桥梁预制箱梁施工及质量控制

桥梁预制箱梁施工及质量控制

 曾锋

 广州公路工程集团有限公司 510075

摘要：预制箱梁在路桥工程中得到了广泛的应用，常见的跨径有25m、30m、40m等。桥梁道路的发展建设对于完善我国城市交通网络和促进经济发展具有积极的作用。随着交通运输业不断发展，对道路桥梁的建设标准和要求也在不断提升，而优化改进当前的施工工艺和技术成为许多建筑企业重点关注的课题。

关键词：桥梁；预制箱梁；施工；质量控制

引言

桥梁工程建设是我国现代交通建设的重要组成部分，在现代化工艺进步的背景下，桥梁工程技术也不断发展。当前桥梁施工中预制箱梁桥梁施工是主要的形式。桥梁施工中为了确保施工稳定性，采用预应力施工技术进行桥梁施工。桥梁工程预应力技术主要分为先张法、后张法以及横张法等多种工艺方法，根据桥梁施工具体情况不同，选择适用的预应力张拉工艺方法极为关键。一般情况下，后张法工艺适合应用于现浇筑混凝土桥梁施工工艺，同时也具有操作方便、稳定性强、防腐性能优越的特点。

1预制箱梁施工的质量控制重要性

在桥梁建设中，质量是桥梁建设的关键性指标，同时，桥梁的建设质量与建设周期具有相互影响的关系。箱梁作为桥梁建设中梁的一部分，对桥梁起到支撑的作用，主要施工内容是在相对独立的场地中进行箱梁架设与施工，这样可以对接下来的桥梁建设起到引导作用，从而方便下一步施工。箱梁施工对于桥梁建设的重要性是不言而喻的，因此，在施工时务必严格把控质量，注重施工要点以及常见问题的解决。着重把握模板工程、混凝土工程、孔道压浆工程等环节的施工技术要点，进而确保梁体的施工安全以及施工质量，延长箱梁的使用寿命，使之更好地为桥梁建设服务。

2桥梁预制箱梁施工及质量控制

2.1完成箱梁预制

在张拉前需要制备工程所需的箱梁，工程进行箱梁制造过程中需要做好波纹管和锚垫板角度控制，做好预制箱梁检测工作，保证符合实际需求。预制过程中锚具、波纹管安装。在波纹管加工方面，严格按照设计要求，经计算验证波纹管所需长度，留有适当余地后下料：波纹管连接采用大一号同型波纹管，接头管长40cm，并用包装胶带双层封口，以防水泥浆漏入波纹管内。在安装前，已成型的钢筋骨架上按设计坐标划出波纹管安装底线，并为了保证波纹管安装坐标的正确，同时也便于检查和验收，施工中在底座上将波纹管平弯和竖弯的起始坐标数据标识出来。而后利用“＃”形钢筋卡固定波纹管，并用铁丝绑牢，可采用圆弧形钢筋卡，节点处进行点焊，进行钢筋卡电焊时，电焊机电流调到最小，防止电火花烧伤波纹管。在安装锚垫板时，波纹管与锚垫板交界处用海绵（或者用泡沫填充剂）堵塞，以防漏浆而堵塞压浆孔道。在安装施工中局部钢筋因与波纹管及锚垫板有冲突，实际操作时进行了适当移位或割除后再加固等处理措施，处理时遵循不少筋、不断筋的原则。锚垫板、螺旋筋安装：锚垫板安装位置应准确，锚垫板应与端头模板紧密贴合，不得平移或转动并与孔道轴线垂直。安装螺旋筋时，应使螺旋筋位于孔道中心，并将螺旋筋贴紧锚垫板，螺旋筋应与钢筋骨架焊接牢固，以防在浇筑混凝土时波纹管移位。

