小箱梁的施工工艺

摘要 堡镇港桥为崇明至启东长江公路通道（上海段）工程IV标范围内跨越港沿公路及堡镇港的大型桥梁，桥梁汽车荷载为公路-Ⅰ级，上部结构采用先简支后连续小箱梁结构，单幅桥梁布置2片边梁及4片中梁，梁体预制采用后张法施工。

关键词后张法；预应力混凝土小箱梁；桥梁预制

中图分类号：TU757.1+4文献标识码： A 文章编号：

1工程概况

堡镇港桥为崇明至启东长江公路通道（上海段）工程IV标范围内跨越港沿公路及堡镇港的大型桥梁，上部结构采用先简支后连续小箱梁结构，单幅桥梁布置2片边梁及4片中梁（详见图1）。小箱梁预制中梁及边梁顶面宽度均为2.3m，底面宽度均为1.5m，跨中断面腹板厚度为18cm、底板厚度为16cm,支点断面腹板厚度为31cm、底板厚度为26cm，共有后张法预应力箱梁396榀。

2施工方法

2.1箱梁模板设计及制作

（1）外模：箱梁外模采用厂家定制组合钢模板，面板采用δ6mm钢板，使用[10槽钢作横肋，[12槽钢和[8槽钢焊接桁架作为竖围囹，用双[12槽钢作横围囹，设上下两道M20对拉螺栓。

（2）内模：内模采用定型钢支撑加钢板，标准段1.5m长为一段，节段之间使用螺栓连接。[8槽钢作为围囹和支撑，-6×60钢板作横纵肋，在绑扎顶板钢筋前进行内模支立，为便于梁体混凝土浇筑，在内模顶板预留30×50cm下料孔，间距1.5m。同时在内模底板预留30cm振捣槽，混凝土浇注完成并达到一定强度后从梁端取出内模板。

2.2 施工工艺流程

图2后张法预应力混凝土小箱梁施工工艺流程图

2.3 预应力筋、普通筋制作、绑扎

（1）材料：原材料必须符合GB1499.2-2007、GB1499.1-2008、 GB/T52254-2003、GB700-88的规定。对于非预应力钢筋按不同钢种、等级、型号、规格及生产厂家分批验收，试验室根据相关规范、规程和设计规定抽取相应数量试样，经试验质量检验合格的产品才允许进场。进场材料必须分别堆放，不得混杂，且必须设立识别标志。现场不得存放不合格材料，更不得非法在工程结构中应用不合格材料或未经验收合格标注的材料。非预应力钢筋和预应力材料等，必须具有出厂质量证明书和试验检验报告单。

（2）钢筋、钢绞线制作、绑扎

钢筋的加工：钢筋表面应清洁，使用前应将表面油渍、铁锈清除干净，避免在运输中受到污染。加工时钢筋应平直，无局部弯折。钢筋的加工尺寸要符合设计图纸及规范要求，钢筋的焊接、绑扎长度要符合规范要求。钢筋加工的顺序：底板肋板顶板，先绑扎底板筋，再绑扎侧、顶面钢筋，钢筋制作时严格控制质量和几何尺寸，保证钢筋间距，保护层厚度、定位钢筋的纵横坐标。

钢绞线的加工：钢绞线采用砂轮锯下料，切割时在每端离切口3～5cm处用铁丝绑扎，人工转运和堆放时，手携、肩抬的间距不超过3m，端部悬出长度不大于1.5m，并严禁在地上拖动或与其他构件直接接触以避免其表面的损伤。

