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1、预制箱梁专题探讨武吉高速D8标汪忠新 万春 罗鹏在高速公路桥梁建设中，预应力预制箱梁的应用也越来越普遍。和现浇箱梁比较，预制箱梁对地理环境的要求低，如果用架桥机配合安装，可以极大提高施工效率。但在施工中机械人员投入大，工艺较为复杂。本文就以武吉高速D8标吉福分离立交作为依托，对25m箱梁预制梁施工技术、施工工艺等作些探讨。一、工程概况11、箱梁简介该桥位于Ls=230m的缓和曲线及R=1800的左偏圆曲线上墩台径向布置。纵面位于R=12000m的凸曲线上；斜交30，桥型为525m+425m+525m三联跨先简支后连续箱梁。箱梁为25m后张法预应力砼箱梁共112片。每片梁高140cm，梁长250
2、0cm（由于该桥处于曲线上，各梁长度不一至，在2484.82515.8cm之间）。12、工期要求根据武吉高速公路项目办总体计划要求：箱梁起讫时间为2006年8月2006年12月。13、总体布置由于预制厂地受到土方填筑的控制，预制厂建设工作至9月下旬才能投入生产。计划16个底座，受场地限制，实际14个底座。且底座费用也较高。在权衡进度与经济的情况下，我们以12个底座进行箱梁预制，另作2个简易底座专门负责箱梁底、腹板钢筋制作，以加快底座的周转期。二、施工方案选择可以说在多年来的桥梁施工过程中，箱梁预制的施工工艺、方法日趋成熟、完善，整个施工过程已形成“工法”( 见附件：预应力混凝土箱梁预制施工工艺
3、流程图)。如下将从主要施工工艺作一讨论； 21、底座铺设该桥处于曲线段内，各梁长度均不相等，且梁底两侧均有R=5的圆角，施工较为困难。根据以往的经验，底座长度至吊装尺寸处，另以钢板板凳加长至梁长。为方便底座周转，我们以最长梁长作为底座长度。22、钢筋加工及安装传统施工方法：钢筋制作安装在底座上进行。考虑各种因素，我们以底腹板钢筋在专用底座上进行焊接绑扎。并制作特制的“扁担”通过龙门吊将已制作好的钢筋笼吊入已装好模板的内，这样可以提高机械化施工率。23、模板安装在我省一般的作法，内外模采用分段拼装的施工方法。根据业主要求，参照外省成熟经验，内外模整体化施工，解决了分段施工外观错台现象，减省了拼装
4、时间，加快了施工进度。24、混凝土浇注传统箱梁浇筑顺序：底板腹板顶板混凝土纵向浇筑顺序：由一端向两一端逐渐分层递进浇筑。此方法施工在时间上要求紧密，容易产生施工缝。在解决施工缝上我们采用了全断面施工浇注，插入式振动棒配合高频振动器，确保底板砼的密实性和箱梁混凝土的整体性。三、C50砼的控制3.1原材料：选用原则就地取材、材质精良（1）水泥：结合江西省内高强度等级水泥生产状况，依施工图纸规范和业主方质量技术要求，选用万年青P.O52.2R和洋房P.52.5R水泥。具体的技术指标检测结果如下:万年青水泥依据JTG E30-2005试验，各项指标均符合GB/T175-1999要求，详见下表细度%标准
5、稠度用水量%初凝时间h终凝时间h安定性3天抗折强度Mpa3天抗压强度Mpa28天抗折强度Mpa28天抗压强度Mpa1.828.22：303：40合格6.233.38.559.8洋房水泥依据JTG E30-2005试验，各项指标均符合GB/T175-1999要求，详见下表 细度%标准稠度用水量%初凝时间终凝时间安定性3天抗折强度Mpa3天抗压强度Mpa28天抗折强度Mpa28天抗压强度Mpa0.827.93：203：59合格5.728.58.258.3(2）碎石：公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)中规定:粗骨料最大粒径应按混凝土结构情况及施工方法选取,但最大粒径不得超过结构最小边尺寸
6、的1/4和钢筋最小净距的3/4。吉福大桥25米长C50箱梁的预制采用内模固定全幅整体浇筑的方法施工，两侧肋板中钢筋最小净距为35mm,所以要求碎石最大粒径不得超过26.5。具体的级配及质量技术要求如下: 粗集料的技术要求: 公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)项目石料压碎值指标%针片状含量%含泥量%泥块含量%小于2.5mm,的颗粒含量%技术要求12151.00.55粗集料的颗粒级配要求:建筑用卵石、碎石（GB/T14685-2001）级配 情况公称粒径方孔筛累计筛余百分率%2.364.759.516.019.026.5连续520951009010040800100 结合当地地质、地材
