浅谈城市高架桥后张法预制箱梁的施工技术及质量控制

浅谈城市高架桥后张法预制箱梁的施工技术及质量控制

张朋

中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司，214104

摘要：随着我国经济技术快速发展,汽车数量快速增长，道路通行压力日益剧增，所以各城市为了改善交通环境，大多在建设城市高架桥，而高架桥枢纽段高度较高，主线桥跨大多采用预制箱梁架设的方法。本文章结合本人参建的苏州市中环快速路高新区段(312国道-玉山路南)二标段项目对后张法预制箱梁的施工技术及质量控制进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：城市高架桥；后张法；预制箱梁；施工技术；质量控制

引言

在城市高架建设中，预制箱梁应用非常广泛，因此掌握预制箱梁各环节施工技术，了解质量控制具体措施，才能保证施工质量达到质量标准。

1、预应力钢筋混凝土的特点

谈到后张法预制箱梁，不得不先谈一谈预应力钢筋混凝土与普通钢筋混凝土相比有哪些优点及特性，预应力混凝土除了有普通钢筋混凝土的特性，还有以下优点：抗裂性和抗渗性好、耐久性好、刚度得以提高、节约钢材以及混凝土、有效的降低了工程造价、自重有所减轻、抗疲劳性能有所提高。

2、制梁厂的选择

制梁厂的场地应坚实且平整，有防水、排水设施，预制台座应按设计要求起拱且有足够的强度和稳定性。

3、钢筋工程

梁场内使用的钢筋应按分品种、分等级、分牌号、分规格及分生产厂家进行分批验收，拟投入使用的钢筋必须验收合格，否则严禁用于工程中。钢筋在运送过程中，储存过程中，加工过程中均应采取有效措施防止发生锈蚀和污染以及变形的情况。在工地存放时应按不同品种，不同规格分批分类码放整齐，不得混堆混放，并应设立明显的识别标志，存放时间不超过6个月；存放场地应该有有效的防防水和排水设施，钢筋不得直接放置于地面上，要垫高放置，并且要盖上防雨布，防止钢筋遭水浸和遭雨淋。钢筋若需要弯制加工，应先调直，钢筋调直的方法，应该优先选择机械方法，如果用冷拉的方法调直，要注意伸长率应符合要求，HPB300小于等于2%；HRB400小于等于1%。钢筋下料前，要检查钢筋各项数据是否与设计匹配，并应按图施工，结合现场情况合理配料，钢筋下料和加工应在专用的钢筋棚内完成，其形状和尺寸应符合设计图纸的规定。加工完成的钢筋表面不应有影响质量的伤痕。下料后应按种类和使用部位分别挂牌标明。钢筋要在常温状态下进行弯制，不需要对钢筋进行加热。钢筋弯制时宜从中部开始逐步向两端进行，不得从一端开始向另一端进行，弯钩不得采用多次弯制的方法，要一次成型。在钢筋加工过程中，不得为了方便随意放置，要采取合理并且有效的防护措施，防止钢筋被各种污染物污染，以及受到各种不得有的损伤。

钢筋接头数量和位置应符合设计图纸要求，本工程严格按照图纸施工，确保了工程质量。钢筋长度不够，在需要设置接头时，应考虑尽量在同一根钢筋接头越少越好；并且应设置在钢筋受力较小的区段内，构件的最大弯矩处受力较大，是比较薄弱部位，不宜将接头设置在此处；在任意一个接头区段内，同一根钢筋不得出现两个接头，在同一区段内的受力钢筋，钢筋接头截面面积占钢筋总截面面积的百分率应符合要求；钢筋接头末端到钢筋弯起点的距离也应符合要求，应大于等于钢筋直径的10倍；施工中钢筋受力不明，分不清受拉还是受压的，要按受拉处理，在实际过程中也会联系监理会同设计查明受力情况，不存在分不清的情况。

