箱梁预制施工工艺及方法

二、箱梁预制施工工艺及方法

（一）施工工艺流程图

详见图4-3-11箱梁预制流程图。

（二）钢筋工程

1.钢筋加工

每孔24 m箱梁梁体钢筋总质量约45.85 t，每孔32 m箱梁梁体钢筋总质量约57.92 t，主体钢筋类型有热轧带肋钢筋φ25 mm、φ20 mm、φ18 mm、φ16 mm、φ12 mm及热轧光圆钢筋φ10 mm、φ8 mm。钢筋分布情况为底板底层钢筋、底板顶层钢筋和顶板底层钢筋、顶板顶层钢筋及腹板钢筋，梁体钢筋种类较多，布置复杂，对钢筋材料、加工、绑扎要求高。钢筋加工在钢筋加工棚内按设计尺寸统一加工成型。

梁体用所有光圆钢筋采用调直切断机进行调直，带肋钢筋采用切断机进行切断，所有钢筋采用各类型号的弯曲机进行弯制成型。钢筋连接均采用闪光对焊，焊接的接头按照标准要求进行冷弯、力学性能试验。

2.钢筋绑扎

钢筋在钢筋加工房集中加工成型后，搬运至钢筋绑扎台座上绑扎成型，考虑内模安装，故将箱梁钢筋绑扎分阶段进行：腹板与底板一同绑扎，桥面钢筋单独绑扎，待内模安装就位后，将桥面钢筋与腹板底板钢筋拼装绑扎。具体情况如图4-3-12和4-3-13所示。

（1）胎具采用用型钢制作，其外形分别按照梁体底腹板及桥面形状制作，纵向按照钢筋的间距在台座的角钢上按照设计的钢筋间距焊接U型卡以保证钢筋对位准确，操作方便。

（2）为确保加工成型的定位网片绑扎位置正确，在底腹板筋绑扎胎膜上标示处每个定位网片的对应位置及编号，按设计顺序在绑扎钢筋时与梁体钢筋连接牢固。

（3）保护层厚度通过保护层垫块控制，垫块采用与梁体等强度等级的混凝土垫块；保护层垫块设置每平方米不得少于4个，须保证梁体钢筋最小净保护层厚度顶板顶层为30 mm，其余为35 mm。

（4）为确保支座预埋板、防落梁预埋板、接触网基础、接地端子等梁体预埋件的位置准确，在钢筋预扎架上放出相应位置，采用角钢焊接定位后，摆放在对应的预留位置上连同梁体钢筋一并绑扎成型。其中接触网基础先在接触网基础焊接胎膜上焊接成型后，在对应位置安装后并同桥面钢筋一起绑扎。

3.钢筋安装

由于箱梁钢筋面筋大、重量大，钢筋吊装采用特制的钢筋吊架通过两台50 t龙门吊同时进行吊装，起吊钢筋骨架的吊点间距合理，要求吊具具有足够的刚度，起吊时吊具及钢筋不得发生过大变形。起吊时应在钢筋骨架内穿入短钢管以分散集中力，吊装前安装的钢筋品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。

底腹板钢筋吊装前在台座两端做出刻度标记，保证落位准确，同时要将支座预埋板、防落梁预埋板精准地落到底模上开的预留孔内；桥面钢筋吊装时，由于腹板箍筋均伸入顶板钢筋内，桥面钢筋下落时要精确对位，顶板钢筋吊装时两端保持水平，为便于顶板钢筋安装，箱内顶板与腹板交界处的斜向钢筋在桥面钢筋安装完后再绑扎。

（三）模板工程

每个制梁台座配备1套钢模板，每套模板均包括底模、侧模、内模、端模、撑杆等构件，侧模与底模采用整体焊接工艺，侧模、底模及端模上安装附着式振动器。

1.底　模

底模和制梁台座基础预埋件焊接连成整体，底模安装时根据设计要求及制梁的实际情况设置预留压缩量和反拱，反拱值由设在底模与制梁台座预埋件之间的钢垫板进行调节。预留反拱值按二次抛物线设置，底模顶面形成的二次抛物线应光滑、不得呈波浪形。

2.侧　模

外模采用整体式钢外模，外模分4 m/段运抵施工现场，现场预拼装成整体。通过可调撑杆调整侧模角度，按照箱梁外形尺寸进行各部位尺寸检查验收，验收合格后方可投入使用。 拼装完成后的外模在循环使用时将不在拆卸，每次使用前应检查模板各部位尺寸、预留反拱、紧固性、平整度、光洁度、接缝错台等，以保证箱梁的外观尺寸。

