預(yù)制小箱梁施工工藝探究范文
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1工程概況
某大橋引橋上部結(jié)構(gòu)為30m跨徑預(yù)制小箱梁，跨徑組合為4×(5×30)m＋(6×30)m，共計26跨，全長780m。上部結(jié)構(gòu)30m小箱梁為先簡支后連續(xù)等高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，單幅每跨5榀小箱梁，共計260榀。
2預(yù)制小箱梁施工工藝及質(zhì)量控制
2.1臺座施工預(yù)制梁的加工制作過程全部在臺座上完成，因此臺座的設(shè)計及施工是否滿要求將直接影響箱梁預(yù)制的質(zhì)量。該項目臺座中間部分基礎(chǔ)寬1.5m，深0.2m，鋪筑10cm碎石墊層，再澆注10cmC15混凝土。臺座兩端基礎(chǔ)設(shè)置枕梁，高度0.4m，寬度2.5m，長度95m，讓每排18個臺座連成一體。臺座及枕梁基礎(chǔ)受力滿足使用要求。臺座寬度為0.922m，高度為30cm，澆注C30混凝土。臺座頂面鋪設(shè)10mm厚的鋼板，鋼板與臺座上的預(yù)埋槽鋼間斷焊接，并預(yù)留捆綁吊裝孔。底座內(nèi)預(yù)埋Φ50mmPVC管作為拉桿孔，間距60cm，用于模板側(cè)模下端的定位和加固。預(yù)制區(qū)臺座縱斷面圖見圖1。根據(jù)設(shè)計圖紙，每個底座設(shè)置1.7cm反拱，并按照二次拋物線布置。
2.2鋼筋工程鋼筋工程分2個部分，分別為底腹板鋼筋和頂板鋼筋，均在胎膜上綁扎，見圖2。底腹板鋼筋胎膜用φ22mm螺紋鋼制作，應(yīng)對底腹板鋼筋和腹板波紋管進(jìn)行定位。頂板胎膜為梳齒狀鋼板制作，梳齒間距為橫向環(huán)形鋼筋的布置間距。胎膜通過與預(yù)埋鋼筋焊接固定在水泥地面上。保護(hù)層墊塊統(tǒng)一采用水泥墊塊，梅花形布置，水平間距1m，豎向間距0.5m。每平方米不小于四個，對于箱梁底腹板厚度變化處及端橫梁處適當(dāng)加密根據(jù)鋼筋直徑的不同才別采用機(jī)械連接、焊接機(jī)綁扎的連接方式。對于搭接焊的鋼筋端頭提前作預(yù)彎處理，保證焊后鋼筋軸線在一條線上。腹板鋼筋及頂板鋼筋綁扎完成，安裝好保護(hù)層墊塊，驗收合格后，采用桁架式吊具整體吊裝，見圖3。吊具在使用前應(yīng)對底腹板鋼筋骨架經(jīng)行試吊，檢查變形情況。
2.3模板工程箱梁內(nèi)、外模板均采用分片拼裝式鋼模板。模板在廠家加工成型，運(yùn)至現(xiàn)場組拼，見圖4-圖6。模板初次使用時，應(yīng)將表面銹跡清除干凈，避免污染混凝土表面。模板表面涂刷優(yōu)質(zhì)機(jī)油作為脫模劑，涂抹均勻。以后每次脫模后應(yīng)及時將模板表面清理干凈，并涂上脫模劑，以備下次使用。外膜安裝時，在臺座預(yù)埋槽鋼內(nèi)設(shè)置橡膠管，下部采用φ16mm對拉桿固定，拉桿穿過臺座預(yù)留Φ50mmPVC管。水平及高度通過模板背架底部楔形木塊調(diào)整。安裝過程中每個模板縫加墊雙面膠帶，對板面局部接口不平處進(jìn)行打磨處理，確保接縫密實、平直、順滑，外模安裝完畢后檢查驗收模板，并采用固定角度的三角鋼板檢查外模傾角，保持位置和尺寸正確。箱梁內(nèi)模依據(jù)拼裝順序依次拼裝，兩側(cè)支護(hù)牢固，并檢查內(nèi)模尺寸符合設(shè)計要求。在端模與內(nèi)外模拼接處設(shè)置豎向小內(nèi)倒角，防止拆端模時破壞箱梁端部棱角。內(nèi)模安裝完成后在頂板上每5m設(shè)置一道反壓梁，在兩端和負(fù)彎矩處按2m加密設(shè)置，用花籃螺栓與箱梁外模拉緊，使內(nèi)外模形成一個整體，防止底腹板混凝土澆注時內(nèi)模上浮，待混凝土澆注完成后及時拆除。澆筑時，應(yīng)派人專門檢查，發(fā)現(xiàn)模板有變形、松動等異常情況時，應(yīng)及時調(diào)整。模板安裝和底腹板鋼筋綁扎同步進(jìn)行。
