论述后张法预应力预制箱梁施工工艺

后张法预应力预制箱梁先简支后连续结构在高速公路、市政公路桥梁中已逐步被推广应用。这种梁型集简支梁和连续梁的优点于一身，克服了简支梁整体性差的弱点，同时也克服了现浇连续梁对支架和地基的要求；因为这种梁型的诸多优点，目前已被大规模设计和使用。其施工特点是先按简支梁规模化预制、安装，后用湿接缝把相邻跨的箱梁连接，在墩顶施加纵向负弯矩预应力束，拆除临时支座，体系转换成连续梁，从而得到连续梁优越的整体受力效果。

本文结合我单位承建的中石化新疆玉北1井区和田河大桥桥梁建设实践，对其主要施工工艺试做如下分析、总结。

1 工程简介

本工程为中石化西北油田分公司重点建设项目，距新疆和田市160km，是打通玉北勘探开发区块的主要交通要道。本桥上部结构为33-30m预应力混凝土预制箱梁，下部结构为钻孔灌注桩基础，肋板式桥台，桩柱式桥墩，桥长997.8m，全桥30m预应力箱梁99片，整座桥横跨和田河河道，汛期为7月-10月，再加上当地气温影响，致使工期要求紧、质量要求高、箱梁预制难度大的特点。

2 主要施工工艺（图1） 2.1 预制梁场设置

因桥址地质条件差以及周边胡杨林的影响，最终设置在距桥址3.5km的开阔地，场区设置一个制梁区、一个钢筋加工区、一个存梁区以及生活办公区，场内设置一台130T龙门吊，负责箱梁的模板组拼、混凝土浇筑、以及移梁，场内共设8条30m底模（一个循环，保证1天1片梁）。

（1）地基处理。本区域为风积沙地带，故对地基处理要严格控制，通过计算对整个场地原地面进行整平、洒水、碾压，铺筑一层土工布，填筑30cm戈壁料，钢筋原材料、加工区、钢筋半成品堆放区加做一层15cm厚，C20混凝土面层。

图1 预制箱梁施工工艺流程图

龙门轨道（双轨）：原地面下挖1.2m，宽度1.3m，换填35cm砾石，做35cmC20砾石混凝土，最后做50cm厚C25混凝土。

（2）布置方式。宜在龙门吊范围内，结合龙门行走方向、吊梁吊点情况成排布置。

（3）台座数量。根据制梁工期要求、模板与台座周转周期等确定，一般考虑一个循环周期为7-8天，考虑一天预制一片箱梁，故制作台座8个。

（4）台座结构：

端头处理：箱梁在张拉后重量集中在两个端头，端头的承载力应满足要求，具体处理方法为：在梁底座的两端头开挖2.5m×2m×0.8m的基坑，在基坑内浇筑80cm厚，C25混凝土，为了加强砼的抗压强度，在基坑内布设Φ12钢筋网。高程与地坪10cm砼一致。底座制作：测量放出底座大样，充分考虑梁板模板组拼及混凝土浇筑工作通道，整个底模为原地面下挖30cm深，宽度为1.3m，浇筑一层C25混凝土扩基，再在整个预制区域整体硬化10cmC25混凝土，最后做25cm厚，92cm宽，30m长的C30混凝土箱梁底座。台座中设置与箱梁模板配套的对拉孔；并在台座两侧顶部埋设[50型槽钢，以放置胶管与钢侧模接缝密贴（或在台座两侧顶部埋设∠50型角钢，以放置闭孔塑料板与钢侧模接缝密贴），防止浇注混凝土时漏浆。根据设计需要，设置预留吊装孔位置，一般设置在距梁端（70-90）cm/cosα（注：α为梁端斜度）。场区内必须做好排水系统，保证不积水。施工中必须根据不同的地质情况设置制梁台座结构，使其满足施工安全要求。见箱梁台座断面示意图。

台座断面示意图

（5）预拱度设置。底模设置考虑到存梁期，设计建议值为17mm，反预拱度采用二次抛物线，通过计算，得二次抛物线方程式为：y=-0.0756χ2+2.26χ。

2.2 模板设计制作与安装拆卸 （1）模板设计制作：

底模。底模采用钢板，根据台座循环次数选择厚度为5mm的钢板。每次预制前注意防止钢板的锈蚀。

外模。为了保证箱梁外观整体质量，外模设计至关重要，主要采用大块平面钢模板，以减少拼装接缝，每侧侧模分为6块，中横隔梁左右2块、端头左右2块、端头与横隔梁模板之间左右各1块。面板采用8mm厚钢板，面板厚度与肋板采用四周约束平面板受荷条件计算确定；肋板采用槽钢。外模支撑架采用槽钢焊接，支架间距宜结合上下拉杆设置，采用侧模受荷变形约束控制计算确定。

