预制预应力混凝土箱梁的施工技术

摘要：主要根据哈尔滨绕城高速公路立交桥预制40m预应力混凝土箱梁现场的施工技术情况，就如何合理地确定预应力混凝土箱梁台座、模板数量，如何处理好芯模加工、混凝土浇注现场施工中遇到的技术难题进行详细阐述，以供类似工程参考。

关键词：芯模上浮、翼缘板裂纹、波形条纹、蜂窝、麻面、钢片式振捣器

中图分类号：TU647文献标识码： A

一、工程概况

哈尔滨绕城高速公路立交桥，箱梁80片，混凝土等级为C50，预制梁采用低松弛高强度φj15.24（270级）钢铰线，标准强度R by = 1860Mpa，锚具采用YM型夹片式锚具。

附半幅平面图和梁的断面图。

中梁跨中断面

二、施工前需准备测算的事宜

1.制梁台座、模板数量的确定

（1）箱梁预制前，先确定模板的形式、数量及台座的数量。

根据现场情况布置4―6个制梁台座，现场的施工能力为3天2片梁。

根据规范规定及结合实际施工经验，一片梁的钢筋组装需17小时，立内外模需10小时，浇注一片梁混凝土44m3需7小时，在外界温度25―30度及C50混凝土掺加高效减水剂的情况下，混凝土强度达100%的时间需3.5天，张拉一片梁时间需4小时，考虑一个制梁台座按6天一个循环计，为了连续施工不造成窝工现象，因此需9个预制梁台座，根据现场场地情况我们实际制作了6个台座。

（2）确定模板数量的因素有：模板循环使用周期、施工进度要求。

模板循环使用周期指的是：模板安装、顶板的绑扎、混凝土浇注、混凝土养生至可拆模强度、模板至调运到下个台座旁所需时间，模板循环一次所用时间约40个小时，若每天浇注1片梁，需两套模板，考虑到中梁48片，边梁32片，需补充半套边梁模板。

2.制梁台座的施工

箱梁由台座（底模）、外模板、内模析组成几何图形，内部安装钢筋及预应力孔道，浇注50号混凝土。预制梁重量为120t，因此底座的加工要通过严格的计算。由于预制箱梁底板厚度只有13cm，并且又有外径为7cm的波纹管通过，混凝土能否充实底板、满足混凝土的密实度是一个难题。底板混凝土的密实度主要通过两个方面来解决，一是在侧模上安装附着式震动器，二是底板材料采用弹性较好的钢板来加强底板的振动。

3.芯模施工

采用钢模板,拆除比较方便,根据梁体内室的结构,采用部分异型模板和标准模板联合组装。无加宽肋的5m标准室，端部加工部分异型模板,其余均用标准模板及部分改造的标准模板。

三、施工中所遇到的技术难题及解决方法

在预制40m预应力混凝土箱梁过程中，所遇到的技术难题主要有：芯模上浮，翼缘板裂缝（与腹板交接处），波形条纹、蜂窝、麻面等。

1.控制混凝土浇注时的芯模上浮

主要采取用槽钢作为压杠来加以控制。其方法为：在芯模上方用槽钢与侧模连为整体，侧模与台座再加以联接固定，在槽钢与芯模之间安装好高度为11cm（顶板厚度为10cm）的混凝土垫块（强度用C50）以压住芯模，施工顺序是先放好垫块，再安装槽钢。开始时，用单片槽钢，一个芯模上方布置4个槽钢，但未能有效地控制芯模上浮，原因是槽钢刚度不够，受力变形及垫块受振动后移位，采用双片槽钢，增加槽钢刚度，同时将垫块内布置铁丝，将垫块绑在槽钢上来固定垫块位置，通过采取这些措施才能有效控制芯模地上浮。

2.翼缘板与腹板交界处裂缝的处理措施

在安装芯模时，为防止芯模变形难以拆除而导致的损坏，在芯模内安装了钢架支承，混凝土浇注产生的冲击力及振捣时形成对芯模产生很大的浮力，由于钢架支承的存在，芯模变形很小，由于槽钢压杠的顶压，致使钢架支承产生很大的内应力，先拆除压杠时，芯模的钢架支承需要恢复变形，从而产生很大的变形应力，使箱梁顶板受力，这样就造成了顶板与腹板连接处、腹板与翼缘板连接处产生裂缝，所以施工中应根据翼缘板受芯模支承及压杠顶压的情况下，要先拆除芯模支承，再拆除压杠，避免裂缝的产生。

