浅谈公路桥40m小箱梁的预制工艺

分类：工业设计论文发表 时间：2013-01-10 10:33 关注：(1)

　　提要：本文结合G111国道讷河--嫩江段公铁立交桥的40米简 支小箱梁预制的模板设计;台座设计及施工;梁体施工工艺及有关工艺参数的选择等项技术，对40m小箱梁预制成功所形成一套完整的工艺流程、工艺特点、工艺原理及施工工艺做了综合论述。

　　关键词：40m….. 小箱梁……预制

　　一、说明

　　公路桥的梁板设计大部分采用后张法现场预制。具有投资少，见效快的特点。40m小箱梁预制为目前公路桥小箱梁之最，所以在预制上有许多问题需要加以研究探讨， G111国道讷河--嫩江段公铁立交桥是公路中的大桥，其箱梁为后张法40m小箱梁。

　　二、工艺特点

　　1、现场制梁具有建场快，投入少，生产快的特点。从平整场地投入生产时间约为1个月(六个台座)。

　　2、成品运输距离短，受环境限制少，最大限度地降低了运输的难度和生产成本。

　　3、形成了预制，存放和架设的配套，不但保证了工程质量，又便于施工管理，有效地降低了工程的整体造价。

　　4、模板结构设计采用了固定钢模板形式，做到了提高工效，同时能保证箱梁混凝土外观质量的完美。芯模采用组合的方式。

　　5、 底模与侧模之间加设了弹性隔离层，不但保证了混凝土的

　　外观质量，而且加大了侧模上震动器的作用。

　　三、工艺流程

　　后张法预应力钢筋混凝土小箱梁，梁长39.96m(40M)，梁底1.0m，上顶宽2.40m(中梁)，2.80m(边梁)，每隔5m有对横隔板，梁重155t。预应力钢筋采用低松驰高强Φj15.24(270级)钢绞线，箱梁混凝土标号C50。

　　工艺流程为：安装底模→安装钢筋骨架→埋设波纹管→支模→穿钢绞线束→浇箱梁混凝土→养护拆模→张拉预应力钢绞线→孔道压浆封锚→移梁。

　　四、工艺原理

　　工艺原理与一般现场制梁基本相似，不同处及改进处：采用固定钢模形式的侧模，活动形式的钢芯模。预应力孔道为钢波纹管，箱梁张拉采用后张法GVM型张拉体系。箱梁顶板负弯矩锚具采用GBM15型锚具。施工两端同时张拉，孔道注浆采用电动活塞式压浆机，混凝土蒸汽养生，龙门吊移梁。

　　五、主要机具材料

　　(一) 机具

　　本工艺所采用主要机具：40m梁钢模板、对焊机、拌和站、切筋机、高压油泵、拌浆机。

　　(二) 模板体系

　　1、 模板

　　采用钢模板、钢支架，结构形式为固定和拼装模板，由底模和侧模芯组成。

　　(1)底模由C25混凝土浇筑成台座、台座上由5mm厚钢板铺装构成，用电焊将其与预埋铁件焊结置于台座上。在梁吊起点处设长度为50cm的活动升降板，以便吊装。

　　(2)侧模

　　侧模沿梁长由单元模板组成，每单元模板由面板、支承面板的肋条及钢支架，顶拉杆、底拉杆及震动支架组成。单元模板由5mm钢板模压成型。钢支架采用10#槽钢，布设采用60cm长度段的固定组合形式。

　　(3)芯模

　　采用组合钢模和固定异型模板，以便于每次的拆装组合，反复利用。并在箱梁顶板处留设预留孔以便拆除芯模。

　　2、 震动器的选型与布置

　　为保证梁体混凝土的密实度及外观质量，采用附着式震动器侧震及插入式震动棒直震工艺。

　　(1) 震动器的选型

　　根据R·雷尔密提出的混凝土拌合粒径与振动频率的关系及通过侧震力的计算。通过分析，决定采用HZ-20型(震动力180KN/

　　台)，HZ-11型(震动力10KN/台)两种型号震动器，其频率均为

　　2850次/分钟，同时采用HZC50(震动力5.26KN/台)，HZX-30震动力为2.5KN/台)两种型号插入式震动器，频率分别为15000次/分钟、19000次/分钟。

