预制箱梁施工标准工法

1淮滨至息县、淮滨至固始高速公路后张法预制箱梁标准施工工法河南豫淮高速公路有限公司二〇一一年四月二十日2一、工程概况淮滨至息县高速公路起点位于淮滨县城西约4.0km的台头乡东，路线向北方向先后跨越京九铁路、乌龙港河、省道S336、闾河、乌龙港、国道G106、南湾干渠，在杨店镇冯庄北与大广高速公路相交处，路线全长49.206公里，其中淮滨境内23.94公里，息县境内25.266公里。批复概算23.3亿元。全线共设停车区1处，枢纽互通1个，互通立交2处，收费站2处，桥梁58座（其中天桥3座），涵洞66道，通道74处。本段土石方量704.68万方，共分6个土建施工标段，1个施工监理标段。淮滨至固始高速公路起点位于淮滨县城西台头乡东北，路线向东南方向先后跨越淮河、省道S216、兔子湖水库一角、白露河、灌河、国道G312、沙河，在方集镇沙子岗南与沪陕高速公路相交，路线全长66.586公里，其中淮滨境内21.650公里，固始境内44.936公里。批复概算34.12亿元。全线设停车区1处，服务区1处，枢纽互通1处，互通立交2处，收费站2处，桥梁68座（其中天桥8座），涵洞93道，通道76座。本段土石方量807.56万方，共分9个土建施工标段，2个施工监理标段。二、创优目标按照河南省交通运输厅在全省在建高速公路建设项目中开展“创优质工程”的指示要求下，我公司在考察其他项目创优经验的同时，结合本项目实际情况，对施工中的工艺流程、施工方法、质量控制标准、人员设备配置、安全文明标语等做出明确要求，目的是确保规范化、标准化、精细化施工，以达到创优要求。三、标准工法特点1、利用此工法，通过对具体工序的控制，可以显著提高箱梁外观质量。2、本工法采用高性能砼，节约了工程投资，改善了砼的工作性，提高了砼的耐久性，确保了梁体的整体外观。3、该工法工艺简单、操作方便注重细节，尤其是在夏季预制箱梁养生方面具有容易现场实现、方便操作、养生效果佳的特点。3四、原材料控制及配合比优化1、原材料质量控制试验用到的主要原材料采用二级配碎石（5~10,10~20mm）、信阳中砂、信阳华新PO42.5水泥、华新PO52.5水泥、信阳电厂Ⅰ级粉煤灰、地下水以及聚羧酸高性能外加剂。(1)始终选用同一料场、同一开采地点的石料，以免造成砼颜色不一致。随着石料颜色的不同，砼颜色也相应轻微发绿，发黑或发白。特别是两种石料混用的情况下更加明显.（2）骨料的级配必须合理，尽量采用自然连续级配的粗骨料，粒径一般为5～20mm，且不得有针片状碎石或石屑。含泥量控制在1%以内，以避免因含泥引起混凝土强度降低和成型混凝土外观颜色失真花脸。（3）砼原材料进行二次水洗筛分。采用筛分机筛分出砂中泥块、石块等杂质，洗石机清洗碎石，确保集料与水泥的亲和力，增加砼强度。(4)料场设置雨棚。备用水泥罐及搅拌机下料斗增设遮雨棚，另外保证水泥陈伏时间，因为出厂水泥温度较高，影响外加剂聚羧酸的使用，在高温季节可以在水泥罐外罩防晒网以保证水泥温度较小变化。砼原材料进行二次水洗筛分。（图1）图1水洗、筛分机械料场、钢筋加工厂均设置雨棚。（图2）4图2设置雨棚2、骨料级配的优化根据对混凝土原材料分析的结果，在原有配合比的基础上进行了大幅度的调整。配合比调整的主要技术路线如下：骨料是混凝土中的重要组成部分，其体积占硬化混凝土体积的50%以上，采用优质骨料可以大幅度提高混凝土的性能，节约水泥用量，获得较好的经济效益。同时减少水泥用量可以降低混凝土的绝热温升，从而减小混凝土的收缩，有效的减少裂纹。传统混凝土的配制主要通过砂率来调整粗细骨料间的比例，从而获利较好的工作性。随着混凝土技术的发展，粗骨料逐渐采用多级配骨料组合而成。公路工程预制梁体一般采用10-20mm碎石和5-10mm碎石进行复合制得满足标准要求的粗骨料。在混凝土配制过程中，根据实际情况调整混凝土砂率，以获得较好的工作性。3、采用粉煤灰单掺技术粉煤灰在混凝土中的应用已经有几十年的历史，随着混凝土技术的发展，粉煤灰逐渐成为高性能混凝土不可或缺的一部分。