摘要：预应力预制钢筋混凝土箱梁目前广泛应用于公路桥梁工程施工中，具有生产效率高、受力性能佳、耐久性能好等优点。在箱梁预制过程中，可同时进行桥梁下部结构构造的施工，可大大缩短工期，有效解决了质量与进度之间存在的“矛盾”。以山西农谷园区农谷路乌马河大桥工程为例，对预应力箱梁施工进行研究，介绍了大跨径后张法预应力预制箱梁施工工艺及其工艺要点，为类似工程提供工程依据。
关键词：预应力；预制箱梁；施工工艺
一、工程概况
本工程为山西农谷园区农谷路（城市主干路）乌马河大桥工程，场地位于晋中市太谷县南六门村以西，桥梁起点桩号为K4+954，桥梁中心桩号位于农谷路主线K5+038处，终点桩号为K5+122，桥梁全长为168m，桥梁宽度36m。按城市主干路标准进行设计，全线采用双向六车道。桥梁上部采用4×40m先简支后连续预应力钢筋混凝土连续小箱梁。全桥两幅，桥宽36m，采用12片梁。梁高2m，边梁梁宽2.85m，中梁梁宽2.4m，横桥向梁与梁之间设0.49米宽现浇湿接缝。预制箱梁为后张法预应力混凝土结构。 本工程预制箱梁一共48片，其中：边梁16片，中梁32片。
二、主要施工工艺
1.台座基础及台座施工
制梁台座由下至上分成三层，分别是10cm混凝土垫层、台座基础、台座。预制梁场台座基础尺寸为1.5*0.4*35m，两端头台座扩大基础台座尺寸为2.0*0.6*3.5m，台座尺寸为0.9*0.3*41m，台座混凝土现浇HRB400级Ф16钢筋加固。台座两端部分与中间部分间分別预留50cm吊装孔用于箱梁吊装。台座两边纵向通长设置L5cm*5cm*3mm角钢包边，角钢上安装3mm厚钢板作为箱梁预制底模，台座纵向内每隔1.0m设置一根1m长Φ75 mmPVC管作为拉杆孔。
2、预应力箱梁预制施工工序
（1）施工准备
制梁台座混凝土达到一定强度后，铺设钢板，经监理工程师检验合格后，方可进行箱梁预制。准备钢筋、模板、锚具、钢绞线、混凝土（用商混站混凝土）等。
（2）清理底模、施工放样
底模清理干净，底模表面无混凝土残存物，且线型平顺，表面平整。测量底板梁长，涂抹脱模剂，脱模剂必须均匀，无积油污染钢筋。
（3）钢筋绑扎及预应力孔道预留
预制箱梁钢筋在现场加工场地制作完成后运至预制梁场进行钢筋绑扎，严格按照设计及施工规范进行制作安装。
钢筋钢筋保护层垫块采用专用混凝土垫块，并按梅花形布置。
后张法预应力孔道采用塑料波纹管成孔，波纹管布置时，其纵横向曲线参数必须满足设计要求。波纹管接头处采用大一号的波纹管进行旋接，接头内口旋接时须先将毛口打磨平滑，以确保穿束顺畅。波纹管接头外口须用胶带包裹好，以防止漏浆。波纹管埋设时，必须严格按照设计施工图纸定位准确，纵向每一米设一道定位筋，并用“U”型卡具进行固定。现场设专人进行波纹管定位检测，确保管道定位准确。
（4）模板制作安装
预制箱梁所使用的外模板采用定制大型钢模板，外侧模钢模板以模板和支撑件组成；内模采用定制组装式活动钢模，均由具有合格资质厂家进行定制。模板安装时使用龙门吊将模板从制定存放地运至安装位置，人工进行模板拼装。
模板拼装质量直接影响后期混凝土浇筑质量及外观，因此对现场模板拼装质量严格控制。模板安装接缝平顺、严密、无错台，对拉螺杆齐全、紧拉，支撑稳固。侧模与侧模之间接缝不严密处用透明玻璃胶填补，确保模板接缝不漏浆。模板拼装时加长拼装长度（外模两端模板长度为1米，中部为5米。内模拼装长度为10米），减少拼接缝；内模拼装完成后，顶板设置钢支撑，防止在混凝土浇筑过程中出现内模上浮及漏浆。模板拼接完成后涂刷新型脱模剂，防止拆模后混凝土表面出现水波纹现象。
（5）混凝土浇筑
箱梁混凝土采用C50商品清水混凝土，砼运输车运料，利用混凝土泵车浇筑。在浇筑前，应对模板、钢筋和预埋件进行检查，并做好记录。
砼浇筑前应检查预留孔道位置的准确，端模板应与侧模和底模紧密贴合，并与孔道轴线垂直。孔道管固定处应注明坐标位置，锚垫板还应编号，以便钢绞线布置时对号入座。同时梁内预埋件位置应准确，特别是锚垫板应与端头模板紧密贴合，不得平移或转动。压浆孔应做防漏浆措施，并安装出气孔，检查是否漏浆。最后要检查预应力孔道的数量、固定间距、各接头是否密封，检查预应管道是否顺直。
混凝土浇筑应按一定的厚度、顺序和方向分层浇筑，应在下层混凝土初凝前完成上层浇筑。上下层同时浇筑时，上层与下层前后浇筑距离应保持1.5m以上。浇筑的具体顺序要求为：底板和腹板一起浇筑，最后顶板，从梁的一端到另一端，分层灌注混凝土。浇筑过程中底、腹板下部主要使用高频振动器振捣密实，顶板及腹板上部采用插入式振捣棒进行振捣。
浇筑过程中应连续不间断，设专人检查模板、钢筋、预埋件等稳固情况，当发现有松动、变形、移位时，应及时处理。振捣过程中严禁振捣棒插碰模板、波纹管及锚垫板。浇筑过程中，应按规范要求留取7d强度的同条件养护试件，以便施工控制。
（6）拆除侧模及内模