3.端　模

端模安装前须在端模预留锚盆上按照预制箱梁型号正确安装锚垫板，使锚垫板面与模板面贴紧。吊装端模时，端模要水平，端模靠拢前，逐根将抽拔胶管从锚垫板中穿出。端模两侧的移动要同步跟进，防止差异过大和猛顶硬撬，将抽拔胶管挤变形；端模到位后，还要再次逐根将抽拔胶管牵直理顺，并在每根胶管全段范围内穿入芯棒，并采取措施保证胶管不得直接下垂，最后将端模与侧模、底模、内模进行连接和固定。

4.内　模

内模为液压收放内模，分节进场后，安装成整体，只在内模拼装台进行液压伸展后的支撑杆安装工作。入模时内模整体吊入，出模时液压油缸收起底部模板，采用卷扬机，通过脱模台架将内模拖拉处箱梁内箱存放在内模整修台座上。为避免混凝土浇注时内模上浮，利用梁体底板泄水孔的位置，使内模支撑架和底模螺栓连接，内模主梁和支撑架螺栓锁住。

（四）混凝土工程

1.混凝土的搅拌输送

制梁场混凝土拌和采用2台HZS90型及1台HZS120型拌和站进行（其中1台备用），采用电子计量系统计量原材料。混凝土输送采用2台混凝土输送泵配合2台19 m 水平液压式布料机连续灌注，一次成型，灌注时间宜控制在6 h以内，并不能超过混凝土的初凝时间。泵送时输送管路全部采用钢管，尽量减少弯管。输送管路用支架、吊具牢固固定，且不得与模板或钢筋直接接触。泵送过程中，混凝土拌和物始终连续输送。高温或低温环境下输送管路分别采用湿帘或保温材料覆盖。

2.混凝土的灌注

制梁场采用3套拌和、灌注系统（其中备用1套），分别负责箱梁两端混凝土灌注。浇注顺序要求由两端向中间循序渐进的施工方法进行灌注，一次成型，每层灌注厚度不得大于30 cm。混凝土灌注采用斜向分段、水平分层的方式连续灌注，布料先从箱梁中、边腹板同步对称均匀进行，先灌注腹板与底板结合处及底板混凝土，再改用从内模顶面预留的混凝土灌注孔下料补浇底板混凝土，及时摊平、补足、振捣，控制好标高，达到设计要求，再灌注腹板。当腹板混凝土灌注到与顶板面结合部位时，最后灌注顶板。灌注腹板混凝土时，应采用同步对称灌注腹板混凝土。当腹板槽灌平后，开始灌注桥面板混凝土。桥面混凝土从两端向中间连续分段灌注，每段4 m，以利表面收浆摸面。

3.混凝土的收面

底板采用水平尺刮平后人工收面，桥面采用提浆振平机和人工收面相结合。顶板混凝土灌注到设计标高后采用提浆振频机及时赶压、抹平，在混凝土初凝之前必须对桥面进行第二次收浆抹平以防裂纹，使桥面达到平整，排水通畅。图4-3-14为桥面混凝土整平抹面。

4.混凝土的养护

养护时，梁体表面用土工布覆盖。当环境温度5℃以上时，对桥面采用洒水养护。洒水时间在第二次抹面完成后0.5～2 h（根据气温确定），但应以手压表面不留痕为准，水不得直接冲击桥面混凝土。养护用水采用地下水，水温与表面混凝土之间的温差不得大于15℃。梁体洒水次数以保持混凝土表面充分潮湿为度，一般情况下，白天以1～2 h一次。自然养护当湿度60%～90%的条件下养护不少于14 d，湿度小于60%的条件下养护不少于28 d，并做好养护记录。当环境气温低于5℃时，应采取覆盖等保湿措施，禁止对混凝土洒水。箱梁养护过程中，应对混凝土芯部、表面、环境温度进行监控，保证芯部与表面，表面与环境温差不大于15℃。养护时还应特别注意梁体两端的封堵（采用土工布封堵），防止穿堂风导致内箱混凝土表面出现收缩裂缝。

（五）预应力工程

1.张　拉

为保证预应力张拉的施工质量和安全，张拉前实施混凝土强度、弹性模量、混凝土龄期“三控”：张拉前梁体混凝土强度及弹性模量均应达到设计要求，龄期不少于10 d；箱梁终张拉的混凝土强度应达到设计强度等级标准值的100%+3.5 MPa（≥53.5 MPa）、混凝土弹性模量Eh应达到35.5 GPa。张拉中实施张拉应力、应变、时间、同步率“四控”：张拉时以油压表读数为主，以钢绞线的伸长值作校核，在σK作用下持荷2 min，两端伸长量不同步率≤10%。

（1）钢绞线制束

预应力钢绞线进场后应对每批号取样，在弹性模量和力学性能试验合格后方可使用。实测弹性模量要在施工记录上标明。预应力锚具进场后，应按批次和数量抽样检验外形外观和锚具硬度、强度及组装件检验。制束流程：备料→放盘→穿束。