用粉煤灰取代一部分水泥，可以节约成本，提高混凝土性能。粉煤灰在混凝土中的作用包括：(1)火山灰效应粉煤灰属于火山灰质掺合料，其中含有一定量的活性组分（SiO2和Al2O3等），这些活性组分可以与水泥水化后生成的Ca(OH)2反应，生产水化硅酸钙和水化铝酸钙等反5应产物，有助于混凝土后期强度增长。(2)润滑效应粉煤灰是在高温燃烧过程上形成的颗粒，显微镜下观察，大多数颗粒表面光滑，呈圆形，类似于一个个玻璃球，这样的“玻璃球”分散到水泥体系中，起到了一个滚珠轴承的作用，增加了混凝土的流动性。(3)填充效应粉煤灰的比表面积较水泥大，颗粒较小。一部分未水化的细微颗粒会填充在水泥水化产物的空隙中，起到“填隙作用”。使硬化后的混凝土更密实。(4)抑制碱骨料反应粉煤灰取代一部分水泥，降低了混凝土中的可溶性碱含量。同时粉煤灰与水泥水化产物氢氧化钙反应，消耗了氢氧根离子，降低了溶液的碱性，因此有利于抑制碱骨料反应。美国联邦公路局一项研究表明，采用粉煤灰取代水泥是抑制混凝土碱骨料反应最经济、最有效的办法。本项目优化过程中，采用粉煤灰取代水泥，最大量达15%左右，预制梁体混凝土的粉煤灰取代量达10%左右。实践表明，用粉煤灰取代水泥，混凝土工作性大大改善，成本大幅度下降。4、采用低水胶比技术低水胶比技术是高性能混凝土的特点之一。高性能混凝土采用低水灰比以保证混凝土的耐久性。根据吴中伟院士的观点，低水胶比是高性能混凝土的配制特点之一，配制高性能混凝土的水灰比一般不宜大于0.40。采用较低的水胶比配制混凝土，可以降低混凝土的拌合用水量，提高混凝土材料的密实性和抗裂性能，减少孔隙率，改善集料与水泥浆体之间的界面性能，阻挡和延缓水份、气体及Cl-、SO42-等各种有害物质侵入混凝土内部，达到提高混凝土耐久性的目的。本项目优化过程中，C50及以上混凝土不宜高于500kg/m3，C50及以上泵送混凝土中胶凝材料用量可适当增加，但不宜高于550kg/m3，预制梁体C50混凝土配合比水胶比为0.30左右，配合聚羧酸高性能减水剂，混凝土工作性好。6配合比优化前后对比表1设计强度等级C30普通材料用量（Kg/m3）经时坍落度（mm）强度(Mpa)水泥粉煤灰砂碎石水外加剂初始30min60min90min120min7d28d优化前498/66211771557.97110806040052.661.3优化后4405071711221455.8811010090806054.563.25、钢筋具有出厂质量证明书和试验报告单，并每批抽取试样做力学性能试验，且所测结果必须符合现行相关规范要求。6、钢绞线应符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003)规范，具有出厂质量证明书和试验报告单，在进场后开工前，按每批重量不大于60t的数量截取试样，进行弹性模量和拉伸等力学性能试验，检验合格并通过监理工程师认可后方可使用。五、拌和站工作性能和计量控制拌合站生产能力、砼运输能力、砼凝结速度、砼浇筑速度等各个环节应相互匹配、衔接，使浇筑工作不间断并使混凝土运到浇注地点时仍能保持均匀性和规定的坍落度。要求拌合站计量系统必须准确。在混凝土工程正式施工前和施工过程中不定期的对各标段混凝土拌合设备进行测试，检测计量设备的动态称量精度（胶凝材料、外加剂和水称量误差±1%以内、骨料称量误差±2%以内），保证拌合设备的正常工作。此步工作的主要目的是保证混凝土的配合比不发生变化，若混凝土拌合设备计量系统出现问题，则混凝土各组成材料的量发生变化，混凝土的生产就不是按照设计配合比进行，将影响混凝土的工作性能和强度。六、施工工法流程及操作特点工艺流程及操作要点1、箱梁预制施工顺序严格按照下列步骤进行：箱梁预制→张拉正弯矩钢束→对正弯矩钢束孔道压浆、封锚。