一級(jí)建造師輔導(dǎo)：淺析預(yù)制箱梁施工工藝
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1、工程概況
尉氏至許昌段高速公路No.2標(biāo)段， 跨開封市尉氏縣南曹和蔡莊兩鎮(zhèn)。本標(biāo)段有大橋1座，中橋2座，分離立交5座。共計(jì)先張預(yù)應(yīng)力低高度箱梁（以下簡(jiǎn)稱箱梁）320片，其中16米箱梁118片，20米箱梁202片。
作為橋梁主要承重構(gòu)件的箱梁僅有少量米石混凝土相連，沒有濕接縫和橫隔板，其整體性較T梁差。所以，箱梁質(zhì)量在橋梁施工中尤為重要。影響預(yù)制箱梁質(zhì)量的主要因素有：施工工藝，原材料質(zhì)量，施工人員的業(yè)務(wù)水平和素質(zhì)等。本文只對(duì)施工工藝進(jìn)行淺顯的分析。
由于設(shè)計(jì)追求較大的挖空率，箱梁各部分厚度很薄，底板厚度只有18cm，稍有不慎極易出現(xiàn)施工缺陷，因而研究改進(jìn)箱梁預(yù)制施工工藝非常必要。
2、施工工藝
2.1模板
2.1.1側(cè)模
整體式模板即用高強(qiáng)度配筋混凝土按箱梁外形尺寸做成的槽式模板，多數(shù)以光滑混凝土面或水磨石作為模板面。這種模板不會(huì)漏漿，不易變形，不需支立和拆除，節(jié)省大量人工和工時(shí)，制作和使用成本低。但本標(biāo)段箱梁尺寸多變，整體式模板的改造次數(shù)多，改造期長(zhǎng)，相對(duì)成本偏高。并且預(yù)制箱梁的外觀往往不太理想。
為保證箱梁的外觀質(zhì)量，側(cè)模采用專業(yè)廠家制作的大型定型鋼模，分節(jié)制作，接縫嚴(yán)密，尺寸精確。
2.1.2底模
底模由10cm厚的C25砼底板及5cm厚的水磨石臺(tái)面組成，臺(tái)面?zhèn)让婧附印?0mm角鋼保護(hù)，焊接點(diǎn)用砂輪磨光。順臺(tái)面縱向在角鋼下預(yù)留間隔為1m、直徑為3cm的對(duì)拉螺栓孔。
2.1.3內(nèi)模
內(nèi)模有鋼模和木內(nèi)模有兩種方案，鋼模具有尺寸準(zhǔn)確，周轉(zhuǎn)次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)時(shí)鋼材價(jià)格飛漲，導(dǎo)致模板價(jià)格達(dá)到6000～7000元/噸，成本偏高。
木模制作快，成本低，質(zhì)量輕，拆裝方便，因此決定采用木模。分節(jié)制作，每節(jié)長(zhǎng)1.5m.
2.2張拉臺(tái)座
20m箱梁設(shè)計(jì)23根φj15.24鋼絞線，單根張拉力195.3KN，整體張拉力P＝195.3×23＝4491.9KN.重力式臺(tái)座一般適用于1000～2000KN的張拉力，就張拉力而言，槽式臺(tái)座較合適，但不利于大型鋼模的拆裝。故采用重力式和槽式組合臺(tái)座，即在重力式墩之間設(shè)傳力柱，并設(shè)橫向聯(lián)系。傳力柱一部分埋于地下，另一部分作為預(yù)制箱梁的底模的基礎(chǔ)。這個(gè)方案同時(shí)解決了地基較軟，箱梁自重大，松張起拱容易壓壞底模的問題，而且省去了底模基礎(chǔ)，節(jié)約了成本。
2.3鋼絞線和鋼筋
2.3.1鋼絞線
鋼絞線應(yīng)做抗拉強(qiáng)度、延伸率、松弛率和彈性模量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求，方可使用。
千斤頂、油泵和油表配套校驗(yàn)，所用壓力表的精度不低于1.5級(jí)。使用6個(gè)月或200次以及在千斤頂使用過程中出現(xiàn)不正常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)重新校驗(yàn)。
根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，考慮3％的預(yù)應(yīng)力損失，即實(shí)際張拉力為設(shè)計(jì)張拉力的1.03倍。
臺(tái)座一端為單根張拉端，分兩級(jí)（每級(jí)20%）張拉總張拉力的40%，即所有鋼鉸線張拉到20%的張拉力后，再進(jìn)行第二級(jí)張拉，不得一次張拉到40%.鋼絞線單根張拉時(shí)對(duì)稱截面中心線進(jìn)行。
臺(tái)座的另一端為整體張拉端，剩余60%的總張拉力采用整體張拉。張拉前，調(diào)整千斤頂?shù)浇孛嬷行木€的距離相等，保證兩側(cè)千斤頂受力相同。張拉過程中，活動(dòng)橫梁與固定橫梁始終保持平行。
