预制梁制作施工工法

梁式桥箱梁预制施工工法江西建工第一建筑有限责任公司刘远银、黄澍、李志刚鲲鹏建设集团有限公司丛福祥、刘涛梁式桥箱梁预制施工工法1、前言2、工法特点3、适用范围4、工艺原理5、施工工艺流程及操作要点6、材料与设备7、质量控制8、安全措施9、环保措施10、效益分析11、应用实例1、前言随着科学技术的发展，公路桥和铁路桥越来越多地采用一种整体性好、横竖向刚度大、抗扭性能好、结构耐久性好、架设速度快的预制斜腹板预应力小箱梁，在福建建阳市赤岸大桥和林后大桥等项目中，均在设计上采用了斜腹板预应力小箱梁。2、工法特点后张法预应力小箱梁预制工艺与传统工艺相比，具有如下特点：2.1砼台座表层贴薄钢板作为底模，既保证了预制箱梁底板底面的平整度、光洁度，又增加了预制台座的周转次数。2.2标准组合钢模板配异形角模板作为箱梁内模板，在台座下拼装成整体，整体吊装入已浇筑底板砼的模内，再绑扎顶板钢筋，浇筑腹板及顶板砼的工艺，从根本上避免了采用木模板施工生产的诸多问题，不仅保证了预制小箱梁内腔的几何尺寸，而且缩短了每片梁的作业时间，同时也节约了施工成本。2.3小箱梁预制、存放、架设流水作业，工厂化生产，减少了临时施工用地，缩短了施工周期，提高了机具设备的使用率。3、适用范围本工法适用于施工场地狭小、工期紧张、单价较低、施工跨度在20－40m范围内斜腹板小箱梁的预制。4、工艺原理在预制台座上浇筑斜腹板预应力小箱梁砼，待砼达到设计或规范要求的强度后，穿入预应力筋，张拉、注浆，当注浆强度达到设计或规范要求后，将小箱梁移至存梁区集中存放。5、施工工艺流程及操作要点5.1梁底座制作5.2梁模板制作5.3砼拌和及运输5.4钢筋的制作与绑扎5.5模板的安装5.6波纹管的安装5.7锚具安装5.8钢绞线制作5.9混凝土的浇筑和拆模5.10养护5.11张拉5.12压浆施工工艺流程及操作图解小箱梁预制操作要点：小箱梁预制要根据大桥施工总体进度计划周密安排，统筹计划，预制进度必须与上梁进度紧密结合。由于现场施工条件有限，预制场不可能大量存梁，所以小箱梁预制必须按跨内梁片数依次顺序预制，边预制边上梁，形成流水作业，这也是保证整体施工进度要求的关键环节。5.1梁底座制作在已经处理完成后的场地上进行放线规划，然后浇筑混凝土台座。前预制场浇筑混凝土台座，混凝土台座做法：按照预制场梁位布置图进行放线，然后支设模板并浇筑C25混凝土，台座厚度为25cm，在梁端采用混凝土扩大基础进行处理，在跨中设置台座向下的反拱，反拱值大小需与设计单位协商确定，其他位置按照抛物线进行设置。浇筑台座基础时每隔0.8m设置一道450PVC管，便于支模时穿拉杆。同时在距离梁端1m处设置开口，宽度25cm，铺设厚度为1cm的活动钢板，便于移梁起吊。台座两侧为防止漏浆，采用L50*50mm角钢包边，保证侧模与底座紧密挤贴，确保不漏浆。底模采用6mm厚的钢板，底座宽度为1m，相邻底座间净距为4.6m。梁底表面应平整、光洁，不得产生影响板梁质量的下沉、裂缝、起砂或起鼓等现象，以保证梁底美观。5.2梁模板制作梁模板外模采用大块整体式定型钢模板，强度和刚度满足规范要求，模板中间部分每节长5m，端模根据角度、长度不同做成定型组合钢模。两节模板间接缝采用法兰式错台‘企口’缝对接。内模采用5#角钢做定型支架，在支架上外敷钢模板。内模采用整进散出原则配置，内模按5m一节分段，变截面部分另行配置。在梁底钢筋绑扎完毕后，即可安装内模。在混凝土浇筑前要对内模的角钢支架架设活动支撑杆，避免在浇筑过程中出现内模变形。采用定型钢制内模可加快模板的拆卸速度，为工程节省大量时间。5.3砼拌和及运输现场设搅拌站，砼采用集中拌和，砼输送车运输至现场由吊车配合灰斗输送入模。拌和站上料系统经过调试后自动计量进行使用，在使用过程中作经常性检查，配比的重量比满足规范要求和批复后的配合比要求。混凝土拌和、运输、浇筑过程中，及时检测其坍落度、和易性及泌水情况。