72、模板制作及安装2.1模板制作要求对模板的加工检验标准见表1模板检验标准表2项次项目允许偏差（mm)检验方法1面板厚度≥6千分尺检查2模板高度±1.0卷尺量检查3模板长度0～-1.0卷尺量检查4侧面弯曲L/10005模板版面对角线差≤对角线长度的L/2000卷尺量检查6模板平整度12m靠尺，塞尺检查87边线不直度1/10003m靠尺，塞尺检查8相邻模板拼缝高低差≤1平尺，塞尺检查9相邻模板拼缝间隙≤1塞尺检查10模板连接孔距距面板面偏差±0.3卡尺检查11孔间距偏差±1.0卷尺量检查12模板板面无擦伤、划痕及明显局部凹凸锤痕13组装模板局部缝隙不得大于0.7mm且0.5-0.7mm缝隙累计不得大于每边总长度的25%1）施工中保证模板不变形，保证结构的设计形状、尺寸和模板各部件之间相互位置的准确性；表面平整，接缝严密，不漏浆，若有孔洞应及时修补或重新加工。预应力砼箱梁底模采用水磨石，在浇筑好的钢筋砼台座顶面浇注一层4cm厚的水磨石作为底模；侧模采用大块定型钢模板，内模采用组合钢模板，模板厚度均为不小于6mm。2）模板加工制作要求如下：模板具有足够的刚度、强度和稳定性，能可靠地承受施工中的各项荷载，在制作端模张拉面要垂直于钢绞线。模板组装后线型优美，几何平面尺寸制作满足设计要求，尤其注意张拉端模、变形截面的结构尺寸,进场后技术人员对模板角度进行核实,角度有误者不得使用。3）模板外侧面可以外挂附着式平板振动器，加强梁体底板和腹板砼的振捣，使用GKFZ-X/X150-15附着式振动器，附着式振动器布置一排，统一距台面50cm，振动器横向间距按1.2m布置，箱型梁端部封板上加装一台振动器。模板单侧3台，两侧共6台依次启动，振动时间已混凝土坍落度的大小控制一般在6~12s之间。2.2模板安装及拆除1）模板安装工艺如下：模板在厂家加工完成后，要对模板进行认真检查。在首次使用前进行刨光打磨，保证清理干净，底部应没有铁锈、污垢、平整、光滑、无锈蚀、泥土等杂物。92）模板安装与钢筋安装配合进行，妨碍安装钢筋的模板应待钢筋安装完毕后安设。为保证预制台座表面的清洁，钢筋在加工场制做，利用轨道内的钢筋骨架绑扎台进行绑扎，然后由小门吊利用横担起吊至预制台座上，安放钢筋前台座表面要涂刷脱模剂，钢底模要采用长效漆质脱模剂，用水可直接冲洗，保证底模不受焊渣污染。3）模板安装前须涂刷脱模剂，脱模剂应采用同一品种、同一类型的专用脱模剂（推荐使用液体石蜡），涂抹应均匀。并严禁污染模内钢筋，保证拆模后箱梁表面平整密实、光滑美观、线条流畅、颜色一致。不得使用易粘砼或使砼变色油料，要涂刷均匀，不得遗漏。4）拼装模板时用龙门吊把模板分块吊到所要制梁的台座，按顺序排列。先拼侧模，然后拼端头部分。拼两边模时先用对拉螺杆将模板基本固定好，再拼两端吊装孔及端头模板。拼完后对边模的水平、接缝以及横隔板模板进一步调整，位置准确后固定对拉螺杆。内模预先分几节拼好，待底、腹板钢筋安装到位后用龙门吊吊进箱内进行拼接，拼出的内模应平整、无坑洼、无翘曲现象、接缝严密。5）内模拼装好后装上限位槽钢，以免上浮。模板的加固采用金属拉杆，用上下两道拉杆固定侧模，竖撑杆调整模板垂直度。立模时打紧支撑，上紧螺栓及附着式振动器，防止跑模、漏浆等现象的发生。模板安装的精度要高于预制的精度要求，每次模板安装完成后通过自检验收合格后，再请监理工程师验收，达到设计或规范要求后，方可进行下一道工序。模板使用前图3使用中模板图410顶板压杠设置图5压杠侧面处理图66）模板拆卸时，特指内模在每次拆装的过程中，容易引起变形，导致箱梁的尺寸有误差，在施工中务必引起注意。要立即进行清理、维修和保养等，并在合适的地方堆放整齐，轻搬轻放，严禁乱堆乱放，一般周转3次后应进行全面检修并抛光打磨一次。模板不用时擦油保养，并用塑料布贴附表面防止空气中的灰尘污染及雨水锈蚀，用时清除油渍和混凝土斑点，涂脱模剂，并经常检查校正。7）拆外模时，首先拆出端头模板及隔板堵头模，然后松开对拉螺杆和两边支撑，拆除两边侧模，因为模板属大面、小厚度钢结构，侧向刚度不大，所以在拆除、起吊等作业时应防止模板发生塑性变形。内模拆除先将接缝呈“外八字”的结构拆除，然后依次