2.4 模板安装及拆除

（1）模板的拼装：先装侧模，再装内模，后装堵头模板。在梁底板及腹板钢筋绑扎就绪、波纹管安装就位后，开始支立梁体外侧模板和内侧模板。模板采取分节拼装，节段之间螺栓连接，拼接缝处加橡胶条止浆带。安装模板时严格控制各部位尺寸，待外模和内模安装结束后，开始安装梁顶板钢筋及连续端二次张拉波纹管和锚垫板。侧模上下均采用φ20拉杆对拉间距80cm。螺杆起拉、撑作用，防止模板变形和保证梁体尺寸。由于内模与砼接触面积大，在浇筑时，内模可能出现上浮及左右偏移的情况，致使箱梁顶薄底厚，左右厚度不均，故用50号砼制成长方体块将内模支撑于砼台面上，内模利用砂浆保护层垫块以保证内模不会左右晃动，顶部用钢管设置竖向支撑以保证内模不会上浮。模板支立前应处理达到规范要求后均匀涂刷脱模剂。模板拼装时必须控制模板顺直和两侧模净间距，模板顶面在同一水平面，模板无变形，中部无凸或凹曲，拼装完成必须由主管工程师及监理检查合格后方可进行下道工序。

模板支立示意图如下：

模板支立示意图

（2）脱模时间应严格控制，过早易使砼产生裂缝，当砼强度不低于3Mpa时方可拆除模板。

2.5 波纹管安装

（1）波纹管安装以底模为基准，按预应力包络曲线坐标定出相应位置，将其固定在定位钢筋上。

（2）波纹管接缝数量尽可能少，每个接缝处严格加以密封。

（3）在穿钢丝束以前，波纹管所有管道端部均密封并加以保护。

（4）波纹管在安装前应确保无变形、无渗漏现象时方可使用。

（5）波纹管的连接，采用大一号同型波纹管作接头管。波纹管连接后用密封胶带封口，曲线圆顺，避免混凝土浇筑时水泥浆渗入管内造成管道堵塞。

（6）波纹管安装时要求位置准确，采用“井”字型钢筋卡与支撑筋固定牢固，避免在浇筑混凝土过程中产生移位，从而保证预力筋位置准确。端头锚垫板与波纹管孔道中心保持垂直。为使孔道定位准确可靠，防止波纹管上浮，采用Φ12钢筋进行定位，直线段平均0.8m，弯道部分每0.5m设置定位钢筋一道，确保管道坐标精确， 定位钢筋与箱梁纵横向钢筋点焊连接。确保安装的波纹管表面无损坏，接头要顺畅牢固不漏浆。安装过程中防止尖物锐器和重物碰撞，防止电弧焊和割刀火焰等伤害波纹管。对波纹管作技术性能检验，并对锚入砼的端头部位作密闭试验，确保预应力管道畅通。

为防止波纹管在混凝土浇筑过程中发生变形以确保预应力管道的畅通，在波纹管内穿塑料管，并在混凝土浇筑过程中拉动塑料管，初凝后抽出。箱梁顶板负弯矩钢束的塑料波纹管在预制箱梁时预埋，并采用在波纹管内穿废弃钢绞线的方法防止浇筑主梁混凝土时波纹管发生变形影响后期穿束，在混凝土初凝后及时将钢绞线抽出。

2.6 砼的浇筑

（1）混凝土浇筑前检查模板安装尺寸、接缝、拉杆螺栓、模板拼接螺栓等，要求模板安装尺寸准确，支立牢固。

（2）梁体混凝土由拌和站统一拌制， 6m3混凝土搅拌车运输至现场,泵车泵送入模。

（3）梁体浇筑采取先底板、后腹板和顶板的施工方法。从梁一端循序进展到另一端。梁体浇筑时，先从内模上预留孔进料，由人工进梁内采用软轴振捣棒从振捣槽对底板进行振捣，振捣后及时用木板封槽，防止浇筑腹板混凝土时槽口反浆。待底板浇筑结束后，开始浇筑梁体腹板和顶板，腹板采用斜层浇筑法，从一端向另一端分层浇筑。每层控制在30cm内。为防止梁端锚垫板位置混凝土架空，需由专人采用Ф50软轴振捣棒进行加强振捣。浇筑梁顶板混凝土时，先封住内模上开口，仍从一端向另一端浇筑，混凝土下料一次达到设计厚度，由人工摊平，软轴式振捣棒振捣，随后人工整平收面。混凝土浇筑过程中随时检查模板紧固和漏浆情况。

（4）混凝土浇筑过程中，注意对波纹管等埋件的保护，严防发生位移和漏浆等事故。砼浇筑过程中拉动塑料管，初凝后抽出塑料管。同时派专人密切注意梁体支撑及模板情况，有异常情况及时采取措施。

