浅析预制箱梁施工工艺

摘要：箱梁质量在桥梁施工中尤为重要。影响预制箱梁质量的主要因素有：施工工艺，原材料质量，施工人员的业务水平和素质等。本文结合尉许高速公路No.2标段的预制箱梁施工情况，对施工工艺进行浅显的分析。
关键词：箱梁 施工工艺 台座 内模 1、工程概况尉氏至许昌段高速公路No.2标段, 跨开封市尉氏县南曹和蔡庄两镇。本标段有大桥1座，中桥2座，分离立交5座。共计先张预应力低高度箱梁（以下简称箱梁）320片，其中16米箱梁118片，20米箱梁202片。作为桥梁主要承重构件的箱梁仅有少量米石混凝土相连，没有湿接缝和横隔板，其整体性较T梁差。所以，箱梁质量在桥梁施工中尤为重要。影响预制箱梁质量的主要因素有：施工工艺，原材料质量，施工人员的业务水平和素质等。本文只对施工工艺进行浅显的分析。由于设计追求较大的挖空率，箱梁各部分厚度很薄，底板厚度只有18cm，稍有不慎极易出现施工缺陷，因而研究改进箱梁预制施工工艺非常必要。2、施工工艺2、1模板2、1、1侧模整体式模板即用高强度配筋混凝土按箱梁外形尺寸做成的槽式模板，多数以光滑混凝土面或水磨石作为模板面。这种模板不会漏浆，不易变形，不需支立和拆除，节省大量人工和工时，制作和使用成本低。但本标段箱梁尺寸多变（见箱梁尺寸表），整体式模板的改造次数多，改造期长，相对成本偏高。并且预制箱梁的外观往往不太理想。为保证箱梁的外观质量，侧模采用专业厂家制作的大型定型钢模，分节制作，接缝严密，尺寸精确。2、1、2底模底模由10cm厚的C25砼底板及5cm厚的水磨石台面组成，台面侧面焊接∠50mm角钢保护，焊接点用砂轮磨光。顺台面纵向在角钢下预留间隔为1m、直径为3cm的对拉螺栓孔。箱梁尺寸表

梁长	底宽	上宽	高	翼板厚	数量
m	cm	cm	cm	cm	片
16	72	175	75	10	12
	76	225	80	7.9	6
	76	223	80	8	84
	76	220	80	8.1	16
20	76	175	95	10	12
	80	225	100	7.9	6
	80	223	100	8	168
	80	220	100	8.1	16