　　(2) 震动器的布置

　　由于模板无底振，故采用的附着式震动器分别交错布置，以免震动力相互抵消，为沿波纹管孔道布置型式，以加强侧面的振捣。

　　3、 张拉设备的选型与校验

　　千斤顶：顶力应较最大控制力大50%，顶程根据钢绞线伸长值确定，故选用YCD250型千斤顶。

　　油泵：与千斤顶配套，安全阀压力值应调节并固定在千斤顶张拉

　　额定值以下，一般取45MPa。

　　油表：精度1.0级，最大表示数应比施工需用数值大50%。

　　张拉机具的校验：按有关《规范》规定，送有关部门进行校验，并画出P-T关系图。正常情况下千斤顶每月校正一次，油表每周校正一次，以保证正常使用。

　　4、锚具：采用GVM型锚具，按有关《规范》的规定试验。锚具夹片经电磁探伤及硬度检验合格后方可使用。

　　4、主要材料及性能

　　1、水泥：选用Po42.5普通硅酸盐水泥，出厂合格证、试验报告必须齐全，出厂超过3个月要重新检验，合格后方可应用。

　　2、砂：采用天然河砂，各项性能指标必须符合有关《规范》规定。

　　3、碎石：采用质地坚硬的优质玄武岩，根据梁体钢筋最小间距确定其粒径和级配，其物理力学性能必须符合有关《规范》规定。

　　4、外加剂：选用天津产高效减水剂UNF-5，目的是增大混凝土的流动性，增强早期强度，降低水灰比，使混凝土拌合物具有粘聚性好，起到不离析，不泌水的效果。

　　5、钢绞线：钢绞线直径15.24mm ，为低松高强度钢绞线，并应符合ASTM(A416 -92)规定，标准强度Rby=1860Mpa。且无破损，无死弯，无严重锈蚀，无油污，应必须有出厂合格证和试验、化验单。使用前逐盘抽样作抗拉，抗弯试验，性能符合预应力规范后方

　　可使用。

　　6、钢筋：所用钢筋必须有出厂合格证和试验单，并符合规定，使用前必须抽样作抗拉、抗弯，可焊性试验合格后，方可使用。

　　六、施工工艺

　　工艺流程如前述，工艺操作要点如下：

　　(一)、安装底模

　　1、台座采用C25混凝土浇筑，两端为钢筋混凝土，强度满足张拉及移梁需要。

　　2、考虑箱梁混凝土强度达到100%后方可张拉，故底模不设反

　　拱。

　　3、底模平整，具有必须的强度、刚度和稳定性，能可靠承受施工过程中可能产生的各项荷载，保证结构物各部形状，尺寸准确。

　　(二) 安装钢筋骨架

　　1、钢筋加工要准确，加工好的半成品钢筋要分类挂牌存放。

　　2、钢筋骨架绑扎成型在相应的台座上进行，绑扎完毕，经核对无误后即可点焊。所有节点数全部施焊，以保证骨架的足够刚度和稳定性。

　　3、为保证保护层厚度，应在钢筋与模板之间设置工程塑料垫块，垫块应与钢筋扎紧，并互相错开，垫块强度等同梁体混凝土强度。

　　4、应特别注意梁底钢板及伸缩缝钢板的埋设位置数量，并严格

　　检查，达到设计要求。

　　5、在浇筑混凝土前，对己安装好的钢筋及预埋件进行检查。

　　(三) 埋设波纹管

　　1、根据图纸所给定坐标，用钢筋支架安设波纹管，做到位置准确、牢固、弯曲圆顺。

　　2、管道连接采用大一号的管道套接，接管长度宜在30cm，并用胶布包缠连接处，以防止水泥浆漏入，阻塞管道。

　　3、埋设完毕后，电、气焊严禁靠近，以防波纹管灼伤。

　　(四)、穿钢绞线

　　1、钢绞线按计算长度下料，用无齿锯切断。编束时不得扭转，缠绞，并每隔1-1.5m绑扎一道(第一道距束端部40-60cm)。

　　2、在浇筑混凝土前，将钢绞线穿入梁体波纹管内，穿束后，在

　　构件两端对号检查，防止在孔道内交叉扭结。

　　3、浇筑混凝土后，在初凝前，应对钢绞线进行抽拉，防止漏浆使钢绞线不宜张拉。

　　(五)、浇筑混凝土

　　1、 混凝土配合比

　　箱梁混凝土设计为C50级，考虑到梁体中钢筋较密，采用的振捣方式为中等强度，故坍落度控制在13-15cm，又考虑到掺用0.5%的UNF-5减水剂，混凝土的水灰比以0.39为宜，碎石5-20mm，连续级配，砂为中、粗砂。