7、特点,选取了吉安县傲城镇玉芳石料厂520连续级配碎石,具体检验结果如下: 玉芳碎石颗粒级配分析结果:依据JTGE42-2005试验,各项指标均符合GB/T14685-2001要求,详见下表:级配情况公称 粒径方孔筛累计筛余百分率%2.364.759.516.019.026.5连续52099.097.274.321.03.60玉芳碎石技术指标分析结果,依据JTGE42-2005试验,各项指标均符合GB/T14685-2001要求,详见下表:表观密度 (/m3)针片状含量(%)含泥量(%)压碎值(%)颗粒级配26704.60.410.7520mm（3）砂：本工程属于吉安市吉州区境内,紧靠赣江主流,
8、河砂资源丰富,材质优良。通过试验选定吉安河东砂厂的中砂，具体试验结果如下：依据JTG E42-2005试验,各项指标均符合JTJ041-2000要求,详见下表:表观密度(/m3)含泥量(%)筛分析细度模数26650.5区2.80（4）外加剂：箱梁C50混凝土属于一种流动性高性能混凝土,外加剂的选用十分重要。在选用外加剂时,必须考虑以下几点:a、混凝土外加剂与工程中所选用的水泥的适应性;b、外加剂对C50混凝土的流动性、坍落度保持性、增强性、耐久性的分析评价;c、外加剂在施工中的可操作性等。本次工程中选用了安徽庐江外加剂厂生产的FDN萘系高效减水剂。具体指标结果如下:编号检测项目标准检测结果单项
9、结论一等品合格品1减水率,% 不小于121017.1一等品2泌水率,% 不大于909572一等品3含气量,% 不大于3.04.02.9一等品4抗压强度比,%不小于1 d140130176一等品3d130120163一等品7d125115151一等品28d120110115合格5对钢筋的锈蚀作用应说明对钢筋锈蚀作用对钢筋无锈蚀作用合格3.2 C50砼配制要求：结合预制箱梁的施工工艺、结构尺寸、气候条件等因素,综合得出C50砼配制的要求如下：试配强度出机坍落度出机扩展度最大水泥用量含气量碱含量59.9Mpa16020450500/ m341%1.8kg/m33.3、C50的试配： 依据普通混凝土配
10、合比设计规程（JGJ55-2000）进行水灰比的计算，砂率、单方用水量的选择,选用容重法进行每立方砼材料用量的计算,得出理论计算配合比。 依据公路工程水泥及水泥混凝土试验规程（JTGE30-2005）公路桥涵施工技术规程（JTJ041-2000）,进行砼拌合物的试配试验。结果汇总如下：水泥水灰比砂率(%)各项材料用量/m3实测塌落度7天强度Mpa28天强度Mpa实测容重kg/m3水泥细集料粗集料水外加剂万年青0.353348659212021704.869055.161.224600.333451556512001705.157556.263.424550.373245961912021704
11、.598552.859.12455洋房0.333348559612091603.889055.562.424600.303253356211951604.268558.764.524550.363444462812181603.558050.159.82455 综合分析以上结果，确定混凝土的配合比为：水泥类别水泥细集料粗集料水外加剂万年青48659212021704.86洋房48559612091603.883.4、C50混凝土的生产： （1）混凝土原材料的堆放：由于施工场地的临时性和用地的有限性，原材料的进场一次不宜太多，正常施工时应考虑一周时间用料。在存放袋装水泥和外加剂的地面须铺放防潮层
12、，上部须搭盖防雨防晒棚，周围设置排渗水沟。砂石应分仓堆放，场地须用低标号混凝土浇筑15以上，满足装载机械等设备的运行而不破坏。各种规格的碎石应分开堆放。为了避免粒状砂石料的离析，每车材料进场后应起堆翻拌均匀。（2）混凝土生产机械的准备：用于混凝土生产的搅拌机宜采用双卧轴强制式微机控制型。设备生产能力水平每小时不小于50m3。搅拌机在使用前应对称量设备进行标定，达到要求的精度指标方可以投入使用。称量料斗应满足粒状砂石料使用要求，一般为不少于3个料仓。（3）C50混凝土的生产：混凝土生产使应先对现场砂石材料取样检验，评定各项技术指标是否与设定相符。如有出入须微调砂石料的设计参数。同时须对砂石含水量
