预制小箱梁施工工艺控制要点

摘要 文章针对国道昆明南连接线高速公路工程预制箱梁的特点，分析了以往预制箱梁工艺的不足，针对如何标准化施工和关键工艺点控制，采取固定底模和整体式钢侧模；引用钢筋笼成型胎架；合理控制不同浇筑部位的施工配合比；关键控制预应力张拉和压浆工艺，确保了预制箱梁满足设计要求。

关键词 预制箱梁 标准化 钢筋笼胎架

中图分类号：TU756.4 文献标识码： A

一 工程概述

国道昆明南连接线高速公路工程西起高峣立交，沿线经过草海、河尾村、徐家堆、六甲乡、上五甲、罗衙村、中营、高庙、照西村、杜家营（昆玉高速），跨越昆河铁路、南昆线，止于东连接线民办科技园立交，全长共24.998km。上部结构为预应力混凝土预制小箱梁和现浇桥面板，预制箱梁约14万方混凝土(4687榀)，标准段桥面宽度为33.5m。为了推动预制箱梁施工的标准化，适应昆明公路交通的施工质量要求和大规模高速公路建设的箱梁生产要求，因此，对预制箱梁的生产工艺提出更高的要求。

二施工工艺控制难点及控制要点

1、模板工程

预制箱梁模板主要承受来自混凝土自重和浇捣振捣的荷载，对于模板的刚度具有一定得要求。以往预制箱梁模板为多块拼装而成，底模采取临时底模；内模采用槽钢支撑，木板外包；侧模为多块拼装而成。整个模板的安装工艺时间长，外模由多块拼接而成，拼接缝处多为漏浆严重处，影响了外观；内模的木模反复利用率低，并且装模周期长，混凝土内腔成型外观差；底模采取临时底模，每次安装底模都须反复调平。

为了避免箱梁外表面拼接缝的产生影响箱梁整体外观质量，确定整个模板系统以“整体式”钢模板，配合固定底模为主要设计理念进行加工。

（1）底模

考虑模板的周转次数多，箱梁底模采取固定形式台座，即混凝土将台座基础进行硬化，此形式能够加强箱梁底模浇筑过程中底模的刚度，减少临时底模引起的底模失“平”，同时，底模无须调平，消除了由于临时底模须调平而引起的工艺周期延误。在混凝土台座硬化后，底模钢板采取8mm钢板铺装。

（2）侧模的加工

侧模采取整体移动形式模板，分为中梁模板和边梁模板两种类型。因箱梁有中横梁，箱梁一侧外模共分为2部分。外模钢板采取6mm钢板，钢板须采用平板。

（3）内模加工

内模采取拼装形式模板。为了方便拆装，每节内模分为7块模板拼装而成，各节之间采用螺栓连接。内模的上部必须每间隔1.5米设置一个防上浮横梁，防止由于振捣混凝土产生的内模上浮现象。

2、钢筋工程

钢筋工程作为隐蔽工程，钢筋制作的质量将影响预制箱梁的内在质量，以往工程中，钢筋笼成型采用底模上绑扎成型，对于钢筋箍筋间距和水平筋间距的控制完全依靠人工控制，钢筋箍筋间距控制困难，保护层厚度控制不准确，并且钢筋笼制作占用底模时间长，直接影响钢模立模，延长了整个工艺的周期。本工程改进了钢筋加工方式，采取钢筋笼胎架加工，将钢筋工程与模板工程分离，缩短了整个工艺的周期，避免了工艺之间的相互影响因素。

（1）钢筋笼制作

根据箱梁钢筋笼制作的精度特殊性，要求各单体部件制作成型精度满足总装精度要求。为此根据各单体部件和总装工艺的精度，专门加工能保证高精度的钢筋笼胎模，来达到钢筋笼的精度要求和总装的精度要求。严格控制最外层钢筋净保护层，在钢筋和模板之间设置保护层垫块，垫块尺寸应符合设计要求，垫块的纵、横间距均不应大于1000mm，每平方米不少于4块垫块。

（2）波纹管定位

波纹管安装后要求线形平顺，安装牢固，密封良好和接头严密，对于曲线孔道，应严格控制弯起点和弯起高度，直线段波纹管定位钢筋间距不大于80cm，曲率大处不大于50cm。对于安装好的波纹管，在混凝土浇筑前，须在波纹管预先穿入衬管，避免由于波纹管漏浆引起的钢绞线串束困难，确保波纹管内腔平滑。

（3）锚垫板安装

锚垫板的安装，关系到预应力张拉质量和安全的关键预埋件，锚垫板平面应根据箱梁端部角度进行调节，确保锚垫板平面应与波纹管的方向垂直。锚垫板与端模接触面须防漏浆，确保压浆孔的使用和锚垫板平面的定位准确。

