30m预制箱梁施工方法及工艺控制
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摘要：新河大桥30m箱梁采用一次性浇筑成型施工技术，介绍了各工序的施工方法、施工工艺及注意事项。
关键词：箱梁施工方法及工艺控制
一、工程概况
新河大桥桥梁上部2#-8#为装配式部分预应力混凝土连续现箱梁。0#-2#，8#-10#箱梁简支安装。本桥共预制箱梁80片，分为中跨中梁（32片）中跨边梁（32片）边跨中梁（8片）边跨边梁（8片），共四种类型。每片梁长30m，截面为梯形，下底宽100cm，上底宽240cm，梁高150cm，梁内设置Φj15.24预应力钢绞线束共8束，对称设置。混凝土标号C50，在梁体浇筑混凝土强度达到90%时，施加预应力。
1.施工方法
桥两端均为填方路基，预制梁厂选择在成型路基上布置，以便梁体运输及架设。厂位填筑严格按路基填筑施工规范要求进行施工，分层碾压达设计压实度要求。梁底采用C15混凝土底座，底座的顶面高出制梁区混凝土地面硬化层20~30cm，以便于模板支设。在底座顶面铺一层与梁底相应宽度的1cm厚钢板作为预制梁底模，且在混凝土底座两侧的上部边角位置预埋厚钢板与梁底钢板焊接固定.为防止基础沉降破坏台座，在梁端位置扩大基础。台座采用C30钢筋混凝土整体现浇，梁底模采用δ=8mm厚钢板整体焊接抛光，其平整度控制在2mm以内。跨中预拱度按设计要求设置，约2cm,按二次抛物线布置。
2.模板制作
梁外模采用厂制大块定型模型，每节长5m，面板厚5mm，板缝采用企口型，螺栓连接，梁底梁顶采用Φ22拉杆连接加固，模板表面应光洁、无变形、结缝严密不漏浆。在同一结构中采用同一类别的脱模剂.内模采用特制的组合钢模，根据工期及数量要求，内外模均投入3套，其中边梁中梁各6套，以利周转。梁模在制作完成后，根据设计文件按要求进行试拼，并按序编号，以利施工中拼装。
3.模板安装
内模在底腹板钢筋绑扎完成后，进行安装。安装前，在外面拼装成5m一节的整箱，采用龙门吊直接吊入箱内，逐节拼装，并在箱顶模每隔7m一个，共设4个，以利梁体混凝土底板施工。梁体外模在底腹板钢筋和波纹管定位完毕后进行，采用龙门吊吊装拼接，安装时应保证梁体高度及拼缝严密。安装前应将模板表面清除干净，并均匀涂好脱模剂，安装过程中应严禁碰撞，安装完毕后，应加强标高及尺寸检查，同时做好施工中二次污染的防护工作。
4.钢筋制作
所有钢筋必须经检验合格后，方可进入施工现场。钢筋采用现场集中加工制作，成型绑扎在台座上进行。钢筋下料，绑扎严格按设计文件及交底进行，钢筋的焊接，应选用技术过硬有焊接等级证书的人员。焊接采用双面搭接焊，焊接接头应不定期进行抽检。钢筋绑扎分两阶段，先施工底腹板钢筋，在内模及外模安装完成后再进行箱梁底板的钢筋施工。为保证钢筋有足够的保护层厚度及混凝土的外观，统一采用塑料垫块。
5.波纹管的定位及安装
波纹管在钢筋绑扎完成后分段穿入，螺旋口长度不小于15cm。接口用胶带缠绕密封，防止漏浆进入或受力后拉断。波纹管使用前必须进行严格的防漏能力检查。连接好的波纹管用图纸设计的预应力管道定位筋定位，直线段每隔1m设置一道，曲线段每隔50cm设置一道，以确保牢固，在浇筑时不跑位。当安放波纹管时发现与钢筋发生干扰，可适当调整钢筋位置。为保证梁体混凝土能充分振捣，保证混凝土的密实性，在波纹管安装完成后，在管内穿入Φ50聚乙烯硬塑料管（波纹管内径为55mm）从而保证了即使在波纹管有破损的情况下，钢绞线仍能顺利安装。
6.混凝土浇筑
⑴混凝土拌制原材料：5-25cm粒径的碎石作为粗骨料，细骨料为中粗砂，水泥采用42.5级硅酸盐水泥。原材料的所有指标必须严格检验并符合规范规定，严格与设计配合比所用材料一致。
⑵混凝土水灰比为0.4-0.45之间，塌落度底腹板为70-90mm，腹板为90-100mm，并每车检查。
⑶混凝土运输车运至梁场，用吊车漏斗将混凝土吊运入模，每次如模量不超过1m3。
⑷混凝土浇筑
a.浇筑前用鼓风机和高压水枪将模内的风机沙及施工垃圾清除干净，不留死角，同时做好施工班组进行分工及操作交底，使其熟知操作规程，按部就班的进行。
b.采用“斜向分层两端推进一次浇筑成型”的浇筑方法，每层厚度不大于30cm，斜角以45度为宜。浇筑时先浇筑底部（底板超前4-5m），再浇腹板，最后浇筑顶层混凝土。浇筑时应严格控制每次的混凝土终凝时间，做好每层新旧混凝土的接茬。混凝土的卸落高度不大于2.0m，以减小卸落混凝土对波纹管钢绞线及内模的冲击。
⑸混凝土的振捣
