范志伟
（中国水电建设集团十五工程局有限公司一公司，陕西 咸阳 712000）
1 工程概况
克拉玛依至塔城高速公路KT-1标段预制场位于K70+000处，共设预制台座56座，其中30m箱梁预制台座6处；25m箱梁预制台座24处；20m箱梁预制台座18处；所有箱梁在预制厂集中预制,采用后张法张拉工艺。箱梁预制工程量大，工期紧，必须对预制场科学规划，加强现场管理，方可有序完成施工任务。
2 后张法预应力砼箱梁预制施工工艺
3 施工方法
3.1 预制台座
（1）根据箱梁长度浇筑箱梁台座，台座顶面是3mm厚的热轧钢板，台面要打磨平整后再涂抹一层石蜡或脱模剂以增强其光洁度。台座顶面的平整度控制在2mm以内。台座在使用前将其表面的杂物清理干净，槽钢表面用砂轮机将其表面的锈迹处理干净。同时涂抹一层脱模剂。台座外侧角钢贴橡胶条，便于外模与底模的拼缝处理。
（2）根据箱梁长度浇筑预制箱梁台座，根据图纸设计要求：30米预制箱梁设置-17mm的预拱度，25米预制箱梁设置-13mm的预拱度，20米预制箱梁设置-10mm的预拱度，预拱度按抛物线线型布置，完成后报监理组测量工程师复检合格。
3.2 钢筋制安及波纹管安装
（1）钢筋的保存和堆放
钢筋经试验合格后进入施工现场，分类挂牌架空堆放，并采取防潮、防雨、防污染等措施，确保钢筋表面无锈蚀。
（2）钢筋加工
钢筋加工前必须进行调直和除锈，严格按图纸要求下料。钢筋制作采用机械和人工加工相结合。
（3）钢筋安装
钢筋的绑扎工作直接在预制箱梁台座上进行，绑扎分两次，首先绑扎底板及腹板钢筋，支外模，吊入内模，再绑扎顶板钢筋。钢筋绑扎应严格按设计图纸要求并控制在规范误差范围之内。普通钢筋若与通气孔、钢绞线位置发生冲突时，根据图纸要求,可适当调整钢筋位置。主筋纵向搭接采用电弧搭接焊，接头双面焊缝的长度应≥5d，单面焊缝的长度应≥10d（d为钢筋直径），且接头不宜位于构件最大弯矩处，焊条应采用“E4303”。
钢筋焊接或绑扎接头设置在内力较小处且接头应相互错开布置，对于绑扎接头应不小于１.3倍搭接长度，同一截面接头个数受压区≤50%，受拉区≤25%。
（4）波纹管的固定
波纹管定位筋直线部分间隔100cm一道，曲线部分按50cm一道，波纹管定位筋采用“#”字型φ8钢筋，并与钢筋网焊接牢固。波纹管道坐标在梁长方向偏差值不大于30mm，梁高方向偏差不大于10mm；管道同排间距偏差不大于10mm，上下层间距偏差不大于10mm。锚垫板安装同波纹管垂直且位置准确。
（5）波纹管的检查
波纹管在安装好后逐根检查定位钢筋，确保波纹管轴心坐标偏差不超过5mm，检查的方法是用尺量。波纹管破损检查的具体办法是：逐段、逐根察看并用手摸，当手触摸时如感觉有利口，如有穿孔现象，立即用胶带裹紧密封，在波纹管全部检查完毕后，报现场监理工程师检查合格，再吊入内模进行下道工序。
3.3 模板安装
3.3.1 模板处理
模板使用前必须试拼，及时处理模板存在的缺陷。经检验合格后的模板要编号，以便于在施工时模板能够快速准确的拼装。
1）外模的处理
外模在安装前应先用打磨机进行除锈然后用海绵擦去表层杂质，可涂刷一道新机油。
2）内模的处理
内模采用定型钢模分段进行组合拼装，先用打磨机进行除锈然后用新海绵擦去表层杂质，涂刷一道新机油。
内模的下口配置压板。对浇筑好的底板混凝土进行封压，以防止已经浇筑好的底板砼上因腹板砼浇注振捣而上涌。
3）底模（台座顶）处理
每次绑扎钢筋前应将台座顶面上的尘土、水泥浆除干净,保持预制梁底的光洁度。
3.3.2 模板安装
箱梁预制立模顺序：安装底模→涂脱模剂→吊装钢筋骨架→安装侧模→贴接缝止水浆胶带→安装端模→进入下道工序
1）模板配置
根据浇筑箱梁的部位配置相应的模板，注意模板高低侧、内外边梁、堵头板。
2）模板接缝处理
模板接头必须光滑平整，不能有错台现象。模板连接缝间隙大于3mm的双面胶带密封，预应力管道锚垫板处，间隙大时用海绵塞紧，以防止漏浆。模板安装的截面尺寸应严格控制在规范误差范围之内。
