预应力混凝土简支箱梁预制施工技术

预应力混凝土简支箱梁预制施工技术1.工程概况武广客运专线第XX段十单元位于广东省清远、广州市花都区境内，起讫里程为：DK2092+703.74～DK2167+000，线路全长49.1km，共有箱梁架设桥梁25座，预制箱梁768孔，分别由阳光、清远、狮岭三个梁场负责沿线简支箱梁的预制供应。

清远梁场主要供应佛子坳1号大桥～银盏水库大桥20座桥的预制简支箱梁，起讫里程DK2096+148～DK2124+086，供应箱梁数量为32m整孔箱梁288孔、切翼缘板梁131孔；24m整孔箱梁8孔、切翼缘板梁5孔。

过隧道切翼缘板桥梁为银英立交大～银盏水库大桥共计9座桥，起讫里程DK2113+433～DK2124+086。

2.梁场整体规划制梁场由项目部生活办公区、中心试验室、职工生活区、混凝土生产区、钢筋加工存放区、制梁区、存梁区及装运梁区等八个区域组成。

各区域的划分根据区域功能性划分，区域之间互相分离而又有机联系，人流、物流分离，生活办公与生产区隔离。

梁场总共占地180亩，梁场的总体布置见清远制梁场效果图。

2.1制梁区规划根据箱梁预制数量及架梁工期安排推算所需日生产量为：1.4孔/天，考虑架桥机调头、过隧道时间及天气等不确定因素影响，梁场生产能力需按1.5孔/天进行规划设计。

经过箱梁预制各工序循环时间分析，每个台座的循环周期为92小时，梁场设置制梁台座6个。

其工序时间表如下：制梁台座紧靠混凝土生产区设置，共两条生产线，生产线垂直于存梁区布置，每条生产线设置3个制梁台座， 2个内模拼装台，1个钢筋笼吊架存放台，2个顶板钢筋绑扎胎具和2个底腹板钢筋绑扎胎具，2台40t门吊覆盖生产线，负责生产线内钢筋笼、内模的吊装和端模的拆装。

2.2 混凝土生产区规划梁场箱梁的日生产量为1.5孔，每天的混凝土生产量为492m3，梁场配置2台HZN90A型全自动拌和楼，配套电子自动计量和检测装置，最大生产能力90m3/h，完全满足日生产箱梁1.5孔。

另外，每条生产线布置2台HGY17型液压布料机，各配置HBT80混凝土输送泵1台。

根据每天的砂子、石子、水泥、掺和料的用量，按5天的存储量考虑,设置砂石料场3700m2，料场采用钢结构棚架覆盖，砖砌2m高隔离墙分区堆放。

另外，配置100t水泥仓筒6个，100t磨细矿渣和粉煤灰仓筒各2个。

根据搅拌需水量每座拌合楼配置1座75m3蓄水池。

2.3 钢筋加工存放区钢筋、钢构件加工及存放区的规划实现流水化、专业化施工，钢筋加工区分为钢筋、钢构件原材料存放区、钢筋加工区和半成品存放区，原材料由1台10t的龙门吊装卸，确保原材料、半成品钢筋的流动距离最短。

2.4 存梁区规划梁体混凝土强度和弹模达到100％且龄期不小于10天后方可终张拉、压浆、封端，压浆强度达到设计强度后方可架设(按10天考虑)，另外架桥机调头、过隧道时间的最长间隔时间按10天计算，梁场设置的存梁台座数量为：(1.5孔/天×30天＝45)孔。

箱梁的吊移采用1台900t的提梁机，存梁台座垂直于制梁生产线设置三条存梁线，每条存梁线存梁15孔，共计45孔(其中设置32m/24m箱梁通用台座5座和1座静载试验台)。

另外，设置900t提梁机横移转向的临时落梁台座3个。

2.5 装梁区规划梁场设置装梁台座2个，箱梁的上线方式采用运架一体机运输上线，考虑到运架一体机的技术参数和调头的需要，装梁台座和运架一体机上线规划占地6820m2。

3 总体施工方案箱梁预制采用整体固定式底模、整体固式钢外模、液压收放式钢内模进行施工，底模、外模、内模和制梁台座均采用1配1的形式。

底腹板钢筋和顶板钢筋骨架分别在制梁区钢筋绑扎胎具上进行绑扎，通过2台40t龙门吊将底腹板钢筋骨架整体吊装到制梁台位后，安装内模，吊装顶板钢筋骨架，调整外模、安装端模。