备料：将检验合格的钢绞线运至距梁端10 m处，用钢绞线笼固定好，开捆仔细检查绞线外观，如发现劈裂重皮、小刺、折弯、油污等须进行处理。

安装穿丝机：安装穿丝机前将锚垫板孔口及喇叭管内的混凝土浆渣清除干净，将穿丝机安装在孔口处，并在梁的另一端安装钢绞线长度定位装置。

穿束：将检查合格的钢绞线一端穿过穿丝机，开动穿丝机开始工作。

钢绞线的下料长度按下式计算，并通过试用后进行修正：L＝L1+2L2+2L3+2L4[式中：L—钢绞线下料长度（mm）；L1—管道长度（mm）；L2—锚板厚度；L3—千斤顶工作长度（油顶高度+限位板的有效高度）；L4—长度富余量，取100 mm]。

下料截断：钢绞线拉到规定长度，用砂轮切割锯切断，严禁使用电切割和气切割，以免损伤钢绞线。

（2）预施应力设备及准备工作

油泵：在张拉前要保证ZB4-500型油泵及输油管到位，检查油泵及输油管的工作性能。

千斤顶：根据张拉力要求我场采用YCW-250D、YCW-350D型千斤顶，张拉活塞面积4.836×10-2 m2，外形尺寸φ350×365 mm；YCW-350D型千斤顶工作油压不超过额定值52 MPa，张拉活塞面积6.78×10-2 m2，外形尺寸φ416×392 mm。千斤顶标定有效期不得超过1个月，在张拉作业前必须经过校正，确定其校正系数。

高压油表：油压表精度等级不应低于1.0级。最小分度值应不大于0.5 MPa，表盘直径应大于150 mm。千斤顶主缸设置主、副两块油压表。选用油压表表盘量程应在工作最大油压的1.5～2.0倍之间。油压表检定有效期不得超过1周。油压表在压力表校验器上校正，校正后的油压表用铅封封口，未经校正过的油表不许使用。油表在使用过程中发生玻璃破损、指针松动、无压时指针不回零现象都应更换。

（3）预应力张拉

张拉过程中做好应力、应变以及时间的控制。根据预应力管道摩阻实验结果确定摩阻损失，再计算出张拉力。张拉时要两端、左右同步对称张拉，保证两端伸长量一致。认真量取并记录油表读数、夹片回缩量、钢绞线伸长量以及持压时间控制。以油压表读数控制，伸长值作校核，如果张拉油表读数与计算的油表读数不相符以及实际伸长量超出计算伸长量的±6%时，张拉操作人员要立即停止张拉并通知技术人员进行处理后，继续进行张拉。

2.压　浆

箱梁终拉完成后，宜在48 h内进行管道压浆。管道压浆采用真空辅助压浆工艺，压浆材料为高性能无收缩防腐灌浆剂，压浆剂的水胶比不得超过0.33。

压浆前一天对锚具进行砂浆封锚，封锚砂浆应完全包裹住外露钢绞线。待封锚砂浆凝固后，方可安装真空罩进行压浆，并在管道出浆口安装三通管。压浆前应检查压浆泵、灰浆搅拌机运转是否正常，压浆管有无破损。真空泵和压浆泵分别与同一管道的排气口和压浆口连接，排气口设在管道一端的上方，压浆口要设在管道另一端的下方，管道出浆口应装有三通管。拌和机的转速不低与1 000 r/min，压浆机采用连续式压浆泵，其压力表最小分度值不应大于0.1 MPa，最大量程应使实际工作压力在其25%～75%的量程范围内。

压浆时启动真空泵抽负真空，使管道真空度稳定在－0.06～－0.08 MPa。在真空泵运转同时，启动压浆泵压浆，直至压浆端的透明塑料管中出现水泥浆，打开排废管三通阀门，关闭真空机的阀门和真空机，当排废阀门口流出浓浆，出浆浓度与进浆浓度一致时关闭阀门，继续压浆并在0.5 MPa压力下持压3 min且无漏浆情况时，关闭进浆阀门卸下输浆胶管。浆体初凝后，拆卸并清理安装在压浆端及出浆端的球阀，彻底冲洗压浆设备及工具，及时填写压浆记录。

3.封　端

梁体管道压浆后，应尽快进行封锚。封锚采用强度等级C50干硬性补偿收缩混凝土。封锚前，应对锚穴表面进行凿毛（梁端钢模拆卸后及时进行）处理，凿毛程度以目测锚穴表面无平整面，且能看见混凝土骨料为宜；并将杂物以及锚垫板上浮浆清除干净。安装封锚钢筋后，采用补偿收缩混凝土对锚具进行填塞。填塞混凝土应分层筑实，表面平整。混凝土凝固后，采用塑料薄膜密封保湿养护，在封堵混凝土边缘不得有收缩裂纹。最后，端底板及腹板表面满涂2.0 mm厚聚氨酯防水涂料。