3.波形条纹的处理措施

根据R・雷尔密提出的混凝土拌和物粒径与振动器频率的关系及侧振力的计算公式：

d≤14×106/f2

P=4.9（Q2+0.2Q3+Q4）

式中d―碎石粒径 f―震动器频率

P―每m2模板的震动力（N）

Q2―每m侧模和震动器的擀量之和（KN）

Q3―每m梁段混凝土的重量（KN）

Q4―每m梁段钢筋和制孔器的重量之和（KN）

对计算结果分析后，决定采用两种附着震动器：ZW―7型（激振力700kgf/台），ZW―10型（激振力980kgf/台），两种附着振动器的频率均为2840HZ，考虑到梁底宽且无底震的情况下，ZW―10型布置在梁体下部，ZW―7型布置在上部，采取梅花布置，相邻的两个振动器的间距为1.2m，在使用的过程中发现效果不太良好，因此后来采取了减少振动器个数及震动器的布置方式，为防止振捣不足及底板漏震产生空洞，在距底板40cm处布置4个震动器，间距为1.4m，靠近横隔板的震动器由ZW―10型改为ZW―7型。在每次振捣时间控制在15―50S，一个震动器振捣不超过5次的情况下做了以下试验。在芯模底板下面沿梁长方向钻了4个等间距的直径为2cm的小眼来观察底板混凝土是否密实，如若小眼处有许多水泥浆冒出，即确定底板混凝土基本密实，立即停止下部附着式震动器振捣。上部混凝土振捣采取附着式震动器振捣的情况下，辅助直径50mm振捣棒振捣，这样既能防止振捣不足，造成底板产生空洞，又能控制由于过振而产生“波形条纹”现象。

4.处理蜂窝、麻面的技术措施

预应力混凝土梁表面出现蜂窝麻面和气泡现象的主要原因及处理措施：

（1）混凝土一次下料过多，振捣不实或下料与振捣配合不好，漏振造成蜂窝。可采取的措施有：控制下料量，分层、分段浇注，下料与振捣要密切配合，尤其腹板下部，振捣工要看着灰头跟踪振捣，必须掌握好每点的振捣时间，出现混凝土不再显著下沉，不再出现气泡现象方停止。

（2）混凝土流动性差，混凝土水灰比偏大，造成混凝土不易到达边角等特殊部位。改善混凝土配合比，增加搅拌时间，改善模板制作及安装的质量，在侧模下部和横隔板处增加拉筋。

（3）要消除气泡、麻面现象的产生，最根本的方法是采用钢片式混凝土振捣器进行振捣，在箱梁浇注过程中，采取从梁一端向另一端推进浇注混凝土的方式，控制每5m浇注一个单元，混凝土坍落度控制在8―10cm。振捣混凝土的措施为，波纹管处及其下部采用附着式震动器振捣，波纹管上部采用附着式震动器和直径50mm的振捣棒振捣，振捣模板与混凝土间无气泡冒出，泛浆为止，在浇注完一定段落腹板后，浇注顶板前，再使钢片式振捣器沿侧模内侧，钢片平行于模板表面，插入后平缓地边振捣边拔出，发现应有气泡冒出，无气泡后再在相邻位置插入，插入间距20cm，要保证振捣面连续，这样施工完的梁无蜂窝麻面，梁体表面的气泡量锐减，只存在少量小而浅的气泡，经过与其他未使用钢片式振捣器的梁相比，使用钢片式振捣器的箱梁腹板外观质量明显好于其它梁体，大幅度地消除了蜂窝麻面现象，并且减少了气泡的产生，克服了由于液态水及附在模板表面的气泡产生的外观质量缺陷问题。

四、结束语

在预应力混凝土箱梁桥梁施工过程中，只有合理地确定好预应力混凝土箱梁的预制施工方案，及时做好在预制箱梁中可能发生的各种技术应急预案，才能确保工程施工的顺利进行，才能保证桥梁的施工质量。

参考文献

1、《公路桥涵施工技术规范》 JTJ041-2000 人民交通出版社