预应力混凝土箱梁预制的施工流程:钢绞线和锚具的准备→箱梁内、外模板的制作→预制场地的建设和梁体底模的制作→非预应力筋的制作及安装→按设计要求安装波纹管及定位支架→安装内、外钢模板→安装锚垫板及螺旋筋→隐蔽工程检查、验收→浇筑混凝土并养生→拆除模板→预应力钢绞线穿束→张拉设备的配套及校验→安装锚板及夹片→预应力筋张拉及锚固→张拉质量检验→孔道压浆→切除多余长度钢绞线→封堵锚具孔→转入下道工序施工。可见工序繁多, 因此, 工序控制尤为重要。
选用水泥的流变性比强度更重要, 与减水剂相容性要好, 不宜用早强水泥或其它掺混合材水泥。为避免混凝土因体积不稳定而产生的变形, 应选择碱、C3A、C3S含量, 低质量稳定的水泥。一般采用强度等级大于42.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或特种水泥 (调粒水泥、球状水泥等) 。
混凝土中骨料体积约占混凝土总体积的75%～85%, 优质且级配良好的骨料可以提高混凝土的密实度, 从而提高新拌混凝土的工作性和硬化后的强度及耐久性。此外, 骨料的种类对高性能的体积稳定性也有显著影响。粗骨料的岩石种类、粒径、粒形、表面状况、级配以及软弱颗粒和石粉含量将会影响拌合物的和易性及硬化后的强度, 而细骨料的粗细和级配对混凝土流变性能的影响更大。
砂:宜选用质地坚硬、级配良好的河砂或人工砂, 细度模数宜为2.6～3.3, 通过0.315mm筛孔的砂不应少于15%, 含泥量≤1.0%;泥块含量≤1.0%;同时用不同粒径的砂混合, 调整砂级配。
碎石:宜用质地坚硬, 级配良好的石灰岩、花岗岩、辉绿岩等碎石或碎卵石, 母岩的立方抗压强度fg≥1.2fcu以上;针、片状含量≤5.0%, 不得混入软弱颗粒;含泥量≤1.0%;泥块含量≤0.5%;吸水率≤1.0%;一般最大粒径Dmax≤25mm, 因为粒径小时界面周长小, 厚度也小, 难以形成大缺陷, 不仅有利于界面强度, 也有利于抗渗性;碎石的粒型、表面性质、石粉含量也很重要, 应严格控制。
矿粉和Ⅰ级粉煤灰双掺是理想的矿物掺和料组合。掺入一定量的粉煤灰, 既能充分发挥粉煤灰的滚珠效应, 又能减少水化热, 减小混凝土自身收缩膨胀, 有利于高性能混凝土的耐久性, 但不利于混凝土的早期强度增长。在保证高性能混凝土可泵送的前提下, 适当增加坍落度, 使其和易性好, 黏聚性好, 泌水得到改善, 提高早期强度;减少水泥用量, 可以有效减少混凝土早期温度收缩裂缝, 使抗裂性得以加强, 同时也可降低成本, 提高经济效益。
采用新一代的聚羧酸高效减水剂, 减水效果好, 氯离子含量少, 与萘系减水剂相比, 引气及泌水效果更好, 更有利于混凝土质量控制。结果选定新型TQN高效减水剂 (推荐掺量为1%, 减水率为32%) 。
钢绞线预应力筋是以盘条供应的, 在使用前应进行预拉, 以减少钢绞线的构造变形和应力松弛损失, 并便于长度控制。钢绞线的下料由工作长度来定, 下料时最好采用电弧熔割法, 使切口钢绞线熔焊在一起。
预制箱梁整套模板 (见图1) 由底模、侧模、端模、液压内模组成, 采用侧模包端模、底模的方法将整套模板连成一体。在制梁台座上拼装底模, 通过底模和台座之间的钢垫板厚度进行调节预制箱梁的预拱值, 在底模上安装支座垫板、防落梁板。在底模两侧安装侧模。
在钢筋绑扎台座上制作底腹板钢筋绑扎专用胎具, 在胎具上绑扎底腹板钢筋, 安装抽拔橡胶管和预埋件, 底腹板钢筋绑扎完成后, 安装顶板钢筋绑扎支撑及专用简易、轻便的控制顶板钢筋间距的胎具, 在其上绑扎顶板钢筋。箱梁钢筋整体绑扎仅需1天。利用50t-40m
跨龙门吊机将箱梁钢筋整体吊装入模, 安装内模滑道, 将内模顺着箱梁轴向靠自身动力系统整体滑入钢筋箱内, 启动液压系统展开内模。在端模上安装锚垫板, 利用龙门吊机吊装端模, 安装到位后, 将端模与底模、侧模和内膜进行连接固定。钢筋绑扎与吊装见图2。