3）模板的固定
外模的下端采用φ20对拉模螺杆,按100cm间距固定在台座预留孔中。螺栓不要一次紧到位，先检查模板整体线型，若发现有过大的偏差应及时调整然后再锁紧螺栓。
在外模上端两槽钢间φ20对拉模螺杆按间距150cm一道布置。
内模的底模定位：在底板钢筋上焊接短钢筋，钢筋的长度根据图纸底板砼的厚度设置。对钢筋、模板自检合格后，报经监理工程师复检合格后，才能浇注砼。
3.4 混凝土施工
3.4.1 砼采用自动称量系统在拌和站集中拌制，砼搅拌罐车水平运输，5t龙门吊提升料斗入仓，插入式振捣器为主、附着式振捣器配合振捣。
3.4.2 箱梁混凝土浇筑顺序是：先浇筑底板，后浇筑腹板，再浇筑顶板。
3.4.3 预制箱梁采用一次性浇注砼成型的方法。砼坍落度应控制在10~20cm之间，先将底板的三分之一段布满砼，振捣后再对称浇注两侧腹板，腹板浇注到梁长四分之一时开始从一端浇注顶板砼，如此使砼浇注成台阶式斜坡状从梁的一端循环前进到矩另一端4~5m时。为避免端头产生蜂窝等不密实现象，应改从梁的另一端向相反方向投料，在距该端4~5米处合拢。
3.4.4 砼的振捣方法采用插入式振捣棒振捣。底板砼振捣密实，后用建筑钢模板压封。腹板分四层阶梯下料，每层必须捣实。对下层砼接合处振捣棒必须插入下一层砼5~10cm，有利于两层砼融合在一起。
使用插入式振捣器时，做到快插慢拔，移动间距不宜超过振捣器的作用半径的1.5倍(型号的8~9倍，Φ30mm棒头R=240~270mm，Φ50mm棒头R=400~450mm,)；浇筑上层混凝土时振捣要将振捣棒插入下层混凝土约100mm；不允许振捣棒碰撞模板、波纹管、钢筋及其他埋件。振捣棒插入点要均匀排列，移动采用行列式或交错式。
混凝土振捣密实的标志：表面停止下沉，不再冒出气泡，表面泛浆。
施工时附着式振捣器布设于箱梁腹板模板外侧，左右对称安装。具体安装方法为距模板端头0.5~1.0m处开始布置，安装位置一般为预应力筋管道的外侧；依次向横隔板位置布设，布设间距为1.5m，延伸至起弯点处，安装采用螺栓紧固连接。
附着式振捣器选用低频高幅，功率在1.1~1.5kW范围内。常规的插入式振捣器不能代替附着式振捣器振捣使用，在正常的振捣完成后打开附着式振捣器振捣5~10秒，禁止出现过振。
3.4.5 砼浇筑要求及注意事项
1）砼的浇注必须连续施工，不能间断，应有备用机械和备用机具，在开始浇注砼前对施工机械必须检查其性能是否完好。
2）为防止内芯模上浮和偏位，在内芯模倒角处的纵向槽钢上加焊一根φ16钢筋拉到底板钢筋。并对内芯模底模板进行加压。两侧腹板砼应对称下料、对称振捣。
3）砼振捣时，应尽量避免碰波纹管，以防止波纹管破损导致水泥浆进入造成管道不通。同时在浇筑过程中随时检查定位钢筋的固定情况，防止波纹管发生偏位。尤其要注意锚垫板周围的砼一定要振捣密实。在浇注顶板过程中，应配铝合金刮尺刮平顶板砼。
4）混凝土入仓温度不宜超过25℃，气温超过25℃时，箱梁混凝土浇筑应采取遮阳措施或避开高温时段。顶板砼收浆前至少抹压2～3遍，气温高时抹压多次，收浆时再抹压2～3遍，同时将混凝土表面拉毛，防止出现收缩裂纹。收浆后立即覆盖土工布，梁板的养护采用喷淋养生方式，洒水养生时间不小于7d，压浆后移梁区继续洒水养护，时间延续至14d。混凝土强度达到2.5MPa以上（拆模时间判断标准：以预制混凝土表面及其棱角部分不要因拆除模板而损坏为原则）才能拆除箱梁的非承重模板。
3.5 预应力施工及压浆
3.5.1 预应力张拉
1）张拉前的准备工作
（１）预应力筋要符合设计及规范要求，使用前对所用钢铰线应进行检查，保证其无锈蚀、无硬伤，钢铰线下料时应先在切口两侧各5cm处用铅丝线扎好，以防散开，穿索时采用单根穿索的方法。
（2）预应力钢筋的张拉是保证预制梁质量的关键工序，张拉前需对试块的强度进行检验，只有砼强度达到85%以上，且其具有7天以上的龄期方可进行张拉。