a.底部混凝土以附着振捣器振捣，并用插入振捣棒辅助，内模采用组合钢模，则底部混凝土用插入式振捣棒振捣。腹板混凝土振捣以设在外侧模板上的附着式振捣为主，插入式振捣器为辅，其激振力控制在1.4-1.5KN。附着式振捣器采用三角形，两侧对称布置，间距（平距）2m，上下两层。
b.振捣时间：每次开动振捣不大于1min，停15-20s,累计振捣4-5min，计4-5次。插入式振捣器以混凝土表面泛浆，不再沉落，无气泡冒为适度。振捣时，注意随时检查，支座预埋钢板、锚垫板、预留孔道等预埋件的位置。为防止预留孔道接头脱节、堵塞、移位、弯曲凹陷等事故发生，振动棒不允许碰撞波纹管。
c.梁顶部混凝土以平板振捣器为主，从两端向中间推进，以表面无气泡、开始泛浆不下落为准。表面要平顺，无凹陷，最后用抹板搓平。
⑹混凝土养护
箱梁采用全覆盖洒水养护。水养的关键是水质和水量控制。养护时间一般为一周，具体以同等条件下的混凝土试块测定的龄期强度为依据。在混凝土强度达到设计强度的70%左右即可拆箱内外模，并有专人照管。
7.拆模作业
无论是内模还是外模，拆除时均不可硬撬，以防损伤模板和梁体，本着后立者先拆的原则进行。
8.预应力施工
⑴待梁体混凝土强度达到90%时，持“混凝土强度试验单”和“张拉作业通知单”报监理工程师批准后，进行张拉作业。
⑵张拉设备的选型
张拉千斤顶为穿心式双作用液压千斤顶，预拉力P为1.2倍的超张拉状态。根据设计文件N2、N3的RK为最大，RK=976.5KN，则千斤顶吨位不小于120t，因而选用OVM150型千斤顶6台,备用2台。 张拉设备在使用前应配组检验标定，并作明显编号。
⑶预应力张拉作业
a.张拉原则与顺序
张拉原则：采用两端同时左右对称张拉，同步同级进行，张拉过程中分级加载，以5mpa/次为一进级的逐级加载张拉方法。
张拉顺序：由中间向两边，由上而下进行张拉，即先张拉N1，再先后施工N2、N3、N4.
预应力控制：施工预应力张拉遵循“双向控制程序”，即以控制张拉力值为主，伸长量为辅的原则。若伸长量与理论计算值相差6%要查找原因，重新张拉。
b.张拉作业
i张拉前的准备工作
张拉前的准备工作包括孔道检查、钢绞线下料编束穿管，千斤顶状态检查。孔道检查：聚乙烯硬塑料管抽出后，检查管壁外侧有无水泥浆和凹坑。若有，可用硬塑料管反复推拉孔道，将水泥浆磨碎后用高压风管吹出。钢绞线下料、编束、穿管：使用前钢绞线必须经过试验验。钢绞线在平整的场地上下料。按设计长度用J3G-400型钢材切割机切断，不允许用氧气割断。切断后用胶带将切口封包并编号，每隔1~2m梳理绑扎成束。编束好的钢绞线用导向绳穿入已浇筑好的梁体内等待张拉。
ii张拉作业
①本梁对4钢束采用两端同时左右对称张拉，即两根N1束用4个顶同时张拉同步进行，以保证梁不产生横向弯曲、开裂。其余N2、N3、N4也类同。
张拉程序如下：0-0.2δk-0.4δk-0.8δk-δk 1.03δk-δk（锚固）根据张拉程序制定相应表格，计算伸长量，伸长量的计算方法为：ΔL=2ΔL2+ΔL3+ΔL4*ΔL5
ΔL-钢绞线张拉总伸长量
因第一步千斤顶顶程中包含有钢绞线松弛及塑性变形因素，故谓不可靠数据，取2ΔL2代替ΔL1+ΔL2，理论上ΔL2=ΔL3=ΔL4=ΔL5，若发现有悬殊过大时停止作业，等待分析处理后方可恢复作业。
②伸长量的测量，在每阶段张拉到位后，由工作人员用钢尺准确测出千斤顶的行程，测量值精确到毫米。
10.孔道压浆
预应力张拉结束后应进行压浆作业。选用与梁体同级配的水泥浆，其水灰应控制在0.3-0.4之间，泌水率最大不能超过3%。压浆采用活塞式压浆机，压浆时，压力应控制在0.5-0.7Mpa之间，当另一端浓浆射出后，堵上压浆孔，稳压2min，为保证管道内压浆爆满，在另一端进行二次补压。压浆时，每个班组作3组试块，等同条件养护，作为移梁作业的依据。
三.施工效果
1.箱梁预制采用一次性现浇成型的施工工艺，模板采用大型整体模型，内外模同时立好后浇筑混凝土，既保证了梁体的整体性，同时又确保外观质量良好。全桥80片梁，全部合格且内实外美，混凝土表面光洁、无任何施工缝和气水泡、裂痕三条受到业主及质监站的好评。
2.施工不足:梁体预埋件由于在制作过程中不够认真,有变形和翘曲现象,从而导致梁底预埋件不够平整,影响梁的架设；波纹管在制作和搬运及施工过程中极易变形，给施工带来了很大的难度。因此预埋钢筋的方案并不理想，最好采用可充气式软管活橡胶管。
四.结束语
随着我国高速公路建设的发展，预应力箱梁被广泛应用于桥梁建设中，箱梁的施工质量直接影响着桥梁的使用功能及使用年限，搞好箱梁预制过程中的各环节的质量控制，是提高整体施工质量的保证和关键。