2.2预制箱梁钢筋骨架制作与整体吊装施工技术

2.2.1钢筋骨架胎具及半成品钢筋加工

按预制箱梁结构尺寸，制作钢筋骨架定型胎具，确保钢管框架定位准确。采用钢筋短头焊接钢管与地面连接，胎具的整体框架结构必须结实稳固，并具有支撑整个钢筋骨架质量的能力。钢管的支架尺寸根据设计进行设置，分为左右两侧，按梁长纵向共计4排钢管，钢管间距1m，中间两纵向钢管间距按梁板宽度确定。横向放置钢管间距为1m，放置长度按梁板钢筋骨架长度计算。胎具钢管支架与硬化地面采用短钢筋头固定。使用角铁按梁底钢筋尺寸固定梁底宽度，并在角铁上按钢筋间距刻画分设点。单独使用一根钢管斜支撑将两根钢管固定，如此完成支撑单侧的胎具支架，另一侧胎具支架同是如此。绑扎时直接按分设点固定间距。顶板钢筋采用齿板，直接放置于顶板位置。

2.2.2钢筋骨架整体吊装入模

钢筋骨架整体吊具采用钢管和钢管扣件，配合角钢以及齿板钢板组装而成的桁架结构，并采用两台10t龙门起重机与钢筋骨架整体吊具配合，将钢筋骨架就位至制梁台座模板上。通过龙门起重机调整吊装桁架位置，来实现钢筋骨架入模，降低了整体式钢筋骨架入模摆动幅度。钢筋骨架的移动主要通过龙门起重机横移和纵移机构来实现。骨架吊点分别位于腹板位置，10组腹板吊点设置在左、右腹板外侧骨架主筋之上，吊点间距沿梁长方向为100cm。吊点的布设应确保钢筋骨架整体不变形、不失稳。钢筋笼整体绑扎完入模之前，将模板与底座进行试拼装，以确保箱梁钢筋骨架精确对位。钢筋骨架整体入模过程中，两行车须轻吊轻放，保持步调一致、平稳运行。

2.2.3混凝土浇筑

模板支立时即可进行半侧模板的报验。此时查看模板的紧密型以及模板与钢筋骨架间的保护层，一目了然。梁板混凝土浇筑从一侧连续浇筑，采用分成浇筑方式，操纵振捣棒快插慢拔作业，确保振捣密实。混凝土灌注过程中，不得用振动棒推移混凝土，以免造成离析。腹板混凝土灌筑，要保证两侧对称等高同步向前浇筑，防止两边混凝土面高低悬殊，造成内模偏移。将混凝土在沿腹板方向上的推进长度控制在4m，下料时同一位置的混凝土堆积高度不宜超过30cm，以防漏振。浇筑过程中加强现场与拌合站的前后台沟通，控制好混凝土生到场时间。夏季高温时，现场除正在布料的混凝土运输罐车外，待布料罐车严禁超过1台。下料过后，振捣人员及时跟上振捣。

2.3箱梁预应力束的制作、张拉及压浆

2.3.1预应力束制作

钢绞线的切割用砂轮机完成，严格控制长度，留出两端工作长度65cm；然后，将钢绞线编制成束；最后，将钢绞线束穿至波纹管道内。

2.3.2预应力束张拉

箱梁混凝土强度达到设计强度、弹性模量80%，或龄期达5天。进入预应力张拉环节。严格依据设计要求的顺序进行张拉，禁止随意调整张拉顺序。按照规范标定选择千斤顶、压力表，保证仪器的精度，使预应力的施加具有准确性。正式张拉时，两端对称推进，以张拉力为主要控制对象，用伸长量进行校核。配套千斤顶，使其与工作锚、锚垫板同心。工作锚必须进槽，否则会影响张拉效果。待各项准备工作落实到位后，进入初张拉环节，张拉至0.1kN时测量钢绞线伸长量并记录。钢绞线张拉采取的是两端同步对称张拉的方法，全程匀速张拉，避免在某时刻张拉力忽然增加或减小。在张拉力达到设计值的10%、20%、50%时分别设停顿点，待张拉力达到设计值的100%时，随即暂停张拉，持荷测量伸长量，将实测结果与设计值做对比分析，要求两者的误差在±6%以内，否则需妥善处理。张拉期间，安排专员观察梁体，判断张拉伸长值、截面断丝率的实际情况，若不满足要求，则及时查明原因，调整作业方法，重新放张、穿束、张拉，确保最终的张拉效果达到要求。