（5）梁体混凝土尽量安排在白天进行浇筑，便于浇筑全过程的施工和监护。待砼初凝后，用土工布覆盖、洒水养护，水质为饮用水。严禁采用污水进行养护，养护时间按照规范规定。

2.7 凿毛

模板拆除后安排专人对箱梁端部砼凿毛，以便封锚砼能很好地与梁体砼结合；预制主梁顶和翼板等与现浇混凝土连接处的混凝土表面必须凿毛、冲洗，以保证新老混凝土的结合。

2.8 钢绞线编束及穿束

（1）钢绞线在现场统一下料。为防止成捆钢绞线拆封后松散，拆前需用钢管架将整捆钢绞线紧固，然后由内圈抽出钢绞线，按所需下料长度用砂轮切割机逐一截取，并在每端离切口30～50mm处用铁丝绑扎。严禁使用电、气焊进行钢绞线切割。

（2）钢绞线下料严格按照“需要长度=设计长度+工作长度”的原则截取并挂设标签，标出盘号和使用部位。

（3）将同束多根钢绞线通长顺直摆设，中间不得缠绕，每隔1～1.5m绑扎一道铅丝进行编束，铅丝头弯进钢丝束里，以便于穿波纹管孔时通过，并挂牌标出长度及设计编号，按编号分类堆放。钢束堆放时要防止弯折并有防雨措施。

（4）穿束时先用扎丝将一头扎起，并采取措施包裹钢丝束端部，以免在穿入时与波纹管刮擦，用人工进行穿入，完成后松开扎丝并在两头挂上锚具。

2.9 张拉预应力钢铰线・

（1）张拉前的准备工作

①张拉设备及量测标尺的准备。

所有张拉设备在使用前应进行标定，千斤顶与压力表应配套使用，不得互相调换。

②具备预应力知识及正确操作张拉器具的熟练工人。

③施工用表格及伸长量、张拉力等计算。

④预应力筋及锚具安装正确，混凝土已达设计要求。

a、为确保预应力箱梁质量，采用双控张拉，当实测伸长值大于理论引伸量6％或小于理论引伸量6％时，应停止张拉，待查明原因后继续张拉。

b、梁体砼实际强度达到设计强度的90%龄期达到15天后方可进行张拉，张拉时要按编号顺序逐根对称均匀张拉。

（2）压力表的检校

千斤顶与压力表配套校验，以确定张拉力与压力表之间的关系曲线，确保所用压力表的精度不宜低于1.5级。

（3）张拉程序

张拉程序控制为：0初应力（0.1σcon）σcon（持荷2min锚固）。

钢绞线张拉锚下控制应力为σs=0.75fp=1395Mpa。张拉采用双控，以钢束伸长量进行校核。

（4）张拉时注意事项

高压油泵运转前，将各油路调节阀松开。在增大负荷时，注意观察压力表指针是否正常稳定。油泵停止工作时，将回油阀缓缓松开，待压力表指针回零后，再进行千斤顶回油工作。张拉千斤顶工作时，观察是否有漏油现象，千斤顶位置是否偏斜，如有偏斜现象应及时调整。千斤顶在张拉过程中，顶压油缸要回程到底。在顶压时，张拉缸持荷，保证张拉力稳定。张拉操作要做到三对中（孔道、锚垫板、千斤顶对中）。张拉时两端同时进行，统一指挥。分级进行，每拉一级都要认真检查有无滑丝、滑移现象，出现异常查找原因，立即处理。退楔后，在锚固口钢丝上刻痕，观察是否有滑移现象。张拉过程中，操作千斤顶及其他工作人员，应站在千斤顶侧面工作，任何工作人员不得站在千斤顶两端正面位置，以保证安全。

（5）安全操作注意事项

张拉前应组织专门的技术交底，并做好安全防护措施。在台座两端设置牢靠坚固的挡冲板，千斤顶后面不得站人，以防止钢绞线张拉过程中被拉断或锚具弹出伤人。高压油泵出现不正常情况时，立即停机检查。当钢铰线实测伸长值与理论计算值校差超过6％时，停止张拉,查明原因；已张拉完尚未压浆的梁，严禁搬动或剧烈震动，以防预应力钢铰线断裂酿成重大的事故。