内模。内模采用组合钢模板，为了加快浇注进度，采用全封闭组合内模，即内模顶板与其他侧面板、底面板都采用角钢及螺栓封闭，支内模时，再在内模内设置钢管支撑或木支撑。

端模。一般采用略厚的钢板，以便于拆装、固定锚垫板波纹管端部。 （2）模板安装、拆卸。外模拼装时，结合拉杆连接，用钢尺进行两侧模间宽度检查，拼装时要注意接缝严密、平整，接缝处要贴厚双面胶以免漏浆；端头模板安装要注意梁端斜度控制；内模安装吊装前按设计位置及要求布设好通气孔，用钢筋设置马蹬以支撑内模，以免直接放在底部钢筋上。另外，梁顶部钢筋绑扎完成，内外模联固一体化，必须注意做梁截面轴线测定，确保外侧模板斜度准确。

除端模较小及内模拆卸受限而采用人工分块进行之外，为了缩短制梁周期，模板拆装尽可能采用人工配合龙门吊分块整体进行。混凝土浇筑完毕后，视温度条件及时拆摸，根据以往的施工经验，芯模拆除在25℃左右条件下，6～8小时即可，芯模的拆除需先拆除骨架，使面板与骨架分离，后拆顶板倒角两块模板，再拆除腹板侧模两块模板。外模拆除在25℃条件下不少于24小时，边模翼板模板需适当延长拆除时间。

在浇筑混凝土前，在顶部设置压杠，压杠要选择不宜变形的28#以上工字钢，工字钢底设置顶撑，直接将内模顶牢，以防止浇筑过程中内模上浮。

负弯矩预留槽位置设置准确，模板用钢板组拼，钢板上布设钢筋预留槽，以便槽口处钢筋安装到位。

2.3 钢筋制安及预应力管道的埋设

将预先制作好的钢筋运至现场，检查其规格尺寸正确与否，并清除浮锈，在底模上铺一层塑料纸，每2m架设一条5cm厚的木条，然后进行梁体钢筋的安装与绑扎，先安装绑扎底板与腹板的钢筋，并设置底板保护层垫块，然后安装波纹管，波纹管接头以30cm长的连接套管连接，并以胶带裹严，注意与钢筋的交叉，钢筋必须绕过，以免划破波纹管，按图纸严格控制好波纹管的坐标，并以圆形或井字形定位筋定位。为防止底板和腹板钢筋的变形，必须采用间隔钢管支架固定。

顶板钢筋绑扎是在底板和腹板钢筋临时固定，腹板、底板钢筋绑扎完毕，预应力波纹管的安装、定位和内外模板的安装完毕、调整好后进行绑扎，并预埋负弯矩张拉波纹管。整个钢筋的加工和绑扎必须严格按图纸要求施工，在层与层之

间焊接短钢筋，应防止因操作工的走动引起钢筋变形；注意预埋件的设置和位置，并准确牢固地进行箱梁锚垫板的定位，对锚垫板位置的加密钢筋进行焊接。必要时可适当加强，并再次检查波纹管的定位坐标，设置外侧与内模的砼保护层垫块。

安装波纹管时应使之穿入锚垫板内，并做好密封。为防止预应力管道变形过大，多采用内衬胶管或PVC塑料管等，效果均较好。

2.4 混凝土浇注

从梁的一端向另一端全断面浇注，在浇筑接近另一端时改从另一端向相反方向下料，在距梁端3-4m处浇注合拢，一次整体浇注成型。底腹板混凝土振捣采用附着式振捣器为主，插入式振捣棒为辅；顶板混凝土振捣采用插入式振捣棒振捣。附着式振捣器布置：在侧模两侧底口以上30cm～50cm每隔4m～6m设置一个高频振捣器，在两高频振捣器之间翼缘板根部以下30cm～50cm设置一低频振捣器，与高频振捣器呈梅花形布置。振捣时以混凝土不再下沉、不冒气泡、内模底板接缝泛浆为准，一次全断面推进。对锚下混凝土及预应力管道下的混凝土振捣要特别仔细，保证混凝土密实，由于该处钢筋密、空隙小，一般要30型小直径的振捣棒振捣。