2.3.3孔道压浆

张拉结束后，在48h以内组织孔道压浆，相关步骤及注意事项为：1）用空气压缩机检查灌浆孔和排水孔，判断两部分是否畅通，若有堵塞则及时疏通，直至孔道保持畅通为止；检验压浆设备，判断其是否可正常运行。经过对基础设施的检查后，根据配合比拌制水泥浆，稠度控制在14～18s，掺入适量的压2）正式压浆时，压浆机泵压力全程稳定在0.5～0.7MPa，从一端压注浆液，期间密切观察另一端排气孔的状态，待该处依次排出空气、水、稀浆、浓浆（浓度与压入部分保持一致），随即用木塞封堵气孔，而后适当加大注浆压力，约2min后结束压浆。3）为了全面保证压浆效果，严格依据设计的压浆顺序进行施工，压浆结束后，若无误则随即封锚，此处所用混凝土标号与箱梁混凝土一致。经一段时间后，压浆试块强度达到设计要求，此时进入箱梁吊装施工环节，将成型箱梁吊装至指定位置。

2.4智能压浆施工作业的作业要点和控制分析

箱梁施工作业中，预应力管道压浆密实程度会直接影响到箱梁的整体质量。对此，严格把控预应力管道中的压浆质量，此时利用智能化的压浆系统来控制后续压浆质量，保证作业的准确性，同时进一步提升工程结构的安全性、稳定性。构成智能压浆系统的主要设备和配件包括计算机主机、控制程序、材料储备仓、搅拌桶、储浆桶、压降泵、传感器等。通过计算机主控系统来控制压浆作业，首先测量进入高速制浆机中的材料重量，通过高速电机搅拌浆料，搅拌作业结束之后启动低速储浆桶并缓慢开始低速搅拌，保证浆料保持良好状态。然后连接检测仪器，检查压浆管路系统状况，保证性能稳定后开启智能压浆程序。压浆过程中，通过循环压降排除管路中的冗余气体，同时消除一些其他对压浆作业产生不良影响的因素，最后在管路进出口两端的位置安装压力传感器，监测浆液压力信息并上传到计算机主机，经过分析处理进出口端的压力差值来确定管路内的浆液是否密实，并且通过数据结果合理调整压浆管路的流量、压力。１）进入到智能压浆控制系统中，调整浆料的进出口压力传感器数值，将其进行校零。然后设置浆料的搅拌速率、配比参数、压浆压力等参数。２）待具体的参数设置完毕后，施工人员准备开始压浆作业，确定压浆的总质量即可开启压浆作业的循环启动。３）压浆正式开启后先确定和检查管路系统，保证其没有运行异常和其他不良状况。待浆料的进出口流量和压力稳定后进行保压。４）进行压浆作业时，监管人员实时监察压浆机是否有异常情况。出现问题停机处理。５）压浆任务完成之后，系统会保存相应的参数设置和运行数据，留作下次施工作业的依据参考。待开展下一次施工作业时，施工人员首先检查设备运行状态是否良好。６）压浆作业完毕之后，清洗作业使用的高速和低速搅拌桶，关闭设备电源，保管好相应的设备仪器。

2.5预应力工程

监理工程师首先应对安全技术交底情况、特种人员的资质报审情况、张拉机械及相关仪器的校核情况、钢绞线锚具等原材的复试报告、预制箱梁混凝土强度报告等进行检查，都齐备后方可进行张拉作业。张拉过程中，监理工程师应严格控制张拉速度，保证每分钟在5MPa左右。张拉结果采用双控法校核：即以张拉力控制张拉过程，以伸长值校核张拉结果。施加预应力应采用张拉力与伸长量双控。监理工程师在张拉旁站过程中要对现场张拉情况进行记录，出现断丝滑丝情况，查看是否符合规范要求，如超过规定数，要求进行更换；如不能更换时，可提高其他束的控制张拉力作为补偿，但最大张拉力不得超过千斤顶的额定能力，也不得超过钢绞线或钢丝的标准强度的80%。预应力钢筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。对夹片式锚具，锚固后夹片顶面应平齐，其相互间的错位不宜大于2mm，且露出锚具外的高度不应大于4mm。锚固完毕并经检验确认合格后方可切割端头多余的预应力筋，切割时应采用砂轮锯，严禁采用电弧进行切割，同时不得损伤锚具。切割后的预应力钢筋的外露长度不应小于30mm，且不应小于1.5倍预应力筋直径。锚具应采用封端混凝土保护，当长期外露时，应采取防止锈蚀的措施。监理工程师应根据时间要求尽早进行压浆施工，且应在48h内完成，以避免预应力钢筋锈蚀。管道压浆必须密实，采用压浆机压浆。孔道压浆采用C50水泥浆，要求压浆饱满。水泥浆强度达到40MPa时，箱梁方可吊装。