模板安装完成定位检测后, 利用砼输送泵和布料机, 进行混凝土浇筑, 首先浇筑底腹板转角处, 其次, 通过顶板预留孔往底板浇筑, 然后再浇筑腹板, 最后浇筑顶板, 混凝土浇筑顺序见图3。底板混凝土浇筑采用插入式高频振动棒振动, 腹板采用侧模上安装的高频振动器和插入式高频振动棒进行振捣, 顶板采用插入式振动棒振动并辅以平板振动器振捣成型。
在混凝土浇筑过程中确保模板不漏浆、支撑不松动。顶板混凝土浇筑到设计标高后, 利用桥面整平机平整箱梁顶面, 以控制平整度和横坡, 同时减少顶板打磨的工作和混凝土的浪费。
混凝土浇筑完成2小时～3小时后, 拔出橡胶管, 并对孔道清理。人可站在桥面上并不留痕迹, 此时采用土工布覆盖, 并浇水保持桥面湿润。拆模后, 侧模处混凝土面喷涂养护液, 箱梁两端利用棚布进行密封养护, 继续对箱梁顶面进行洒水养护。
砼浇注完成2天～3天后, 砼试件强度达到60%以上时进行拆模, 先松内模, 再拆除端模, 然后滑出内模。待混凝土强度达到80%以上时, 进行初张拉, 初应力值根据设计取20%。制梁初期, 应进行预应力管道摩阻、喇叭口摩阻等预应力瞬时损失测试试验, 以保证应力准确初张拉后, 利用900t轮轨式搬运机提移箱梁至存梁台座, 待砼浇注10天后, 强度达到设计值后, 进行终张拉、灌浆、封锚。最后, 利用搬运机将箱梁移至支座安装台座, 安装好支座后, 通过提梁机将箱梁提至运梁车上, 再运至架桥机处架设。
模板在使用前先进行模板的试拼, 在已调整好的底模底座上拼装箱梁模板检测模板的几何尺寸, 用2m直尺检测模板平整度及模板拼缝错台, 必须符合设计及规范要求。模板施工注意事项:模板表面应光洁、无变形, 接缝处用海绵胶条填充并压紧, 确保接缝严密、不漏浆;在整个箱梁预制过程中采用同一类型的脱模剂, 最好不换用别的脱模剂更不得使用废机油代替;模板应定位准确, 不得有错位、上浮、胀模等现象。尤其是内模的上浮一定要采取可靠的措施;模板必须保证足够的刚度、强度和稳定性, 保证箱梁各部位形状、尺寸符合设计要求。特别是内模, 在每次拆装的过程中, 容易引起变形, 导致箱梁的尺寸有误差, 在施工中务必引起注意。
张拉前清除管道内杂物和积水, 检校张拉设备。准备好施加各应力值时对应的理论伸长值和±6%理论伸长值。张拉时, 张拉应力值以油压表读数为主, 以预应力钢绞线实测伸长值作为校核, 当施加某一应力值时, 实测的伸长值超出±6%理论伸长值时, 应立即停止张拉并分析原因进行处理。
张拉前混凝土的强度一定要达到设计强度的75%以上, 张拉采用双控, 即应力控制和伸长量控制。
施工中如因千斤顶工具式夹片磨损造成夹持不紧, 出现滑丝现象, 应立即回油, 更换工具式夹片, 并检查锚具孔与夹片间是否有杂物, 清除后重新张拉。
在张拉工序中须特别注意安全, 尤其在张拉或退楔时千斤顶后方不得站人, 以防预应力筋拉断或锚具楔块弹出伤人。
由于波纹管破损而漏梁, 造成钢绞线与混凝土握裹, 引起摩擦力过大。此时应反复多次张拉并持锚一段时间, 以克服摩擦力过大的影响, 并应注意及时清孔。
孔道压浆后应立即将梁端水泥浆冲洗干净, 并将端面混凝土凿毛。在绑扎端部钢筋网和安装封端模板时, 要妥善固定, 以免在灌注混凝土时因模板走动而影响梁长。
完成压浆工序后应及时进行封锚。封锚前应对封锚处混凝土进行清凿, 清凿标准为混凝土表面有大量碎石外露, 但应保护好锚垫板下混凝土的完整性。浇筑混凝土前, 应对已清凿的混凝土面进行湿润, 以利新旧混凝土的结合, 确保封端混凝土质量。
箱梁预制施工工艺比较复杂, 在原材料检测、钢筋制作、混凝土浇筑、张拉压浆、混凝土养生、封锚等各个环节都必须严格质量控制, 坚持按规范按设计图纸施工, 才能切实保证箱梁的整体工程质量。
摘要：预制箱梁具有其整体刚度大, 预制简单, 施工工期短等优点, 预制箱梁在各级公路施工中得以广泛应用, 箱梁的预制或施工不当会对工程带来不可预料的损失。本文对预应力箱梁的预制和施工过程中关键工序质量控制作详细阐述。
关键词：预制箱梁,施工,控制
[1] 胡春伟.预应力箱梁施工质量问题分析与预防[J].山西建筑, 2007.
[2] 交通部第一公路工程局.公路施工手册 (桥涵) [M].北京:交通出版社.