（3）在进行张拉作业前，对投入使用的张拉机具(千斤顶、油泵、压力表)到国家技术监督部门进行配套标定，在张拉前专人检查油表所对应的千斤顶，并每隔一个标定周期进行一次校验（一般为6个月）。有几套张拉设备时，对张拉设备进行编组，不同组号的设备不得混合。
2）锚具安装
根据设计图纸给出的位置，固定锚固端，张拉端的锚垫板、喇叭管、螺旋筋；注意锚具位置正确，且牢固；波纹管及喇叭管连接处用胶带密封，以防止浇筑砼浇筑过程中堵塞波纹管。
3）张拉工艺
（１）钢绞线和波纹管
预应力箱梁预应力钢绞线采用φj=15.2，技术标准符合《预应力混凝土用钢绞线》GB/T224-2003规定， fpk=1860MPa，采用两端同时张拉。
预应力管道采用高密度塑料波纹管，预应力1～4#束采用圆形波纹管，7#束和横向预应力钢束采用扁形波纹管，预应力钢束直线段每1m设置一“#”字形架立筋进行固定；曲线段架立筋间距要适当加密，每0.5m设置一“#”字形架立筋进行固定。
（2）预应力张拉
箱梁钢束张拉顺序为：先张拉腹板束再张拉底板束，最后张拉顶板束。张拉时应以箱梁中心线为准对称张拉。张拉机具与预应力筋要在一条直线上，保证张拉机具垂直于锚垫板。
砼浇筑完毕达到设计强度85％且龄期达七天后,搭设工作平台支架，在张拉端采用YCN-25型穿心式千斤顶张拉，先中间后两边。
预应力筋张拉工艺：0→初应力15%σCON→σCON（持荷2分钟）→锚固
钢铰线按照设计张拉力对称进行，采用张拉力及引伸量双控制的方法检查张拉的质量，施工中做好各项记录备查。
预应力钢材张拉时的控制应力应以张拉时的伸长值进行校核。
（３）理论伸长值计算：
后张法预应力钢绞线张拉伸长值计算公式如下：
△L＝p×[1-e-(KL+μθ)]/(KL+μθ)
Ay—预应力钢绞线的公称截面积mm2，取140mm2
ΔL——预应力筋理论伸长值（cm）
Eg——预应力筋弹性模量MPa（N/mm2），取2.03×105MPa
P——预应力筋平均张拉力（N）
L——从张拉端至计算机截面孔道长度（m）
P——预应力筋张拉端的张拉力（N）
θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线夹角之和（rad）
K——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取0.0015
μ——预应力筋孔道壁的摩擦系数，取0.15
（４）实测伸长值：
在初始张拉力15%σK状态下作出标记，钢绞线张拉15%σK作为初应力，初应力伸长值采用理论推算伸长值， 15%σK～100%σK的伸长值作为实测伸长值。
（５）偏差处理：
箱梁预应力的张拉采用双控法张拉，即以张拉控制为主，以钢束的实际伸长量进行校核，实测伸长值与理论伸长值的误差不得超过规范要求，否则应停止张拉，分析原因，在查明原因并加以调整后，方可继续张拉。
张拉完成以后，实际测量的伸长值与理论伸长值之差不应超过±6%，否则采取如下步骤予以调整。
①对千斤顶以及与之配对使用的压力表进行重新校准
②对钢绞线作弹性模量检验（注意：在每批次钢绞线到场后，所用部位的理论伸长量，需经过该批次新的弹性模量值计算的理论伸长量）
③放松预应力钢铰线重新进行张拉
④预应力钢铰线用润滑剂以减少摩擦损失
3.5.2 孔道压浆及封锚
箱梁在预应力张拉锚固完成后48h内，及时进行孔道压浆，以防止钢绞线张拉后产生锈蚀现象。
1）前期准备
（1）压浆前应首先用清水加压冲洗孔道，以排除孔内粉碴等杂物，冲洗后用空压机吹去孔积水。
（2）每个压浆孔道两端的垫板进出浆口均应安装一节带阀门的短管，以便压浆完毕时封闭，保持孔道中的水泥浆在有压状态下凝结。
2）水泥浆的拌制
水泥浆的拌和时间不少于2min，水泥浆稠度宜控制在14~18S之间，灰浆存放于储浆桶内，桶内灰浆仍要低速搅拌，并应经常保证足够的数量，以保证每根管道的压浆能一次完成。