5.4钢筋的制作与绑扎在钢筋加工区设置半成品存放区，并搭设罩棚，防止雨淋等，钢筋半成品按规格分类码放，并设置标示牌。钢筋在钢筋加工厂制作，现场绑扎成型，钢筋焊接采用电弧焊，焊接质量及焊缝长度、搭接长度均需满足规范要求。将加工好的钢筋，人工运至现场，绑扎底板、腹板及顶板钢筋并安装正负弯矩预应力管道。预应力管道采用带有一定韧性的钢波纹管；安装管道时，直线段每1m，曲线段每0.5m设置一组‘井’形定位筋固定，防止浇筑砼时的预应力管道上浮或下沉。边梁尚要注意防撞护栏的锚固钢筋应预先埋入，并注意预留泄水孔位置。5.5模板的安装模板在场外制作完成后运至工地，检查合格后涂好脱模剂，脱模剂不得使用废机油，也不得使用易粘在砼上或使砼变色的油料。用龙门吊车配合人工安装模板，安装从底模台座一端开始，模板接缝粘贴海绵条并用螺栓压紧，保证接缝严密、平整不漏浆。外模必须安装牢固，线条顺直。内模用定型钢模，内模可适当采取预设间距1.0m的定位筋或顶拉杆之间设置限位块，防止浇筑砼时内模上浮。模板顶部和下部横穿对拉螺栓螺紧，保证浇筑混凝土过程中不胀模，不出现漏浆。端部模板采用梆加底形式利用侧模和内模挤加紧密；施工时注意端部张拉锚垫板的固定位置与预应力管道（束）垂直，张拉孔的预留等。5.6波纹管的安装5.6.1波纹管在安装前应通过检查，确无变形、渗漏现象时方可使用，不得使用有压缩及裂口的波纹管。5.6.2波纹管的连接，应采用大一号同型波纹管做接头管，接头管长200mm。波纹管接头及锚垫板喇叭管接头处用密封胶带封口，避免混凝土浇筑时水泥浆渗入管内造成管道堵塞。5.6.3安装波纹管位置应准确，采用钢筋卡子以铁丝绑扎固定，避免管道在浇筑混凝土过程中移位。直线段1m左右一道固定，曲线段加密。5.7锚具安装5.7.1本工程使用的锚具，出厂时应包括试制定型鉴定的检验证书及本批产品出厂检验，外观检查，硬度检查和静载锚固能力试验等较完整的检验数据。5.7.2锚具使用煤油或柴油洗净全部零部件表面的油污、铁屑、泥沙等杂物。5.7.3在锚垫板上，采用适当定位措施，保证锚环与孔道的同心度，并在每个锚孔中各装入楔形夹片，并轻快打齐，切忌用力过大，以免打坏夹片。5.8钢绞线制作钢绞线采用吊车吊入松线架内稳固好，上面用雨棚遮盖，底面垫离地面30cm，存放场地内不得积水。预应力钢绞线在现场根据计算下料长度用砂轮切割机切割，切割前用黑色胶布将切割部位缠紧，防止切割时“炸头”，将切好的钢绞线编束，并每隔1.5-2.0m用铅丝绑扎。钢绞线应随用随下料，防止因存放时间过长锈蚀。钢绞线的弯折处采用圆曲线过渡，管道必须圆顺，不得出现死弯或直弯。预制小箱梁定位钢筋在曲线部分以间隔50cm，在直线部分以间隔100cm设置一组，扁束的定位钢筋以100cm间隔设置一组。5.9混凝土的浇筑和拆模5.9.1在钢筋、模板、预埋件、预应力孔道、砼保护层厚度等检查合格后才能浇筑砼，在浇筑砼前必须清除模板中的杂物和灰尘，清除方法采用空压机配合人工清理吹除等。5.9.2在浇筑前检查施工机具的完好性及各种设施的安全性，是否达到安全规定要求；振捣器是否正常工作。5.9.3现场技术负责人在浇筑前检查拌和后的砼的和易性和坍落度是否满足规范及设计要求，对于不合格的砼应重新拌和或清理出场。5.9.4砼浇筑顺序为先浇底板砼，从梁的一端开始向另一端逐渐推进施工，底板浇注完毕后，进行腹板砼浇注。腹板砼浇筑时按照底板砼的浇筑顺序分层进行，每层厚度不大于30cm，腹板的振捣采用细振动棒（φ20mm）配合附着式振捣器振捣，插入式振捣棒应避免触及波纹管，顶板的砼振捣采用插入式振捣棒配合平板式振捣器振捣。5.9.5砼的浇筑应连续进行，砼密实的标志是砼停止下沉不再冒出气泡，表面呈平坦泛浆。在浇筑过程中应防止模板、钢筋、波纹管等松动、变形、破裂和移位，安排专人负责检查和维护。5.9.6在砼终凝24小时后，便可拆除内模。