13、进行检测，将试验室批复的试验配合比换算施工现场的生产配合比，并将各材料使用数量输入控制系统。然后依机械设备生产操作规程开始试生产，结合现场浇筑速度运输状况等条件调整生产速度，达到联动与协调的统一。（4）C50混凝土拌和物的检验，混凝土强度检验。现场混凝土拌和物检验坍落度，扩展度的工作性指标，观察混凝土的可施工性与否。当现场混凝土偏干、粘聚性不好、离析、泌水流动性不好时，须从现场原材料，结合配料机具等着手层层分析，逐条件排除调整优化，达到设定技术要求。现场应对砼拌和物按规定要求成型强度试块。砼试模的规格数量应满足生产使用和技术要求，鉴于C50砼比较粘稠，成型时最好配一台1左右的震实台，以利于更好
14、的排除试模边板的气泡，梁体砼的致密性保持一致。砼试块拆模后应立即进入标准养护室进行养护，养护至28天龄期时按检验规程进行强度试验和评定。吉福桥28d砼试块的结果汇总如下：序号梁号砼浇筑及制作日期张拉抗压强度、日期、龄期28天抗压强度试验日期抗压强度龄期试验日期抗压强度(MPa)12-22006.10.122006.10.1947.7 72006.11.955.3 55.122-32006.10.182006.10.2545.2 72006.11.1555.1 55.333-22006.10.192006.10.2647.0 72006.11.1655.4 54.743-32006.10.202
15、006.10.2750.8 72006.11.1755.4 55.554-22006.10.212006.10.2845.6 72006.11.1855.3 54.864-32006.10.222006.10.2951.6 72006.11.1958.3 57.877-22006.10.232006.10.3050.4 72006.11.2053.1 53.687-32006.10.242006.10.3147.3 72006.11.2155.5 56.598-22006.10.252006.11.152.3 72006.11.2255.8 55.5108-32006.10.262006.11
16、.246.0 72006.11.2354.8 55.2由以上试验数据可得，混凝土7天都达到设计强度的95%，28天强度均能满足评定要求。3.5、C50砼生产使用过程中的问题及解决措施（1）、砼偏干工作性不好的原因分析及处理：结合吉福桥C50砼的实际情况，分析的原因有:a碎石材料中夹带的石粉吸水；b生产用外加剂与试验时的样品差异太大，减水率达不到设定要求；c外加剂计量不准确，加入的量不足。处理的措施为：a选用筛选干净的碎石材料；b更换进场外加剂或在使用范围内提高掺量；c改善计量装置尽可能选用自动化装置计量。（2）、强度偏低原因分析及处理：分析的原因有：a人为增加单方用水量导致水灰比增大，强度降低
17、；b单方水泥用量降低，同样导致水灰比增大强度降低；c外加剂的减水率和掺量达不到要求造成用水量增加；d砂石原材料质量下降或不符合规范要求。解决措施：a严格控制施工配合比的一致性，不得随意更换调整；b采用人工添加水泥时，以合理的手段核算水泥用量；c严格把关进场外加剂的有效减水率；d加强监控砂石材料，做到精致精良。四、施工中质量控制1、钢筋制作及安装（1）底板及腹板钢筋的制作及安装（如图）。根据设计图纸的要求在钢筋底座上加工好各类型钢筋，在硬化好的钢筋加工场地标好钢筋的几何间距，在标记处摆放并固定底板钢筋；在底板钢筋上绑扎腹板钢筋，为防止钢筋骨架倒塌可先用小钢管做临时支撑，采用两侧对称绑扎，待全部腹
18、板钢筋绑扎完毕后再将其轻轻转出即可，用吊架把绑扎成型的钢筋骨架放入模板内。（2）顶板钢筋的制作及安装。根据设计图纸的要求在钢筋加工棚加工好各类型钢筋，将加工成型的各类钢筋移到绑扎现场，根据钢筋间距的尺寸要求制作钢筋加工架并设置槽口，把各类加工成型的钢筋放入相对应的槽口绑扎成型，用钢筋吊架把绑扎成型的钢筋安装就位。（4）注意事项：顶板预留槽口间距必须与顶板钢筋间距相同；并应留有足够的保护层；底板钢筋应加加焊与底板厚度相对应的支架钢筋，便于作业人员施工及检查。在吊装至模内后，由于吊装过程中会发生变形，需在底座上进行调整。2、模板（1）模板的制作及安装：外模采用分块模板整体焊接拼装，焊缝打磨整平，从