按规范要求，当混凝土抗压强度达到20Mpa时，方可拆模。拆模时，先拆内模，后拆外模，人工操作，吊车配合。拆模时先松掉各种联结螺栓和扣件，撤除支撑结构，采用绳索或小型倒链套在螺栓孔内轻拉模板，小撬棍辅助撬动，反向设防溜绳，防止摔坏模板。严禁使用大锤锤击或沿梁体表面撬动模板，防止损坏模板和破坏混凝土表面结构。内模拆除时注意通风和内模倾覆。
（7）梁体养生
混凝土养护采用沿箱梁全长覆盖塑料薄膜，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加热并在外部覆盖土工布保温措施。冬养养护温度不低于 5℃。养护时间一般不少于7d，以确保构件始终保持湿润状态，同时注意保护预留预应力孔道，严禁将水和其它物质灌入孔道。
（8）预应力张拉及压浆
梁体砼达到设计强度的85%以上，并且混凝土龄期不小于7d时，方可进行张拉预应力钢束施工。预应力钢束均采用两端同时张拉，锚下控制应力为0.75fpk=1395Mpa。
1）张拉机具
本工程预应力张拉采用智能数控张拉技术。和传统张拉相比，预应力智能张拉系统利用计算机控制技术，实现了预应力张拉全过程自动化，具有张拉力到位，同步精确，自动控制张拉应力、延伸量、加载速率、停顿点、持荷时间等要素的特点，同时还实现了适时监控、规范管理、确保数据真实可靠等管理功能，能有效杜绝人为因素干扰，确保预应力张拉施工质量。
张拉系统工作原理图
智能张拉工艺流程
2）张拉程序
张拉时梁体两端对称张拉，张拉力和伸长率双控制，控制张拉应力为主，并以伸长量校核。
张拉程序：0→10%σcon持荷0.5min→20%σcon持荷0.5min→张拉控制应力σcon持荷5min锚固。
施加预应力应采用张拉力与引伸量双控，以张拉力为主。当预应力钢束张拉达到设计张拉力时，实际引伸量值与理论引伸量值的误差应控制在6％以内。
张拉用千斤顶的校正系数不得大于1.05，油压表的精度等级不得低于1.0级。千斤顶标定的有效期不得超过六个月，且不应超过200次张拉作业。油压表检定周期不得超过一个月，且宜采用耐震压力表。当采用0.4级压力表时，检定周期可为三个月，但每个月应进行定期校准。千斤顶张拉吨位不应小于张拉力的1.2倍，且不应大于张拉力的2倍。
3）孔道压浆、封锚
压浆按设计和规范相关要求进行。压浆将前对波纹管孔道进行检查，必要时进行冲洗以清除有害物质。
压浆应在张拉锚固完成后48h内进行。压浆材料选用SMS-G1孔道压浆料，水料比为：0.28:1。压浆按先下层后上层的顺序进行压浆。同一管道的压浆应连续进行，一次完成。压浆应缓慢、均匀地进行，不得中断，并应将所有最高点的排气孔一次一一打开和关闭，使孔道内排气通畅。
浆液自拌制完成至压入孔道的延续时间不宜超过40min，且在使用前和压注过程中连续搅拌，对因延迟使用所致流动度降低的水泥浆，不得通过额外加水增加其流动度。
对曲线孔道，压浆的压力宜为0.5-0.7MPa，压浆的充盈度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出与规定流动度相同的压浆料为止，关闭出浆口后，宜保持一个不小于0.5MPa的稳压期，该稳压期的保持时间宜为3-5min。
压浆过程及压浆后48h内，结构或构件混凝土的温度及环境温度不得低于5℃，否则应采取保温措施，并应按冬期施工的要求处理，浆液中可适量掺用引气剂，但不得掺用防冻剂。
压浆结束后，应在浆液强度达到规定的强度后方可移运和吊装。
结束语
在桥梁工程中，预制箱梁的施工质量会直接影响桥梁的质量及其功能的正常使用，因此在预制箱梁施工过程中各工序的衔接及各工序的质量控制尤为重要，要选择合理可靠的施工工艺，严格控制现场的施工质量，把控好每一个细节。本工程中采用新型模板脱模剂保证混凝土外观质量；使用“U”型卡具固定预应力管道，确保管道在混凝土浇筑过程中不发生移位；顶板上设工字钢压顶，防止混凝土浇筑过程中内模上浮；采用数控张拉压浆设备进行预应力张拉及压浆，确保张拉质量及施工现场安全。希望通过本文对大跨径后张法预应力预制箱梁施工工艺的介绍分析能够对今后类似工程提供参考。
参考文献
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[2]《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008.
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[5]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）.
[6]《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D62-2004）.
论文作者:商敬猛
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年9期
论文发表时间:2019/8/23
标签：预应力论文; 混凝土论文; 孔道论文; 台座论文; 模板论文; 钢筋论文; 桥梁论文; 《建筑学研究前沿》2019年9期论文;