5.9.7拆模时应防止损伤砼，拆模采用吊车配合人工完成。模板拆除后，及时进行清洗及维护，以便下一翻使用。5.10养护梁砼浇筑完成，表面收浆干燥后，应及时养护。常规采用土工布覆盖，用水管洒水养护7天。预应力梁砼达强度、混凝土弹性模量达到设计要求后即可进行预应力张拉。5.11张拉5.11.1张拉前的准备工作⑴、待砼强度达到设计要求后张拉。端头钢垫板安放时注意其端面与束向垂直。梁端部预埋钢板与锚具和垫板接触处的焊渣、毛刺、砼残渣等要清理干净。⑵、标定千斤顶油表读数，依据设计张拉力吨位进行现场标定或到有资质的试验压力机上标定，施工过程中定期校验，依据标定的曲线计算各张拉力对应的油表读数作为张拉力控制依据。⑶、计算张拉力及预应力损失张拉控制力δk、预应力损失、锚口摩阻损失由设计确定为3%，钢绞线张拉锚下控制应力为δk=0.73Ryb=1357.8Mpa，由于钢绞线是高强低松弛型，采用夹片式等具有自锚性能的锚具，所以施工中不需要采用超张拉，以免钢绞线张拉力过大。张拉采取双控，用张拉吨位对应的油表读数进行主控，以钢束伸长量进行校核，各钢束伸长量见图纸附表（未给出的，根据现行规范公式计算）。⑷、穿入钢绞线对加工好的钢绞线进行编号，钢绞线穿束时，将一端打齐套上穿束器，将穿束器的引线穿过孔道，然后向前拉动，直至两端均露出70cm的工作长度，穿束后检查两端编号，防止钢绞线在孔道内交叉扭结。5.11.2预应力的张拉程序预应力钢绞线张拉程序严格按照图纸要求进行张拉，张拉采用两端对称均匀张拉，千斤顶张拉作用线与预应力钢绞线的轴线重合一致。钢绞线的张拉程序如下：0-10%δk（初应力张拉）-20%δk-103%δk-持荷5min后锚固。实测伸长值与理论伸长值的差值应控制在±6%以内，否则应暂停张拉，查明原因提出解决方案措施调整后，待监理工程师批准后方可继续张拉。5.11.3张拉的操作步骤四人配备一套张拉千斤顶，张拉人员持证上岗。一人负责油泵，两人负责千斤顶，一人观测并记录读数，张拉按设计要求的顺序进行，并保证对称张拉。1、安装锚具，将锚具套在钢绞线上，使分布均匀，防止钢绞线扭结。2、将清洗过的夹片，按顺序依次嵌入锚孔钢绞线周围，夹片嵌入后，人工用手锤轻轻敲击，使其夹紧预应力钢绞线，夹片外露长度要整齐一致，然后套入限位板，使其与夹片端部垂直接触。3、安装千斤顶，将千斤顶套入钢绞线内，使其端部顶紧限位板，然后装入工具锚及夹片，进行初张拉，开动高压油泵，使千斤顶大缸进油，千斤顶活塞伸出，开始张拉钢绞线。当油表读数达到标定初应力张拉吨位（10%δk）的数值时，并记下千斤顶活塞伸长读数和油表读数。4、初始张拉后，继续张拉，到达20%张拉应力时，记下千斤顶活塞伸长读数。两者读数差即为钢绞线初张拉的理论伸长量ΔL2。5、继续张拉至钢束的控制应力103%δk时，持荷5min然后记下此时千斤顶活塞伸长值读数，此读数与10%δk时读数之差为ΔL1。计算出钢丝束的实测伸长量ΔL=ΔL1+ΔL2,并与理论值比较，如果超过±6%应停止张拉分析原因，采取相应措施调整后再继续张拉。6、使张拉油缸缓慢回油，夹片将自动锚固钢绞线，如果发生断丝滑丝超过规范允许范围，则应进行换束，重新张拉。7、张拉油表慢慢回油，关闭油泵，拆除工具锚、千斤顶及限位板。5.11.4张拉时的注意事项1、张拉区应有明显标志，非工作人员禁止入内，梁板的张拉两端设挡板，千斤顶后部不得站人。2、操作千斤顶和测量伸长值的人员，应站在千斤顶侧面操作，严格遵守操作规程。3、张拉时，千斤顶行程不得超过额定行程。4、千斤顶油压不得超过最大张拉油压。5.11.5梁板预拱度的观测张拉完成后，在小箱梁的顶面中心线跨中位置、两端部共布设5点，用水准仪观测其上拱值，并做好记录，给出其变化曲线并注意与理论值相比较，看梁底座制作时设置的预拱度值及曲线是否合理。5.12压浆预应力张拉完毕后应及时压浆。5.12.1施工工艺：1、锚固预应力张拉完成后，经检测符合设计和规范后