3预制箱梁施工中应注意的事项

3.1箱梁腹板钢筋保护层厚度小

箱梁设计阶段，相关规范规定箱梁预制安装的腹板钢筋厚度应超过35mm，钢筋保护层的厚度与钢筋使用寿命及使用效果具有重要的影响，但是在实际应用中经常会出现钢筋保护层厚度不合规范的问题。影响钢筋保护层厚度的因素有很多，包括箱梁的腹板钢筋部位具有不平整的凹陷、纵向钢筋在混凝土灌输时与主筋分离等，这些操作上的不规范都会影响到钢筋保护层的厚度。因此，针对这些影响因素，必须在钢筋安装之前严格检查安装部位，确保腹板钢筋的平整度，并通过把控混凝土灌注阶段的质量来避免纵向筋与主筋分离的情况。

3.2梁体外观出现明显的混凝土色差

梁体外观也是衡量预制箱梁质量的重要指标，并且外观的美观程度非常直观地反映出箱梁的安装情况，必须足够重视对梁体外观的控制。但是在实际施工过程中会出现梁体混凝土色差的情况，严重影响了梁体的美观程度，也使得箱梁的安装质量受到了一定的影响。对于这类问题，要注重控制混凝土灌注的时间，最好将灌注时间控制在6h之内，合理的灌注时间有利于降低梁体外观色差不均现象的发生概率。

3.3施工技术管理要点

伴随着时代的发展和进步，建筑行业中应用到的各类施工技术也都有了发展和创新，预制箱梁施工及架设技术也不例外。在传统的施工过程中，预制箱梁架设时采用的技术手段有限，受到当时科技水平的限制，能够应用的技术手段仍然较为传统。桥梁预制箱梁技术对于施工人员的专业技术水平要求较高，且箱梁技术在整体桥梁工程施工中占据重要地位，因此，必须格外注意这一环节的施工质量和技术操作。伴随着现代社会科技水平的高速发展，预制箱梁施工及架设技术中也有了新的应用创新，尤其是电子计算机技术的创新给桥梁建筑施工带来了新的生机。预制箱梁施工在引入新型技术的同时也不断进行自身的创新，配合大型机械设备的广泛应用，使得预制箱梁技术对整体工程的施工效率起到了积极的推动作用。这类高新技术的应用不仅缩短了施工周期，同时降低了预制箱梁技术的施工成本。桥梁建设过程中常常遇到深水建设的难题，在过去缺少技术手段的施工过程中这类问题往往难以解决，即便解决也需要耗费大量的人力、物力。但现在通过自升式水上平台技术则迎刃而解，大大提高了施工效率，减少了耗费在这方面的不必要的成本投入。大型机械设备的广泛应用不仅提高了工程建设效率，而且对于桥梁建设这类特殊工程来说更是起到了降低施工危险的作用。在现代桥梁工程中，地基的挖掘不必再使用人工作业，通过遥控大型机械设备施工大大降低了施工风险，为施工人员的人身安全提供保障。

结语

桥梁工程对于促进城市的发展和交通运输系统功能完善都有着重要的意义和作用。桥梁预制箱梁施工及架设作业有着操作要求专业化、施工环节复杂且相互联系紧密等特点。因为这些特性，在具体施工过程中注意做好技术处理，严格按照规定工序操作，保证施工队伍的技术水平。深入分析和探讨桥梁预制箱梁施工及架设技术，能够有效推动桥梁建设行业中技术的发展和进步，进而促进行业整体长期稳定的发展。

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