2.5 混凝土养生

本地区为典型的新疆沙漠天气，白天干燥、炎热，日照时间长，故采用覆盖洒水不能满足养生要求，本工程采用滴灌保湿养生法进行养生，效果很好，养护不少于7天。

2.6 预应力筋张拉、压浆、封锚

（1）预应力筋张拉。钢绞线的截断宜采用砂轮机，严禁电弧焊切割。钢绞线穿入前应编束。张拉前准备工作有：抽出内衬橡胶管或塑料管等，穿束，预拉，安装锚具并打平夹片，安装限位板和千斤顶，安装工具锚及工作夹片。在混凝土强度达到设计要求的强度开始张拉，设计没要求的一般在混凝土强度达到设计强度的80%以上时方可进行张拉。采用张拉力和伸长量双控，以张拉力控制为主，伸长量控制校核。若实际伸长量与计算伸长量误差较大时（>6%）应分析原因，采取必要措施，方可张拉。

张拉程序：бx=0.75fpk=1395MPa

0—→初应力бx10%—→бx20%→бx100%（持荷2min锚固）

总伸长量=△L1+△L2=（L3-L1）+（L2-L1）=L3+L2-2L1 注明：

L1为千斤顶张拉至10%张拉控制力时，量测的钢绞线伸长值 L2为千斤顶张拉至20%张拉控制力时，量测的钢绞线伸长值 L3为千斤顶张拉至100%张拉控制力时，量测的钢绞线伸长值

计算原理：以10%～20%应力间的伸长值推算0～10%应力的伸长值为△L1，以100%应力伸长值减去10%应力时伸长值即为10%～100%之间伸长值△L2，△L1+△L2即为实测总伸长值。

（2）压浆。在预应力筋张拉锚固后，应尽早进行压浆，一般在48小时内完成。水泥应采用性能稳定、强度等级不低于42.5的低碱硅酸盐水泥。水泥浆必须严格按照试验室给定的配比进行配制，采用一次压浆工艺，由一端压入，至另一端冒出均匀的浓浆时停止，用木塞打紧。压入端持压0.5-0.7MPa3-5分钟，压浆时，应注意不停地搅拌。

（3）封锚。孔道压浆后，边跨非连续梁端注意采用与梁体同标号的混凝土进行封锚，封锚密实。

2.7 移梁存放

一般当压浆浆体强度达到设计值的75%以上时，即可吊梁、移梁，移梁采用龙门吊进行移梁存放。

梁体存放也是梁体施工的重要环节，若存梁台座基础差，梁体两端条形存梁台座在高度上不成平行状态，则梁板将由徐变而至扭曲。特别是当再垫以旧枕木两层存梁，问题将更加严重。

2.8 吊装

因受地质及工期影响，通过方案比选最终选择轮胎式双龙门吊进行箱梁的吊装。其优点是行走主要采用轮胎行走，吊装灵便，不受吊装跨的限制，对地基要求较低，节约轨道。

2.9 中横梁湿接缝浇注

横梁、连续接头、湿接缝施工在一联预制箱梁安装完毕后进行。在日温最低时浇筑连续接头、中横梁以及两侧与顶板负弯矩束同长度范围内湿接缝，混凝土

强度达到设计强度的90%龄期不小于7天后张拉顶板负弯矩预应力钢束，并压注水泥浆。接头施工完成后，浇筑剩余部分湿接缝混凝土，从跨中向支点浇筑。

2.10 体系装换

临时支座采用砂筒支座，当横梁、连续接头以及湿接缝完成一联后拆除临时支座，完成体系转换。临时支座拆除时多人对称匀速进行，临时支座拆除采用解除砂筒底部螺杆、掏出筒内存砂，从而达到降低混凝土预制块高程、拆除临时支座的目的。

3 施工注意事项

箱梁预制过程中经常会出现水纹、鱼鳞纹、冷缝、气孔、蜂窝麻面、白斑、黑斑等外观缺陷，针对问题我们必须认真分析并采取必要的措施才可避免。

4 结语

在玉北1#区和田河大桥预制箱梁施工中，通过一系列的技术革新，在施工中严格把关、精心控制，使箱梁在外观形象、内在质量等方面得到了有效的改进和提高，既保证了施工质量，也缩短了后续工序的衔接时间，加快了进度，降低了工程成本，同时也为今后类似工程施工积累了宝贵经验。

参考文献

[1] 田克平.公路桥函施工技术规范[M].人民交通出 版社，2011.

[2] 交通部第一公路工程公司.公路施工手册–桥涵部 分[M].人民交通出版社，2000.