2.4混凝土施工箱梁混凝土的澆注順序為：底板→腹板→頂板。混凝土澆筑時從梁的一端向另一端推進(jìn)。兩側(cè)梁端5m內(nèi)應(yīng)按照從梁端向跨中方向的順序澆注，防止浮漿匯集于梁端，影響錨固區(qū)混凝土質(zhì)量。底板混凝土通過內(nèi)膜頂板上的預(yù)留孔口放料，邊澆注邊用6mm鋼板蓋住底板混凝土，蓋板通過三角楔形塊頂壓牢固，并用角鋼在內(nèi)膜腹板位置設(shè)置內(nèi)支撐，防止腹板混凝土澆注時內(nèi)模的左右移動。腹板混凝土分三層澆注，平均每層層高30~35cm，縱向連續(xù)不分段澆注。兩側(cè)腹板混凝土澆注需同步，減少混凝土不均勻側(cè)壓力引起內(nèi)模的偏移。混凝土澆注應(yīng)注意如下問題：（1）整個澆注過程中需對澆注順序進(jìn)行控制，局部重點(diǎn)部位如錨墊板附近、支座上方、箱梁倒角、負(fù)彎矩鋼筋較密等處應(yīng)優(yōu)先放料，避免浮漿匯集于此處，影響該處混凝土強(qiáng)度。對以上重點(diǎn)部位加強(qiáng)振搗。（2）振搗棒不得觸及波紋管、錨具及模板。（3）混凝土澆注前，對模板、鋼筋、波紋管及其它預(yù)埋件進(jìn)行認(rèn)真檢查。（4）箱梁頂面平整度應(yīng)控制在±0.7cm。（5）在頂板用木板搭設(shè)澆注平臺，整個澆注過程（腹板和頂板混凝土澆注）均在平臺上進(jìn)行。混凝土澆注完成后及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。夏季養(yǎng)護(hù)采取噴淋養(yǎng)生，在箱梁內(nèi)倉及外側(cè)腹板設(shè)置噴水管。頂板用土工布澆水覆蓋，以保持混凝土表面經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)。冬季養(yǎng)護(hù)采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/TF50-2011)非承重模板應(yīng)在混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa時方可拆除。預(yù)制箱梁側(cè)模、內(nèi)側(cè)模屬于非承重模板，當(dāng)混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa時方可拆除。預(yù)制跨中橫隔板及非連續(xù)端預(yù)制端橫梁在模板拆除后需用方木支墊。
2.5預(yù)應(yīng)力工程波紋管采用金屬波紋管，鋼帶厚度0.3mm，在現(xiàn)場制作成型。正彎矩鋼束波紋管在布管安裝前，應(yīng)按設(shè)計規(guī)定的管道坐標(biāo)在胎膜上進(jìn)行放樣，設(shè)置定位鋼筋，定位筋采用φ8鋼筋，并使用倒“U”字型鋼筋與鋼筋骨架焊接牢固，使其在混凝土澆筑期間管道不產(chǎn)生位移，見圖7。為確保水泥漿不滲入波紋管內(nèi)，需采取如下措施：（1）波紋管與錨墊板或接頭管的連接處，需用膠帶纏繞，以防水泥漿滲入波紋管內(nèi)；（2）接頭管末端也要用膠帶封堵好；（3）在進(jìn)行焊接操作時，盡量不要讓焊渣濺到金屬波紋管上；（4）在澆筑前需仔細(xì)檢查波紋管的完好性，發(fā)現(xiàn)小孔或破損處，需用膠帶纏繞或進(jìn)行更換。為防止波紋管在混凝土壓力下變形的現(xiàn)象，在波紋管內(nèi)穿內(nèi)撐管，并在混凝土澆注過程中及結(jié)束后，及時串動內(nèi)撐管，見圖8。負(fù)彎矩處波紋管采用3根直徑為2cm的PVC管作為內(nèi)撐管。在預(yù)制區(qū)內(nèi)設(shè)置鋼絞線的下料場地。將單根鋼絞線用砂輪切割機(jī)下料，以保證切口平整、線頭不散。再根據(jù)圖紙上的鋼束編號對號穿入波紋管內(nèi)，縱向束應(yīng)整束穿入，負(fù)彎矩束則單根穿束。整束穿入時應(yīng)先編束，編束時鋼絞線順直，不得交叉扭轉(zhuǎn)。同時每隔2~3m用透明膠布綁扎一道。全束穿好后應(yīng)保證端頭與設(shè)計位置平齊，以利于下一步張拉。