梁体采用高性能混凝土，混凝土在搅拌站集中拌制，混凝土输送泵配合液压式布料杆入模，插入式和附着式振动器振捣，整体一次性灌筑，自然养护。

预应力孔道采用抽拔橡胶棒成孔，箱梁在制梁台座上进行预应力筋的预张拉和初张拉后，通过900t提梁机移至存梁区存梁；在存梁区终张拉、压浆、封端后待架。

4 箱梁预制施工工艺及方法4.1施工工艺流程图见以下施工工艺流程图4.2钢筋工程4.2.1 钢筋加工每孔32m箱梁钢筋63t，各种规格型号的钢筋70多种，钢筋接头均采用闪光对焊，所用的钢筋加工设备多，半成品存储占用面积大。

钢筋的矫直采用3t卷扬机冷拉调直，矫直的伸长率不大于2%；钢筋的弯制采用弯曲机弯制，弯钩的尺寸按照标准误差控制；钢筋的焊接除桥面部分顶层分布钢筋N21采用帮条搭接焊以外，其余均以闪光对焊为主，焊接的接头按照标准要求进行冷弯、力学性能试验。

为保证钢筋加工的精度和质量，主要采取以下措施：（1）预应力孔道钢筋定位坐标要求控制在±5mm，为保证精度要求，我们根据设计图的坐标位置设计定位网尺寸，先在钢板上放线定位，用钢筋制作标准胎具后，再每次加工时套在定位网胎具上加工网片。

（2）梁体N6“U”型钢筋，底角的弯制弧度大，末端弯钩非标准的90度或180度，加工精度不好控制，其控制方法除在弯制弧度时，按照弧度尺寸制作标准圆盘外，同时，在钢板上放出大样，用角钢制作成检测模具，每加工出一个后对照模具，在弯制时根据检测的问题在下料钢筋上划好起止点，保证了精度。

（3）在底板钢筋的底层和上层，顶板钢筋的底层和上层设置架立筋和矩形筋代替竖筋，保证钢筋绑扎的强度和整体性。

（4）箱梁的钢筋焊接接点多，为保证质量，焊工均培训后持证上岗，每个焊工均在施焊时，先按实际条件试焊2个对焊接头试件，并作冷弯试验和力学性能试验，待其结果合格后，方可正式施焊。

4.2.2 钢筋绑扎为了保证钢筋位置的正确和节省制梁台座的周转时间，专门制作底腹板和顶板钢筋绑扎施工工艺流程图胎具来进行钢筋绑扎，再吊装至制梁台座绑扎调整。

（1）胎具采用用型钢制作，其外形分别按照梁体底腹板及桥面形状制作，纵向按照钢筋的间距切割槽口，保证钢筋对位准确，操作方便。

（2）加工成型的定位网片按设计顺序在绑扎钢筋时与梁体钢筋连接牢固。

（3）保护层厚度通过保护层垫块控制，垫块采用与梁体等强度等级的混凝土垫块；保护层垫块设置每平方米不得少于4个，必须保证梁体钢筋最小净保护层厚度顶板顶层为30mm，其余为35mm。

4.2.3 橡胶棒安装箱梁预应力孔道的留置采用抽拔橡胶棒成孔的方法，每个孔道由两个橡胶棒连接成孔，接头留于跨中，外套铁皮套筒并以胶带纸包裹，双根扎丝绑扎，以防漏浆。

安装橡胶棒前应仔细检查橡胶棒，制孔橡胶棒表面刮伤扭曲严重者，严禁使用，橡胶棒中心孔内穿入单根钢绞线，防止胶管局部下垂和死弯，从而影响预留孔道的质量；橡胶棒穿入定位网中，与定位网钢筋绑扎在一起，防止橡胶棒上浮或错动，绑扎时结扣拧紧，绑扎丝不得陷入橡胶棒内为宜。

4.2.4 钢筋安装钢筋吊装采用特制的钢筋吊架进行施工，起吊钢筋骨架的吊点间距纵向不宜大于2.5m，横向不宜大于3.0m，起吊时应在钢筋骨架内穿入钢管作分配梁，吊装前安装的钢筋品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。