2.10 压浆、封端

（1）孔道准备

灌浆前应用压力水冲洗孔道，并用高压气排出积存在波纹管里的少量水，一方面润湿管壁，保证水泥浆流动正常，另一方面检查灌浆孔、排气孔是否正常。

（2）孔道灌浆

纵向预应力管道的压浆采用真空压浆工艺进行压浆。

①工作原理

在压浆前，首先采用真空泵抽吸预应力管道中的空气，使管道内的真空度达到80％以上，然后在管道的另一端再用压浆机以大于0.7Mpa的正压力将水泥浆压入预应力孔道，由于孔道内只有极少的空气，极难形成气泡；同时由于孔道与压浆机的正负压力差，大大提高孔道压浆的密实度、饱满度；在水泥浆中，减少了水灰比，添加了专用的添加剂，提高水泥浆的流动性，减少水泥浆的收缩。

②工艺流程

在水泥浆出口及入口接上密封阀门，将真空泵连接在非压浆端上，压浆泵连接在压浆端上。

在压浆前关闭所有排气阀门（连接真空泵除外）并启动真空泵，达到负压0.1Mpa（真空度达到80％以上）。如果未能达到此值则表示波纹管未完全密封，需进行检查。

在保持真空泵运作的同时，开始进行压浆，当从排气孔流出无气泡和微沫浆，稠度与压浆端基本一致时，方可关闭真空泵。

开启抽真空端上的排气孔，打开压浆泵，当从真空端的排气孔冒出与压浆端稠度一致的水泥浆时，停止压浆，关闭抽真空端的排气孔。

打开压浆上的排气孔，打开压浆泵，直到从压浆端上的排气孔所溢出的水泥浆形状均匀，与压浆机内的水泥浆基本一致时，关上压浆端上的排气孔和压浆机。

启动压浆机，当压力≥0.5Mpa时，保持压浆2分钟。

关闭压浆泵出浆处的阀门及压浆泵。

拆下真空管的活接，卸下真空泵；拆下空气滤清器和灌浆胶管，清洗压浆工具。

③孔道压浆注意事项:

a、压浆前，通过注浆孔吹入无油分的压缩空气清除管道松散微粒，确保孔道内清洁畅通，然后将锚具周围的钢丝间隙和孔洞填封，以防冒浆。

b、压浆时，拌制水泥浆量应与使用量对应，防止压浆过程中缺浆造成孔道堵塞，每一班留取不少于3组试样，标准养生28d，检查其抗压强度作为水泥浆质量评定的依据。

c、压浆时，自梁一端注入，而在另一端流出，流出的稠度与注入稠度相同时方封闭出浆口；注入管在压力下进行封闭，直到水泥浆凝固。

d、水泥浆自拌制到压入孔道的延续时间，一般不宜超过45min，水泥浆在使用前和压注过程中需经常搅动。

e、预制梁在压满浆后要进行保护，一天内不得受振动，管道内水泥浆在注入后48h内，结构混凝土温度不得低于5℃，否则采取保温措施。

f、具有完善的压浆记录，包括每个管道的压浆日期、水灰比及掺加料、压浆压力、试块强度、障碍事故细节及需要补做的工作。

2.11 封锚

（1）封锚在压浆前完成，封锚前切除外露多余的钢绞线，保证离锚具不小于3cm的距离。

（2）将梁端及支承垫板杂物清除干净，然后设置钢筋网片并装模，浇筑封锚端混凝土。

3结语

由于预应力小箱梁具有结构新颖、施工简单、梁体重量轻，承载能力强等特点，目前已被广泛应用于高等级公路桥梁的上部结构，并将逐步取代昔日的工型组合梁结构的趋势。崇启通道堡镇港桥采用了预应力小箱梁预制施工，施工过程中结合设计和相关规范要求，严格细致地做好了各施工环节中的质量控制，确保了施工质量且外型美观、运行安全的目的。其施工方法与工艺流程为同类桥梁小箱梁施工提供了借鉴参考经验。