桥梁工程中预制箱梁工艺的注意事项及改进措施
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摘要：随着我国交通发展壮大，路桥建设不断增加，桥梁形式不断更新、结构复杂化、线形多样化。为此，桥梁建设中要不断地寻找技术新、速度快、施工方便和经济的施工方法。箱梁节段在工厂预制后再到施工现场拼装的施工方法随之被广泛采用，这种施工工艺降低了桥梁施工对城市交通的影响，提升了高架桥工程的技术水平。节段预制拼装钢筋混凝土箱梁的施工技术出现后，由于其较好的经济效益和美学效果，逐渐从欧洲推广到世界各地，本文对预制箱梁工艺和注意事项进行阐述。
中图分类号：K928文献标识码： A
一、节段箱梁预制的施工工艺
1、箱梁长线预制施工工艺
1.1、长线法匹配预制
长线法匹配预制就是在预制厂或施工现场，按照桥梁底缘曲线制作一个固定台座，预制台座底模长度为半跨至整跨梁长，将整跨主梁分成若干段，在按设计线形做成的台座上一块接着一块的匹配浇筑节段，使两块间形成自然匹配面，直至完成半跨至整跨主梁的方法。节段块混凝土浇筑完成后，通常放置于制梁台座上，直至完成半跨节段梁的混凝土浇筑，且线形经检验合格后，再逐一吊至存梁区堆置。长线匹配预制示意图如图1所示。
图1长线法匹配预制示意图
1.2、长线法匹配预制的优点
1) 建造预制台座时，构造简单，调整跨径的几何形状易布置，线形控制比较容易。
2) 台座底模线形一次完成调整工作，施工作业时间有弹性，测量工作集中，这样就可以减少节段生产和测量大员之间的作业干扰。
3) 脱模后，不需要立即把梁段吊运至存储区。
4) 施工过程中的偏差累计不会太大，不需要使用专门的测量控制软件，可以通过调整下一个梁段来降低已制梁块段造成的偏差。
5) 国内应用此施工方法较多，施工相对成熟。
2、箱梁短线预制施工工艺
2.1、短线法匹配预制
短线法匹配预制是指预制台座的底模长度为一个节段的长度，每个节段的浇筑都是在同一个模板内进行，一端为一个固定的钢模板作为端模，另一端利用预制完成的前一节段作为后一节段的端模，逐段进行预制的方法。浇筑模板及设备基本不需要移动，可调的底模和侧模便于平曲线和竖曲线梁段的预制。节段的几何线形是以已完成相邻节段为标准，依据相关的测量结果及结构预拱度的计算值进行控制的。在节段混凝土达到了拆模强度要求时，它的匹配节段梁块便可以吊运至存梁区存放，把新浇筑完成的节段梁块作为下一个节段梁块施工的匹配节段。这种梁块的预制方法仅需要三个梁段长的台座，适合梁段工厂化生产，预制设备可以反复使用。短线匹配预制示意图见图2
图2短线法匹配预制示意图
2.2、短线法匹配预制的优点
1)预制梁段形成流水线作业，施工速度快。
2)模板等设备都是固定不动的，可以获得平、竖曲线和不同的超高，便于蒸养。
3)短线台座占地面积小，预制厂不用有很长的轨道供运行钢模。
4)适于梁段类型变化多、模板倒用频繁的工程。
预应力连续箱梁可大幅度减轻大桥上部自重，且具有良好的抗拉、抗压、抗弯、抗剪、抗扭性能。与现浇箱梁比较，预应力预制箱梁对地质条件的要求低，但施工工艺较为复杂，此外还有很多方面容易被忽视，而这些方面往往影响到预制箱梁的外观和内在质量。
预制箱梁的工艺流程如下:底模铺设、钢筋加工绑扎、波纹管安装、侧端模安装、内模加工安装、顶板钢筋加工绑扎、混凝土浇筑、内模拆除、外模拆除、混凝土养生、钢绞线张拉力计算、钢绞线张拉、清洗波纹管内壁、水泥浆配制、灌浆、封锚。
以下就箱梁预制施工中的一些常见问题，分析主要工艺的注意事项，以期改进施工工艺。
1、工程概述：
预制箱梁由于受力性能好、施工进度快等各种优势，在各个项目均大量采用，某公路采用了大量的25 m跨径预制箱梁，上部先简支后连续预应力结构，桥梁采用双幅设计，单幅桥宽12. 65 m;下部采用柱式墩、钻孔灌注桩为基础。箱梁横断面详细参数见图3：
梁中梁横断面构造图箱梁边梁横断面构造图
2、底模铺设工艺的注意事项和改进措施
1)浇筑底模最好在密实地基上进行，但本工程恰恰相反，因此改进措施是对原地面进行必要的整平和夯实处理;而且底模的厚度不应小于25 cm，故本工程按25cm控制，确保了底模承受住刚刚浇筑的梁体自重，避免了在梁体强度形成之前出现梁体裂缝、变形等。