          2、1、3内模内模有钢模和木模两种方案，钢模具有尺寸准确，周转次数多等优点，但当时钢材价格飞涨，导致模板价格达到6000～7000元/吨，成本偏高。木模制作快，成本低，质量轻，拆装方便，因此决定采用木模。分节制作，每节长1.5m。2、2 张拉台座20m箱梁设计23根φ^j15.24钢绞线，单根张拉力195.3KN，整体张拉力P＝195.3×23＝4491.9KN。重力式台座一般适用于1000～2000KN的张拉力，就张拉力而言，槽式台座较合适，但不利于大型钢模的拆装。故采用重力式和槽式组合台座，即在重力式墩之间设传力柱，并设横向联系。传力柱一部分埋于地下，另一部分作为预制箱梁的底模的基础。这个方案同时解决了地基较软，箱梁自重大，松张起拱容易压坏底模的问题，而且省去了底模基础，节约了成本。2、3钢绞线和钢筋2、3、1钢绞线钢绞线应做抗拉强度、延伸率、松弛率和弹性模量试验。试验结果符合设计要求，方可使用。千斤顶、油泵和油表配套校验，所用压力表的精度不低于1.5级。使用6个月或200次以及在千斤顶使用过程中出现不正常现象时，应重新校验。根据施工经验，考虑3％的预应力损失，即实际张拉力为设计张拉力的1.03倍。台座一端为单根张拉端，分两级（每级20%）张拉总张拉力的40%，即所有钢铰线张拉到20%的张拉力后，再进行第二级张拉，不得一次张拉到40%。钢绞线单根张拉时对称截面中心线进行。台座的另一端为整体张拉端，剩余60%的总张拉力采用整体张拉。张拉前，调整千斤顶到截面中心线的距离相等，保证两侧千斤顶受力相同。张拉过程中，活动横梁与固定横梁始终保持平行。应力、应变双控制，以应力控制为主，应变辅助校核。伸长量误差控制在±6%以内。2、3、2钢筋钢筋采用两次成型法：在加工区分别制作梁体钢筋、顶板和翼板钢筋。钢筋严格按图纸尺寸下料、制作，采用梅花形点焊形成骨架。加强对内模定位筋的绑扎。只要按设计图纸规定的位置和数量双根绑丝绑扎定位筋，一般不会出现内模上浮现象。2、4砼设计砼为C50，保证砼强度是保证箱梁内在质量的一个重要方面，因此要严格控制原材料质量。此处不作过多论述。应严格按配合比施工，坍落度一般控制在７～９ｃｍ为宜，坍落度太大，强度不易保证，并且很难消除表面的气泡、砂线等缺陷；因钢筋密集，若坍落度太小很难保证振捣密实。混凝土浇筑采用一次成型工艺，由一端向另一端推进。同断面浇筑顺序为底板、腹板、顶板，分段分层循环推进，每段约2～３ｍ长。振捣采用4个插入式振动器，两个在前，负责底板和下部腹板的振捣；两个在后，负责上部腹板和顶板的振捣，振捣注意腹板上下部的衔接，顶板既要平振又要点振，点振间距控制在20～30 cm之间。由于钢筋密集无法插入振动棒，在吊点处采用附着式振动器。振捣至混凝土停止下沉，不再冒出气泡，表面平坦、泛浆时止。在混凝土接近初凝时进行二次收浆并拉毛，防止出现裂缝。2、5工艺流程底板质量是箱梁施工重点的重点，为了保证底板的施工质量，我们分析研究了两种工艺流程。一种工艺流程为：梁体钢筋制作→钢绞线张拉→支立侧模→浇注底板→安放内模→顶板、翼板钢筋制作→浇注腹板、顶板→养生→拆模→放张→存梁。这种流程易保证底板振捣密实，但要求施工人员多，工时长，配合紧密。若某一环节出现问题，将影响工程质量。特别是底板和腹板、翼板的浇注间隔长，易产生明显的施工接缝。另一种是一次成型工艺，其流程为：梁体钢筋制作→钢绞线张拉→支立侧模→安放内模→顶板、翼板钢筋制作→浇注底板、腹板、顶板→养生→拆模→放张→存梁。这种工艺是在钢筋、模板都完成后，从腹板处下灰浇注底板。由于底板厚度只有18cm，却分布着两层钢绞线和体梁体钢筋，对混凝土的流动有很大的阻滞作用。为防止木板吸水膨胀，内模都用塑料纸包裹。从两侧下灰，容易因排气不畅而在底板形成空洞。即使没有空洞，也很难保证振捣密实。从一侧下灰，流到另一侧的大部分是灰浆，也很难保证底板质量。并且侧压力大，易导致内模和钢筋偏位。我们对这种工艺的改进主要在内模上，把内模里的木撑改为用螺丝相连的角铁骨架，在内模底部留10～20cm宽的槽。浇注底板时，在开槽处用振动棒引流混凝土，振捣密实后整平混凝土，用木板封住槽口，继续浇注腹板、顶板。这样既保证了内在质量和外观质量又加快了施工进度。 3、结语施工工艺对工程质量有直接而重大的影响，要提高箱梁的施工质量就必须有好的施工工艺，并使其不断完善。本文所述的组合台座，既满足了张拉力的要求，又满足了大型钢模治理支立的空间要求。改进内模后的施工工艺，使箱梁混凝土一次浇筑成型，既保证了箱梁（特别是底板）的施工质量，又大大提高箱梁的施工效率，是提高箱梁质量的合理工艺。


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