3）压浆的顺序
孔道压浆的顺序是先下后上，要将集中在一处的孔道一次连续压完。若中间因故停歇时，应立即将孔道内的水泥浆冲洗干净。
4）压浆
孔道压浆采用真空压浆的方法，具体步骤如下：
（1）张拉施工完成后，将外露的钢绞线切除，锚具端部留有3cm左右长度，在压浆前24~48h内进行封锚。
（2）检查封锚及孔道密封工作，高压水洗孔并用高压风将孔内积水吹干，检查搅拌机、压浆泵、真空泵及附属配件的性能，保证完好。
（3）严格按试验室确定的水灰比搅拌水泥浆，现场测定水泥浆的稠度、泌水性，达到技术指标要求后正常搅拌，等拌浆量以及拌浆速度能满足压浆需要时，即开始对孔道进行抽真空。
（4）启动真空泵开始抽真空，使真空度达到-0.06MPa~-0.1MPa并保持稳定。
（5）真空度稳定在-0.06MPa~-0.1MPa之间约5min后（真空度稳压时间可根据孔道长短而定），启动压浆泵，开始压浆。压浆泵的压力维持在0.5MPa~0.7MPa内，压浆过程中，真空泵要保持连续工作。
（6）待抽真空端的气污分流器中有浆体经过，关闭气污分流器前端的阀门，稍后打开排气阀，当水泥浆从排气阀顺通流出，且稠度与灌入的浆体相当时，关闭抽真空端所有的阀门。
（7）压浆泵继续工作，在压力0.8MPa下，持压1~2min后，将从锚板内引出的孔道排气管折起。
（8）关闭压浆泵，关闭阀门，折起从锚板内引出的孔道压浆管，完成压浆。
（9）完成当日压浆后，拆卸外接管路及附件，将所有沾有水泥浆的设备及附件清洗干净。
5）封锚
压浆完成后，及时对锚固端按设计进行封闭保护或防腐处理，对于设置在伸缩缝处的箱梁要进行封端处理。对梁端混凝土进行凿毛处理并冲洗干净，设置钢筋网浇筑封端混凝土，封锚采用与构件相同强度的混凝土并严格按照封锚后的设计梁体长度施工。
3.5.3 移梁
等孔道压浆的浆液强度达到设计要求（不低于设计强度的80%）后，即可用60t龙门吊起吊，移梁到存梁区分层存放，层数为两层。所有预制好的箱梁都有标识，表明梁的编号、张拉日期和砼灌注日期，其标识在安装后不外露。箱梁预制完成后存放期不得超过90天。
3.6 成品梁保护措施
（１）梁体在浇筑完成后及时进行收面拉毛并覆盖养护，特别是在大风天气，应采取边收面边覆盖的施工工艺，避免顶板面失水形成裂纹。
（2）梁体强度达到设计要求且梁体与外界温差满足要求时方可拆除模板。模板在拆除时应严格按照施工工艺的要求进行，严禁生拉硬撬，造成梁体硬伤。
（3）预应力梁预初张拉必须达到设计强度后方可进行张拉；张拉应两端两侧同步且分阶段进行。在张拉完毕后应在最短的时间内将箱梁移出制梁台座，防止因梁体受到预应压力起拱，造成梁体端部局部受力开裂。
（4）梁体在移运时必须缓慢、平稳进行，严禁骤然升降或改变速度，避免四个吊点或支点受力不均。
（5）梁体在拆除模型后必须按照要求对梁体继续进行洒水养护或喷涂养护剂，防止梁体表面产生干缩裂纹。
（6）梁体在移出制梁台座后应对预应力钢筋及锚夹具设置防水设施，防止预应力钢筋及锚夹具应受雨水或养护用水浇淋而锈蚀。
（7）预制梁存梁台座基础定期检测沉降，严格控制梁体四个支点的不平整量不大于2mm。
（8）梁体终张拉时在梁体抗压强度、弹性模量以及混凝土的龄期全部达到设计要求的情况方可进行预制梁的张拉。
（9）预制梁终张拉结束之后，必须在48h内进行真空辅助压浆。
（１0）预制梁在存放期间严禁人为或机械对梁体造成破坏，严禁随意涂抹梁体。
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参考文献
［１］JTG/T F50-2011 公路桥涵施工技术规范[S].
［２］JTG D62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规程[S].
［３］JTG F80/1-2004 公路工程质量检验评定标准[S].
［责任编辑：汤静］