底腹板钢筋吊装前在台座两端做出刻度标记，保证落位准确；顶板钢筋吊装时，由于腹板箍筋均伸入顶板钢筋内，桥面钢筋下落时挂中线精确对位，顶板钢筋吊装时两端保持水平，为便于顶板钢筋安装，箱内顶板与腹板交界处的斜向钢筋在桥面钢筋安装完后再绑扎。

4.3 模板工程每个制梁台座配备1套钢模板，每套模板均由1套端模、底模、外模、内模组成。

4.3.1 底模底模和制梁台座基础预埋件焊接连成整体，拼装前根据设计要求计算每块底模对应位置的反拱值，反拱的设置采用不同厚度的铁垫片抄垫，水准仪测量控制。

4.3.2 外模外模采用整体式钢外模，外模分4m/段运抵施工现场，现场预拼装成整体。

单节段相邻两块模板先采用法兰螺栓连接，再在面板背后实施断焊形成整体，外侧模与底模间通过φ20螺栓和φ40拉杆连接牢固。

预拼完成后的外模在循环使用时将不在拆卸，每次使用前应检查模板各部位尺寸，紧固性，平整度，光洁度，接缝错台等。

节约了大量工序时间，也保证了模板的外形尺寸。

4.3.3 端模端模在结构上分为6块，将端底部、两侧和两翼共5块焊接固定成整体，中间块为活动块，在内模吊装入模后再安装端模上部中间块。

端模安装时橡胶棒与端模上锚垫板孔对应穿入，穿进时应缓慢平稳，不得强行推进，以免橡胶棒移位，扭曲变形。

4.3.4 内模内模为液压收放内模，分三段（两节隔墙变截段，一节标准段）进场后，安装成整体后不在分解，只在内模拼装台进行液压伸展后的支撑杆安装工作。

入模时内模整体吊入，出模时变截段先行用导链收起，然后液压整体收缩卷扬机牵引配合2台40t龙门吊抽出。

混凝土浇注时，为了避免内模的上浮，利用梁体底板泄水孔的位置，使内模支撑架和底模螺栓连接，内模主梁和支撑架螺栓锁住。

4.4混凝土工程4.4.1 混凝土配比的选择选择符合要求的原材料，在满足混凝土泵送施工工艺的前提下，尽量降低混凝土的砂率；最大胶凝材料用量不超过500kg/m3。

在混凝土的试配阶段，据设计的强度等级、弹性模量和耐久性能要求，进行混凝土拌合物的性能、抗压强度、弹性模量、抗裂性以及耐久性能试验，按照工作性能优良、强度、弹性模量和耐久性满足要求，从中优选出符合箱梁设计要求的抗裂性好的高性能混凝土配合比。

4.4.2 混凝土的搅拌输送混凝土拌制采用2座HZN90A型立轴行星式强制搅拌机搅拌，最大生产能力180 m3/h，电子计量系统计量原材料，搅拌时间不少于120s。

混凝土输送采用2台混凝土输送泵配合2台17m水平液压式布料机连续灌注，一次成型，分别布置在箱梁同侧的1/4跨和3/4跨处，２台布料机布料范围部分重叠，不存在布料死角。

单片32m箱梁灌注时间完全保证不超过６小时。

4.4.3 混凝土的浇注混凝土的浇筑顺序为先两侧腹板—底板—腹板—顶板的浇注顺序，具体浇注顺序如箱梁横断面浇注顺序示意图，图中①②部分采用附着式振捣器为主插入式振捣棒为辅；③—⑨部分采用插入式振捣棒；图中⑩部分采用插入式振捣棒配合提浆整平机进行振捣整平。

混凝土布料时腹板两侧在同一布料机范围内应交替进行，最大不平衡高度不得超过1个层厚，以防内模偏压移位；桥面板采用全断面整体布料浇筑。

4.4.4 混凝土的收面底板利用水平尺刮平后人工收面，桥面采用整平机和人工收面相结合。

整平机的震动器产生激振力，提浆整平。

振动提浆完成后，施工人员站在辅助桥面收浆抹面架上对混凝土表面进行收浆抹面，在混凝土初凝之前再进行二次收面。

桥面一经收浆抹面，初凝前不得踩踏。

4.4.5 混凝土的养护桥面混凝土初凝后在桥面覆盖保湿土工布并撒水湿润，确保桥面在棚布覆盖养护过程中有充足的水分，保湿土工布覆盖完后及时将梁体带模用棚布覆盖，并安放压力式测温表进行养护温度测定。