钢筋的混凝土保护层厚度，必须符合设计要求，本工程按图施工，在预制箱梁时采用放置垫块确保钢筋保护层厚度。

本工程采用钢绞线作为预应力筋，根据规范要求钢绞线检验每批重量不得大于60t，表面质量和外形尺每盘都要检查，再从每一批绞线中任意取出3盘，并从取出的3盘中每1盘任意一端截取一根满足长度要求的样品作为试样，进行必要的力学性能检验及其他有必要的各种试验。如果某一个批次的钢绞线少于3盘，那么所有的钢绞线均要进行检验。检验结果中若发现有一项指标不合格，那么不合格盘的那一盘钢绞线做报废处理，不得用于本工程，并继续从该批次没有试验过的钢绞线中取出双倍数量的试样进行该不合格指标的复检。如果还有一项指标不符合要求，那么这一批次的批钢绞线应每盘都进行检验，合格的进行接收，不合格的不得使用。钢绞线要保持清洁，不得有污染，无论是在存放和搬运，还是施工操作过程中均应采取措施防止钢绞线出现机械损伤和锈蚀。存放的仓库应该干燥通风、有良好的防潮措施、没有腐蚀气体和有害的介质。在室外存放的钢绞线和上述钢筋存放一样，存放场地应该有有效的防防水和排水设施，钢筋不得直接放置于地面上，要垫高放置，并且要盖上防雨布，防止钢筋遭水浸和遭雨淋，时间不超过6个月。钢绞线下料长度的确定必须经过算获得，不得随意截取，浪费材料。计算下料长度时应要考虑结构的孔道长度，以及预制台座的长度，用于本工程锚(夹)具的长度，使用的千斤顶长度（不同规格长度不同），钢绞线端部镦头预留量的长度，钢绞线冷拉伸长值，钢绞线弹性回缩值、钢绞线张拉伸长值，钢绞线外露长度等因素。钢绞线如果需要切断，应使用砂轮锯或切断机，电弧切割不得使用。钢绞线在编束时，应逐根梳理直顺不得出现扭转，还应绑扎牢固。钢绞线存放时两个支点间的距离应小于等于3m，如果一端悬出，那么其悬出长度应小于等于1.5m。

4、管道与孔道

本工程的管道是浇筑混凝土之前预埋波纹管，是购买的质量合格的成品塑料波纹管。波纹管在安装前应进行质量检验，本工程后张有粘结预应力混凝结构中，预应力筋的孔道是浇筑在混凝中的塑料波纹管管道构成，为了保证管道的位置准确不发生偏移，采用定位钢筋牢固地定位于设计位置。施工时管道应该压浆孔与溢浆孔留置，还应有排气孔和排水孔。曲线孔道的排气孔留在管道的波峰部位，排水孔留在管道的最低部位。管道安装就位后技术负责人立即组织人员对管道检查，发现有少量堵塞物，及时进行了疏通，清理干净自检合格后邀请监理单位验收。管道经检查验收合格后及时将两端口封堵，是为了防止杂物进入管道。管道安装后，如果需要在管道附近进行焊接、切割、明火等作业时，必须对管道采取有效的保护措施，防止此类作业时烧坏管道。

钢绞线安装分两种方法，第一种是先穿束后浇筑混凝土；第二种是先浇混凝土后穿束。两种方法都可以，但是采用第一种方法，浇筑混凝土时应定时抽动、转动钢绞线。如果采用第二种方法，浇筑完成后应立刻疏通管道，确保其畅通无阻塞。

5、模板工程

模板结构应简单、便于制造、装拆，根据施工过程中的各种控制工况进行设计，本工程采用标准尺寸的小箱梁，可以制作几套重复使用，不存在多次设计的问题，制作安装好的模版应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，本工程采用拼装的刚末班，安装好后搭好支持，完全满足承载力、刚度、稳定性的要求。模板与混凝土接触面应平整、接缝严密。本工程是在预制台座上浇筑箱梁，箱梁的侧模在其强度能保证结构棱角不损坏时就可以拆除，如果不能判断混凝土强度是否能保证结构棱角不损坏，那就以结构的强度作为依据，宜为2.5MPa及以上，混凝土强度可以采用同条件试块强度为依据。本工程预应力混凝土结构的侧模在预应力张拉前拆除，底模应混凝土结构达到设计要求且张拉完成后拆除。