2)底模浇筑完成后，对其表面进行了良好的抹光，在底模面层粘结塑性好、光洁度高的化工材料―一硬塑纸，然后再进行钢筋绑扎，避免了箱梁吊装后梁底出现凹凸不平和暗淡的现象，使得梁体吊装后底面平整、光亮。
3、钢筋绑扎工艺的注意事项和改进措施
钢筋绑扎包括腹、底板钢筋和顶板钢筋绑扎两部分。钢筋绑扎工艺的注意事项和改进措施有以下几点。
1)钢筋在固定加工场地按设计图纸下料制作，然后转运到现场进行绑扎。因顶板钢筋在内模安装完成后才能进行绑扎，故应预先在场外将顶板钢筋网片绑扎成型(包括齿板钢筋)，待内模拼装就位后，再将钢筋网片就位进行整体绑扎。工艺改进后，缩短了预制周期，提高了工作效率。
2)钢筋焊接应同轴心。箱梁所有主筋采用搭接焊，有效保证了箱梁实体质量。
3)腹板塑料垫块按梅花型交错布置，作为钢筋的保护层
4、波纹管安装工艺的注意事项和改进措施
1)波纹管在绑扎完腹板钢筋后再穿入腹板钢筋内，这样在安装过程中可避免弯曲和开裂破坏，防止焊接电火花灼伤波纹管。
2)定位钢筋按设计位置进行固定，用卡口式套管连接波纹管，并按要求对接头进行密封处理，保证整体顺滑，预应力钢束在梁长、梁宽及梁高方向的坐标位置准确。
5、模板安装工艺的改进措施
模板安装包括外模和内模的安装。模板安装工艺的改进措施如下。
1)外模采用5mm厚的钢板组合式钢模，由厂家统一加工制作，其支架为槽钢和角钢。外模共分5节，每节加工形状与箱梁外部尺寸相吻合，单片结构如图4所示。端头模板采用10mm厚的钢板加工而成，形状与箱梁端部形状吻合，用螺栓将其与侧模紧密连接，以有效保证箱梁的外观质量。
图41 /2横断面箱梁侧模结构示意图
2)箱梁内模为拆装式定型钢模板，对这种工艺的改进措施主要是:在模板底面留有可以的可活动拉条，浇筑底板时不插入拉条，待底板混凝土浇筑完成后插入拉条，再浇筑腹板混凝土;内模加工分为8块，每块长度为3. 49m，用角钢围绕内模内壁依次连接，确保内模的牢固性。
3)内模用两台.吊车协调配合整体.吊装就位后，每节内模用压杠点对点压紧，压杠采用对接槽钢，在压杠两端用连接有可调竹螺栓的拉钩，将压杠挂在事先预埋在场地混凝土中的拉环上，这样可有效防比混凝土浇筑过程中内模上浮。具体模板结构如图5所示。
图5预制箱梁模板结构不意图
4)在整个箱梁预制过程中采用同一类型的脱模剂，以保证箱梁浇筑后颜色统一。
6、模板拆除工艺的改进措施
在模板拆除工艺中采用以下措施，可确保拆除的箱梁完好无损。
1)拆除时应先拆除内模，后拆除外模。因为混凝土浇筑完成后，其强度上升很快，而且水泥产生的大量水化热使混凝土热胀，易把内模压坏。拆除内模的时间控制在浇筑完成后3h左右为宜，此时混凝土的强度大于3 MPa。拆除外模要等到12h以后。
2)对翼板部分外模，应控制在24h以后拆模，若过早拆除则会因强度不足和操作不当而造成翼缘缺棱掉角。同时进行对称张拉，后对中间两束钢束(即底板内左右各一束)进行对称张拉。
3)张拉步骤和要求:待箱梁混凝土达到设计强度的90 %后才能进行张拉，张拉时对张拉应力和伸长量进行“双控”控制，以张拉应力为主，对伸长量进行校核。张拉过程中要作好记录，对张拉过程中出现的滑丝、断丝等现象应及时处理以确保张拉质量。
4)张拉应力控制过程为:0、初始张拉力、(持荷2min)、锚固。其中为设计张拉控制应力。
5)张拉完毕后要进行箱梁上拱度观测。预制箱梁张拉完毕后应注意观察梁跨中的上拱值并作好记录，绘出其变化曲线，并与理论计算值(见表1)相比较，若差值超过士20 %，应暂停张拉，查明原因并提出有效的解决方案后，方可继续施工。
表1上拱值的理论计算值单位：mm
结束语：
综上，施工工艺对工程质量有直接重大的影响，采用科学合理的施工工艺是对工程的质量的保证，文章对桥梁预制箱梁的施工工艺和注意事项进行了详细的探讨，以供同行参考。
参考文献：
[1]同济大学.苏通大桥预制节段拼装混凝土连续箱梁体外预应力技术研究 [R].2005.
[2]李开言.预应力混凝土箱梁制造技术及工艺[M].北京:中国铁道出版社，2002
[3]王飞跃，叶建海.预制混凝土箱梁施工工艺探讨[J].黄河水利职业技术学院，2005