19、而形成一个整体性模板，减少接缝，消除漏浆和缩短模板拆装时间，缩短模板的拆装时间。该工艺必须要有重型起吊设备才能施工；整体性模板使用不当容易产生变形。内模采用分块钢模，双面胶接缝处理，整体拼装后安装就位，采用带圆缓的倒角，以利于内模的拆除。（2）拆模：在砼浇筑完成后，气温在1835时可在57小时拆除内模，在18以下拆模时间应根据砼的凝结情况和其他一些外观适当延长拆模时间。拆内模时先松动模板，卷扬机分块拉出，拉力应均匀稳定。拆模时间应适当控制，拆模过早容易造成砼受损甚至顶板砼塌落。拆模时间过晚内模不易拉出，甚至要通过割开内模方可将内模拉出。由于侧模是整体式钢模，自重很大，需要加工特殊吊架拆模。3、
20、波纹管安置、钢铰线穿束在波纹管安置之前先检查波纹管的完整性、有无漏洞。严格按照图纸坐标要求摆放波纹管，在接头处用胶带将其密封，与底板和腹板钢筋一起吊入模板内再检查波纹管坐标位置，并及时做出调整，使其圆缓顺直，然后固定。钢铰线穿束可分为砼浇筑前穿束和浇筑后穿束。砼浇筑前穿束相对砼浇筑后穿束可省穿PVC管这一工序，但在整个浇注过程中必须对钢铰线进行抽拉。此施工工艺的不足之处有二，其一：波纹管漏浆影响到今后的张拉，其二：如果梁不能及时张拉钢铰线将长期暴露容，易生锈；砼浇筑后穿束就是在砼浇筑前先用PVC管插入波纹管内形成一个支撑，对波纹管漏浆起到保护作用，待砼浇筑完成再将其拔出，在梁张拉前将钢铰线穿入
21、波纹管。其不足之处是相对砼浇筑前穿束多了一道施工工序，并增加了购置PVC管的费用。4、砼浇筑在梁的浇筑中，采用全端面纵向推进浇筑法，底板腹板砼塌落度以1316CM控制（规范为79CM），顶板按设计塌落度控制水灰比。采用插入式振捣器和高频振动器联合施工，高频振动器每部位振捣3次，振捣时间每次15S，插入式振捣器采用50MM振动棒振捣，端头处钢筋密集采用30MM振动棒振捣，端头处在砼浇筑前事先进行塞缝处理，防止漏浆影响砼密实。在整个浇筑过程中必须重点留意底板砼是否浇满，可用以下两个方法进行观察，1：通过计算得出的某一截面所需的砼和到达某一截面实际已浇筑的砼进行比较。2：观察底板处内模有无少许稀浆渗
22、出。5、张拉及压浆（1）根据计算的张拉应力和理论伸长量对张拉进行双控，在砼强度达到设计强度的75时即可进行张拉（设计要求达到90的设计强度）以1020 100(持荷2Min)。如发现实际伸长量在理论伸长量的6之外时，应对钢铰线弹性模量从新检测、更换或从新校正千斤顶。张拉时禁止在张拉前方行走，以免发生不必要的人员伤亡。（2）压浆压浆前应对孔道先冲洗干净，从下端孔道往上端进行，防止因波纹管漏浆带来不必要的麻烦，对水泥浆的配合比进行严格控制，水泥浆的各项指标必须满足设计施工和要求，压力控制在0.7Mpa恒压作业，直到流出的稠度达到注入的稠度，最后稳压2min。如果发生有压不通的时候可采用开天窗或腹板
23、处打孔再重新压浆。五、结束语现在的高速公路建设项目对工期和质量的要求越来越高，如何提高项目施工水平，为业主提供满意的产品的同时提高企业效率，是项目管理的重点。在施工作业相对密集的大桥预制厂，参照外省成熟经验，采取内外模整体技术，全断面浇注混凝土，可以提高龙门吊的使用率。成本容易得到控制，进度也有保障。当然，我们也是第一次使用这种整体技术，掌握的资料和取得的经验都还需要进一步完善。希望随着时间的推移能与同仁做更深层次的探讨和交流。作者简介：万春:1981-01-04,于2000年毕业于江西省交通学校公路与桥梁专业，中专，现任武吉高速D8标工程科长。汪忠新：1977-10-26，于2006年毕业于武汉理工大学土木工程专业，本科。现任武吉高速D8标实验室主任，助理工程师。罗鹏：1985-01-10，于2003年毕业于江西交通职业技术学院公路与桥梁专业，中专，现任武吉高速D8标技术员附件预应力混凝土箱梁预制施工工艺流程图底模铺设钢筋邦扎扎波纹管安装钢筋邦扎侧、端模安装内模安装顶板钢筋邦扎内模加工混凝土浇注模板拆除混凝土养护钢绞线张拉湿润波纹管内壁并清理灌浆封锚张拉力计算水泥浆配制