5、混凝土工程

在浇筑混凝前，在自检合格的基础上，有各项数据作为支撑，监理单位检查了模板和支架的承载力和刚度以及稳定性，还有钢筋及预埋件的位置和规格以及数量，并做好了各项检查记录，检查结果符合设计要求且监理验收后进行了混凝土浇筑。本工程预制箱梁采用一次性浇筑的方法，不存在接茬问题，其他混凝土工程如果在老混凝土面上新浇混凝土，则应把相接面应进行处理，处理方法可以简略为“凿毛、清理、同配比”，即接触面凿毛，然后清理干净，再铺一层与新混凝土同配比的水泥浆，在浇筑前应征得监理单位同意，结构表面应湿润但不得有积水。

根据规范要求，预应力混凝土应优先采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，本工程根据设计要求采用的是普通硅酸盐水泥。因为本工程为预应力混凝土，所以混凝土中使用的外加剂严禁含有氯化物。为确保工程质量达到要求，混凝土中从水泥、砂、石、水等原材料中引人的氯离子含量满足规范要求，如果经过检测，发现氯离子含量超出标准，那么就要采取有效的防锈措施，比如向混凝土中掺加阻锈剂和增加混凝土构建中钢筋的保护层厚度等。浇筑混凝土时，要特别注意对钢绞线筋锚固部位的振捣，因为后续锚固作业有很大的应力作用在此处，还有钢筋稠密区域也要加强振捣，保证混凝土下正常且振捣密室。本工程采用后张法进行张拉，应避免振动器碰撞预应力筋的管道；对先张法张拉的构件要避免振动器碰撞预应力筋。混凝土浇筑结束后，要在收浆后及时进行保温保湿养护。

6、预应力筋张拉

本工程采用钢绞线作为预应力筋，张拉控制应力经过严格把控，满足设计要求。本工程在张拉时，以应力控制为主，伸长值作为校核。钢绞线张拉时，有专人记录张拉力、压力表读数、张拉伸长值、锚固回缩量。在张拉控制应力处于稳定状态下才能进行钢绞线的锚固，张拉过程中可以出现钢绞线断丝和滑丝以及断筋，但是其数量要控制在合格范围内。实际伸长值是张拉过程实际的值，可以从千斤顶的油表上读出，理论伸长值是经过计算得到的数据，二者的差值是否符合设计要求。本工程设计对此差值有要求，作为有经验的承包商，施工团队优良，经过计算，完全满足设计要求。当设计无要求时，应符合规范要求，即此差值要在6%以内。如果差值不符合设计要求，也不符合规范要求，应停止张拉，查明原因并采取措施后，才能继续张拉。

7、孔道压浆

本工程钢绞线张拉完毕后，技术负责人及时安排人员进行孔道压浆，浆液配比满足设计要求，本工程采用水泥浆作为压浆浆液。浆液强度满足本工程设计的要求，对于其他设计没有要求的工程，其强度不低于30MPa。压浆完毕后监理人员从检查孔抽查压浆的密实情况，经检查全部合格。如果不合格，要及时进行处理，不得放任不管，严重将导致事故发生。在压浆作业的同时实验员制作了3组试块，带回试验室进行标准养护28d，用标养试块的抗压强度作为水泥浆质量是否合格的评判依据。

8、结束语

综上所述，在实际施工中，为了达到工程质量要求，施工单位和个人均应保持职业操守，在施工过程中应采取相应措施来控制施工质量，不管是从原材料，还是施工工艺，都要确保万无一失，才能出精品工程。

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