預(yù)制箱梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度90%后，且混凝土齡期不小于7d時，方可張拉預(yù)應(yīng)力鋼束。張拉前應(yīng)對同條件試塊進(jìn)行試壓，確定混凝土的實際強(qiáng)度。預(yù)應(yīng)力施工的智能張拉設(shè)備采用DDZL-3816型智能預(yù)應(yīng)力同步張拉系統(tǒng)，系統(tǒng)可通過分析實時采集的張拉壓力值和預(yù)應(yīng)力筋伸長量值，調(diào)節(jié)兩端對稱張拉的速率，實現(xiàn)單束鋼絞線兩端張拉的同步性、多束鋼絞線對長張拉的同步性、張拉過程的同步性和張拉停頓點(diǎn)的同步性。張拉力同步精度可控制在±1%,伸長量同步精度可達(dá)±1mm。較好的滿足規(guī)范兩端對稱張拉的要求。同時，整個張拉過程實現(xiàn)多級別報警，可手動立即停止張拉，檢查問題。實際伸長值與理論伸長值的差值應(yīng)控制在±6%以內(nèi)，滑絲或斷絲數(shù)每束1根、且每斷面不超過鋼絲總數(shù)的1％。如不符合該要求，應(yīng)停止施工查明原因妥善處理后方可繼續(xù)施工。在控制張拉應(yīng)力達(dá)到穩(wěn)定后方可錨固,錨固完畢后并經(jīng)檢驗合格方可用砂輪切割多余的鋼絞線。預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的目的在于通過凝結(jié)后的水泥漿將預(yù)應(yīng)力傳遞至混凝土，并防止預(yù)應(yīng)力鋼絞線的銹蝕。預(yù)應(yīng)力筋張拉結(jié)束并經(jīng)檢查合格后，應(yīng)在24h內(nèi)盡快壓漿。壓漿前用高壓水沖洗孔道，以沖走雜物并濕潤孔道內(nèi)壁，防止干燥的孔壁吸收水泥漿中的水分而降低漿液的流動性，清洗完后，可用不含油的壓縮空氣排除管道內(nèi)的積水。水泥漿采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水泥漿強(qiáng)度不低于50MPa。水泥漿應(yīng)攪拌均勻，先加水后加水泥，拌合時間不少于90s，水泥漿自調(diào)制到壓入管道時間不得超過40min，水泥放入壓漿罐時，應(yīng)經(jīng)過濾，過濾網(wǎng)格不得大于2.5mm×2.5mm。壓漿順序宜先壓注下層孔道。壓漿應(yīng)緩慢、均勻地進(jìn)行，不得中斷。壓漿使用活塞式壓漿泵，壓漿的最大壓力控制在0.5~0.7MPa，從一端向另一端壓漿，直至被壓端冒出濃漿后堵塞壓漿孔，穩(wěn)壓2分鐘，再向另一孔壓漿。壓漿應(yīng)達(dá)到孔道另一端飽滿和出漿，并應(yīng)達(dá)到排氣孔排出與規(guī)定稠度相同的水泥漿為止。為保證管道中充滿灰漿，關(guān)閉出漿口后，應(yīng)保持不小于0.5MPa的一個穩(wěn)壓期，該穩(wěn)壓期不宜少于2min。壓漿過程中池內(nèi)水泥漿要保持循環(huán)，不得發(fā)生沉淀，壓漿工作連續(xù)進(jìn)行，中途不得停止。當(dāng)氣溫高于35℃時，壓漿在夜間進(jìn)行。壓漿后應(yīng)及時封錨，先將其周圍沖洗干凈并對梁端混凝土鑿毛，然后設(shè)置鋼筋網(wǎng)澆筑封錨混凝土，封錨混凝土的強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。澆筑時要加強(qiáng)振搗，要求混凝土密實，無蜂窩麻面，與梁端面平齊。
3結(jié)語
經(jīng)過多次現(xiàn)場工程實踐表明：后張法制作預(yù)應(yīng)力小箱梁施工環(huán)節(jié)較多，任何一個環(huán)節(jié)都直接影響到箱梁質(zhì)量。雖然近些年隨著交通行業(yè)的大發(fā)展，預(yù)制小箱梁得到了普遍的應(yīng)用，但預(yù)制小箱梁施工質(zhì)量一直沒有顯著提高。只有提前明確施工工藝、制定合理施工方案、注重施工過程細(xì)節(jié)、加強(qiáng)施工工序控制，才能確保小箱梁預(yù)制施工質(zhì)量。
作者：沈項斌 單位：安徽省交通勘察設(shè)計院有限公司