板则采用50 型振动棒，具体振捣时应远离波纹管位置，防止波纹管扰动、变形。振捣至混凝土表层不再明显下陷、无气泡产生，且出现浮浆，表层均匀、平整。

2.7 养生、拆模

混凝土浇筑完成之后，必须及时进行养生。结合梁片养生时间和台座具体数量，配备足量的喷淋设备进行梁体养护。自适应智能喷淋养生系统是全自动、全方位、无人工的智能化喷淋养护系统。顶部及端部喷淋养生采用摇摆式喷射器，并用软管连接至台座内部预埋的上水管道。混凝土强度不低于2.5 MPa 时方可拆模，其强度由技术人员通过试验确定。

2.8 预应力张拉

预应力张拉力按照JTG 3362—2018《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的要求进行确定。钢绞线采用高强度低松弛钢绞线，强度为1860 MPa，松弛率不超过0.035，设计锚下张拉控制应力为1395 MPa，单股钢束直径为15.2 mm，采用大吨位群锚体系。张拉施工时，确保混凝土强度不低于设计标准值的85 %，且养生时间超过7 d，设计强度通过实验室获得。

预应力钢束张拉方式为双控方式，即：对张拉应力及设计延伸量进行控制，具体流程为：0→初张拉10%σk→20%σk→张拉100%σk（持续加载5 min）→锚固。张拉完毕，应及时封堵预留孔，确保在48 h 内完成，若超过规定时间，应对预应力筋实施防锈处理。为确保压浆质量，采用预应力智能压浆设备压浆，管道压浆采用智能云压浆控制系统。

首先，在张拉设备准备完善后，应对张拉设备进行正常性能的检测，以保证张拉过程能够稳定地进行，同时综合钢绞线的实际使用情况和张拉设备的作用效果，计算压力与伸长量的关系，完善信息。其次，在张拉过程中，要在两端同时为主轴送油，调整钢绞线和锚板与千斤顶所在位置，保证孔道模具和千斤顶的轴线处于同一水平位置上，使钢绞线的松紧度达到设计要求，均匀受力。拉张过程中还要保证油量的持续给进，稳定张拉效果，减少能量损失。

2.9 封锚端

孔道压浆完成后，应及时对梁端灰浆进行清理，并全面清理支撑垫板、锚具、断面散落混凝土，确保梁体制作质量。有封端要求的预应力梁体，待张拉及封锚完成后应及时实施封端处理，严禁梁体架设后封端。设置端部钢筋网，安装封端模板，立模后校准梁长，使梁长符合设计规定尺寸。封端混凝土强度等级必须满足设计标准要求，若无明确规定，则应高于梁体混凝土设计强度等级的80%。封端混凝土采用插入式振动棒振捣，保证锚具位置混凝土密实度满足要求，待混凝土初凝后应及时进行洒水养护。

2.10 移梁及存梁

梁片起吊采用承托兜底吊装法，两端对称水平起吊。龙门起重机运行轨道必须牢固、安全、平整，保持匀速、缓慢运行。该标段预制场利用台座存梁，48 个箱梁台座可存梁约90 片。

3 问题分析

（1）产生问题：在预制梁施工的过程中，箱梁预制施工未出现问题，但预制T 梁首件施工时梁肋及翼缘板下部出现大量细微裂纹。

（2）原因分析：因高海拔高寒地区施工，气温较低，为保证梁的强度加大了水泥剂量，产生大量的水化热；养生暖棚内因采取了蒸汽养护措施，温度提升快，不易控制。

（3）解决措施：混凝土终凝后安排施工人员对T 梁模板进行松动，散发热量；养护人员采用人工洒水的方式对梁体进行降温（注意先洒温水、逐步降低水温）；设专人值班，养护暖棚内悬挂湿度仪、温度仪等，当养护暖棚内温度过高时，采取通风的方式进行降温处理。

（4）处理结果：有效控制了梁体细微裂纹的产生，保证预制T 梁的施工质量。

4 总结

通过对高海拔高寒地区公路桥梁预制梁施工工艺的总结和分析，实现预制梁片智能张拉压浆工艺的引进和应用，并通过使用压浆新材料确保压浆的品质，解决混凝土构件养生自动化控制问题，避免传统养生的弊端。总体上能够提升施工质量，减少人工作业量，保证工程建设的高效性、经济性和合理性，为项目顺利推进提供完备的技术支撑，能提升项目管理水平，可为类似预制梁施工提供借鉴和参考。