3、混凝土工程

混凝土工程的质量将之间关系到预制箱梁的结构质量，混凝土的配合比设计的施工合理性和适用性，将决定整个预制箱梁的外观和内在质量。由于预制箱梁的断面结构决定，腹板为薄壁结构，底板的混凝土落料只能采取顶板“开天窗”或者沿腹板落料方式，因此，混凝土施工配合比的控制将决定箱梁的外观质量和混凝土振捣密实度。

（1）混凝土配合比、原材料要求

混凝土配合比采用设计强度等级C50，坍落度控制150±30mm。由于箱梁属于薄壁结构，整个混凝土落料的空间最大不足35mm，浇筑时间一般为3小时，因此，对混凝土要求坍落度采取坍落度控制，即底板坍落度控制为180mm，腹板混凝土坍落度控制为160mm，面板混凝土坍落度控制为120mm；混凝土须浆液具有包裹性、流动性，每小时坍落度损失不得大于40mm。

（2）混凝土振捣工艺

由于混凝土浇筑时间过长，引起的冷缝现象已成为混凝土通病之一，控制混凝土振捣时间是控制冷缝出现的主要手段。确保梁体浇捣时间控制在3小时内，控制浇捣箱梁底板的时间和浇捣腹板的时间间隔，间隔应不大于1.5小时。振动中，避免振动棒碰撞模板，振捣插入点间隔半径不大于20cm，振捣腹板过程振捣棒须深入下层混凝土35cm，确保两次混凝土的接触面的混凝土均匀、密实。

（3）拆模时间控制

模板的拆除应确保构件的安全，拆模时混凝土强度不得低于2.5Mpa，侧模在浇筑混凝土大于20小时后方可拆除，内模在浇筑混凝土大于12小时后方可拆除。

当日平均温度低于5°C时，内、侧模板应在混凝土浇筑完毕后24h后方可拆除；当日昼夜平均温度低于2°C时，不得进行混凝土施工。

4、预应力工程

整个箱梁主要通过预应力来承受来自箱体自重和外借荷载的作用，预应力工程质量关系到预制箱梁使用寿命的关键，张拉和压浆作为预应力工程的两个主要工序，张拉工艺双控的准确度和压浆的饱满度将是主要控制工艺。

（1）钢绞线

钢绞线的下料长度通过计算确定，下料长度=结构的孔道长度+(锚夹具厚度+千斤顶长度+工具锚环环厚度+外露长度)×2。钢绞线的切断采用砂轮锯，不得使用电弧或氧气切断。

（2）张拉控制

张拉控制应力须根据设计要求确定，混凝土必须达到设计强度（采取同条件养护试件），混凝土龄期不少于7天，方可张拉钢绞线。钢束采用两端对称平行张拉（即同时采取4台千斤顶进行对称张拉），其张拉顺序应严格参照设计要求执行。

严格按照规范要求对伸长量进行计算后实施张拉作业，预应力筋的张拉顺序和张拉控制力应符合设计规定，当施工中需要对预应力筋实施超张拉或计入锚圈口预应力损失时，可比设计规定高5%，但在任何情况下均不得超过设计规定的最大张拉控制应力。预应力张拉采用双控，以张拉力为主，引伸量为辅，实测延伸值与理论延伸值再加上初应力伸长的估算值。对于检验合格后的端头多余预应力筋，在距离锚板30mm，且不小于1.5倍预应力筋直径处用砂轮机切割。

（3）压浆配合比

预应力筋张拉后，孔道应及早压浆，应在48小时内灌浆完毕。浆体水灰比为0.26~0.28，采用的水泥、施工用水和拌浆材料进行拌制。采用的专用拌浆设备进行拌浆，拌浆设备由2部分组成，第一部分为拌浆部分，第二部分为储浆部分。拌浆部分采用循环拌浆方式，确保浆液拌制均匀；储浆部分配有高速搅拌设备，防止拌制成型浆液在储浆过程离析。

（4）压浆

启动灌浆泵，当灌浆泵输出的浆体达到要求稠度时，将泵上的输送管接到锚垫板上的引出管上，开始灌浆，稍后打开排气阀，当水泥浆从排气阀顺畅流出且稠度与灌入的浆体相当时，关闭阀门，保持一个不小于0.5MPa的稳压期，该稳压期保持时间为3~5min，继续灌浆直到灌浆泵处压力达到0.5Mpa~ 0.7Mpa时，待沿着外露钢绞线有浆体溢出时，关闭灌浆泵及灌浆端阀门，灌浆完成。

三结束语

国道昆明南连接线高速公路工程作为云南地区标准化施工的示范工程，在施工过程中，利用钢筋笼胎架进行绑扎，摒弃了以往箱梁施工中钢筋绑扎采取底模绑扎，引起的钢筋绑扎不平整、保护层层次不齐的现象；加工整体形式钢模，减少了由于模板拆、拼产生的多余工序，并且有效提高了梁体腹板的外观质量；混凝土硬化台座，确保了整个底模的强度、平整度。本工程为今后云南地区预制箱梁的整个工艺关键部分具有较强的借鉴作用，为将来预制箱梁工艺的进步和完善奠定了基础。