應(yīng)力、應(yīng)變雙控制，以應(yīng)力控制為主，應(yīng)變輔助校核。伸長(zhǎng)量誤差控制在±6%以內(nèi)。
2.3.2鋼筋
鋼筋采用兩次成型法：在加工區(qū)分別制作梁體鋼筋、頂板和翼板鋼筋。鋼筋嚴(yán)格按圖紙尺寸下料、制作，采用梅花形點(diǎn)焊形成骨架。加強(qiáng)對(duì)內(nèi)模定位筋的綁扎。只要按設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的位置和數(shù)量雙根綁絲綁扎定位筋，一般不會(huì)出現(xiàn)內(nèi)模上浮現(xiàn)象。
2.4砼
設(shè)計(jì)砼為C50，保證砼強(qiáng)度是保證箱梁內(nèi)在質(zhì)量的一個(gè)重要方面，因此要嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量。此處不作過多論述。
應(yīng)嚴(yán)格按配合比施工，坍落度一般控制在７～９ｃｍ為宜，坍落度太大，強(qiáng)度不易保證，并且很難消除表面的氣泡、砂線等缺陷；因鋼筋密集，若坍落度太小很難保證振搗密實(shí)。
混凝土澆筑采用一次成型工藝，由一端向另一端推進(jìn)。同斷面澆筑順序?yàn)榈装濉⒏拱?、頂板，分段分層循環(huán)推進(jìn)，每段約2～３ｍ長(zhǎng)。
振搗采用4個(gè)插入式振動(dòng)器，兩個(gè)在前，負(fù)責(zé)底板和下部腹板的振搗；兩個(gè)在后，負(fù)責(zé)上部腹板和頂板的振搗，振搗注意腹板上下部的銜接，頂板既要平振又要點(diǎn)振，點(diǎn)振間距控制在20～30 cm之間。
由于鋼筋密集無法插入振動(dòng)棒，在吊點(diǎn)處采用附著式振動(dòng)器。振搗至混凝土停止下沉，不再冒出氣泡，表面平坦、泛漿時(shí)止。
在混凝土接近初凝時(shí)進(jìn)行二次收漿并拉毛，防止出現(xiàn)裂縫。
2.5工藝流程
底板質(zhì)量是箱梁施工重點(diǎn)的重點(diǎn)，為了保證底板的施工質(zhì)量，我們分析研究了兩種工藝流程。
一種工藝流程為：梁體鋼筋制作→鋼絞線張拉→支立側(cè)模→澆注底板→安放內(nèi)?！敯?、翼板鋼筋制作→澆注腹板、頂板→養(yǎng)生→拆模→放張→存梁。
這種流程易保證底板振搗密實(shí)，但要求施工人員多，工時(shí)長(zhǎng)，配合緊密。若某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將影響工程質(zhì)量。特別是底板和腹板、翼板的澆注間隔長(zhǎng)，易產(chǎn)生明顯的施工接縫。
另一種是一次成型工藝，其流程為：梁體鋼筋制作→鋼絞線張拉→支立側(cè)?！卜艃?nèi)?！敯?、翼板鋼筋制作→澆注底板、腹板、頂板→養(yǎng)生→拆模→放張→存梁。
這種工藝是在鋼筋、模板都完成后，從腹板處下灰澆注底板。由于底板厚度只有18cm，卻分布著兩層鋼絞線和體梁體鋼筋，對(duì)混凝土的流動(dòng)有很大的阻滯作用。為防止木板吸水膨脹，內(nèi)模都用塑料紙包裹。從兩側(cè)下灰，容易因排氣不暢而在底板形成空洞。即使沒有空洞，也很難保證振搗密實(shí)。
從一側(cè)下灰，流到另一側(cè)的大部分是灰漿，也很難保證底板質(zhì)量。并且側(cè)壓力大，易導(dǎo)致內(nèi)模和鋼筋偏位。
我們對(duì)這種工藝的改進(jìn)主要在內(nèi)模上，把內(nèi)模里的木撐改為用螺絲相連的角鐵骨架，在內(nèi)模底部留10～20cm寬的槽。澆注底板時(shí)，在開槽處用振動(dòng)棒引流混凝土，振搗密實(shí)后整平混凝土，用木板封住槽口，繼續(xù)澆注腹板、頂板。這樣既保證了內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量又加快了施工進(jìn)度。
3、結(jié)語
施工工藝對(duì)工程質(zhì)量有直接而重大的影響，要提高箱梁的施工質(zhì)量就必須有好的施工工藝，并使其不斷完善。
本文所述的組合臺(tái)座，既滿足了張拉力的要求，又滿足了大型鋼模治理支立的空間要求。
改進(jìn)內(nèi)模后的施工工藝，使箱梁混凝土一次澆筑成型，既保證了箱梁（特別是底板）的施工質(zhì)量，又大大提高箱梁的施工效率，是提高箱梁質(zhì)量的合理工藝。
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