　　2、 混凝土的拌合

　　采用带自动计量的强制式拌合站，以分次投料方式拌和，拌和时间为1.5min。

　　3、 混凝土的振捣

　　梁体混凝土的振捣以附着式震动器为主，插入式震动器为辅，主要采用侧震工艺。附着式震动器，要集中控制。灌什么部位振什么部

　　位，严禁空振模板。附着式震动器与侧模震动架要密帖，以便混凝土最大限度地吸收震动力。震动时间以1min为宜，具体操作方法如下：

　　(1)、浇筑底板时，开动下部附着式震动器，随浇随震动，以便底板密实，并防止混凝土集中卡在底板与腹板之间，造成底板形成

　　孔洞。

　　(2)、当混凝土浇筑至腹板时，开动上部附着式震动器，下部附着式震动器关闭，当腹板高度为1m时，关闭所有附着式震动器，振捣以插入式震捣器为主，直至上翼板，在梁头、齿板及波纹管处适当配合以人工捣铲。

　　(3)、震动器的震动为间断式：每次开动20s-30s，停5 s再

　　开动，当混凝土不再下沉，无气泡上升，表面水平并有水泥浆泛出时，即达到合格标准。

　　(4)、混凝土浇注完成后，应及时将吊装孔留出，并注意预留孔处芯模的保护。

　　(七)、张拉预应力钢绞线

　　1、张拉前对梁的几何尺寸和外观要进行严格检查，张拉时混凝土强度不得低于设计规定的100%(C50)。

　　2、按设计要求的顺序进行同时采用张拉力与伸长值双控制，预应力钢绞线张拉程序：0→初应力(10%σk)→σk(持续2分钟锚固)，张拉过程中要认真观察梁端有无裂纹，拱度及其发展速度。张拉中的情况和数据应随时做好记录。

　　3、张拉以张拉应力控制为主，以钢绞线伸长量进行校核，故张拉前要对钢绞线的理论伸长量进行计算，以便张拉时与实际伸长值进行比较相对误差不得超过6%，若大于6%，应停止张拉，分析原因并采取措施后再进行张拉。

　　4、锚固要逐端进行，一端锚完后，需观测另一端，大缸油压是

　　否下降，如下降则需补至控制力后再施顶。两端锚完后，即可退下千斤顶，张拉即告完成，张拉完毕后卸下千斤顶及工具锚后，要检查工作锚处每根钢丝上夹片的刻痕是否平齐，如不平齐则说明有滑断丝现象，当超过1%控制数时必须抽出重拉，直至达到标准为止。

　　4、 终张拉后，经检查合格后方可割去超长部分钢绞线，钢绞

　　线外露长度为自锚具端起30mm长度。钢绞线切割采用小型无齿锯切割，严禁气割。

　　(八)、孔道压浆封锚

　　1、压浆工作应在张拉工作结束后尽早进行，最多不超过24h。压浆顺序自下而上逐孔进行，一片梁应连续压完。

　　2、水泥浆标号为C40采用Po42.5普通硅酸盐水泥，水灰比宜为0.4以内，泌水率最大不超过4%，拌和3h时，泌水率控制在2%，24h后泌水须能全部被吸收。

　　3、水泥浆稠度控制在14s-18s之间，水泥浆调制后应经常搅动，并应在30-40min时间内用完，压浆时灰浆泵的压力取0.5-0.7Mpa，由于箱梁孔道较长，压力可适当加大。

　　4、打开两端压浆嘴阀门，由一端压入水泥浆，当另一端冒出浓浆时，关闭其压浆嘴，压浆端继续压浆，压力达到1Mpa时，保压2min左右，然后关闭压浆阀门，水泥浆终凝后，方可拆除压浆嘴。

　　5、压浆后应将锚具周围冲洗干净，并做凿毛处理，然后设置钢筋网，支封锚模板，灌注封锚混凝土。

　　(九)、移梁

　　1、注浆后，水泥浆强度达到强度80%时，即可用龙门吊将梁吊起，移出台座，放置到存梁场地。

　　2、吊装时要均匀起吊，在吊装绳与箱梁混凝土表面之间用木板加以保护，以防止箱梁发生损坏。

　　参考文献：《公路桥涵施工技术规范》 人民交通出版社