張志宏

（中鐵建設集團有限公司，北京100040）

1 引言

成都地鐵5號線土建1標段北起新都區(qū)香城大道，南至新建天龍大道。高架區(qū)間范圍內總共75片箱梁，其中，30m箱梁64片，25m箱 梁11片。預 制 箱 梁 頂 寬10.2m，底寬5.0m，梁高1.8m；長度分為30m和25m 2種，主要兩側懸臂長均為2.2m，懸臂端部厚度0.15m，根部厚0.4m。頂板厚度0.25～0.50m，底板厚度0.25～0.50m，中間腹板厚0.27～0.4m，邊腹板0.27～0.72m，支座中心線距離梁端間距為0.40m，支座橫向間距3.8m，如圖1、圖2所示。

圖1 箱梁跨中標準段斷面結構尺寸（單位：cm）

圖2 箱梁端部支座處變截面結構尺寸（單位：cm）

2 鋼筋吊架制作與計算

2.1 鋼筋吊架設計

預制箱梁吊具長30m，寬10.2m，采用10#工字鋼加工成桁架結構形式，材質選用Q235鋼材，主要用于預制箱梁頂板鋼筋、底腹板鋼筋、內模吊裝。吊具設計吊重250kN（25t）。吊具自重120kN（12t），吊具共設4個吊點，如圖3所示。

2.2 鋼筋吊架受力計算

2.2.1 吊件重量

吊具為鋼材，密度取7 850kg/m3，吊具自重120kN（12t），頂板鋼筋自重≤250kN（25t），底腹板鋼筋自重≤250kN（25t），一套箱梁內膜自重200kN（20t），本方案按吊重250kN（25t）進行計算。

2.2.2 荷載及主要設計參數(shù)

10#工字鋼的拉、抗壓、抗彎設計值為215MPa，抗剪設計值為125MPa，吊重計算采用1.2倍吊重系數(shù)進行計算。

2.2.3 吊架荷載布置

吊架荷載布置如圖4所示。

圖4 吊架荷載布置圖

2.2.4 吊架受力計算

采用MIDAS/Civil軟件進行線性靜力分析吊架的整體變形、應力值均符合設計要求見表1。

表1 吊架計算結果

3 鋼筋綁扎胎具設計

3.1 底腹板鋼筋綁扎胎具

底板鋼筋綁扎胎具采用25cm工字鋼和10cm的角鋼加工底座，保證離地30cm。支座下邊放置鋼墊板，墊板厚度為1.5cm，中間底座墊板為30cm×30cm，邊側墊板為30cm×50cm。地面固定螺栓采用16螺栓固定。因鋼筋綁扎區(qū)排水的平整度問題，可在墊板下進行鋼板調平，保障底座的平整度要求。

為保證腹板箍筋順梁長方向的傾斜度及橫梁向的垂直度。在腹板兩側設計一個靠桿，靠桿由I16工字鋼組成，垂直高度為142cm，斜向高度為146.8cm，以此來控制腹板長度方向傾斜度，在緊貼腹板一側的工字鋼上按設計位置切出槽口。鋼筋綁扎前將靠桿按腹板設計角度支撐到位并用螺栓連接固定，綁扎時將鋼筋對應放入缺口內，當鋼筋綁扎完畢后松開靠桿，即可保證鋼筋位置正確【1】。

為保證縱向和橫向鋼筋的位置正確及兩側腹板鋼筋的保護層厚度滿足規(guī)定的允許誤差，在胎模具的兩外側底邊分別焊100mm×100mm角鋼，用其豎直肢作支擋，在綁扎時，將橫向筋的彎鉤及腹板箍筋貼緊此肢背，即可保證鋼筋的正確位置及外側鋼筋的整齊。

3.2 頂板鋼筋綁扎胎具

頂板鋼筋綁扎胎具采用10cm工字鋼及5.6cm角鋼焊接，胎具與混凝土地面通過1.5cm鋼板與地腳螺栓連接固定。支座下邊放置鋼墊板，墊板厚度為1.5cm，底座墊板為30cm×30cm。頂板鋼筋間距控制采用2種方法：橫向鋼筋是在胎模上用φ5mm高強鋼絲做成“U”形卡，然后，按圖紙設計間距要求焊在胎模的相應位置，在綁扎時將鋼筋正好卡在“U”形卡內；縱向鋼筋采取在兩端立面用紅油漆畫線控制。

4 預制箱梁施工工藝

4.1 模板工程

4.1.1 臺座清理及檢查

安裝底模前對制梁臺座進行清理，剔除臺座上的浮漿，清理雜物，不平整處采用砂漿抹面找平。利用水準儀進行臺座標高測量，保證制梁臺座處各支座位置高差不大于2mm。

4.1.2 整修底模

底模安裝采用尺寸長度為3m，寬度為4.8m的鋼模板進行拼裝，拼裝過程中按設計要求進行預拱度設置，30m箱梁預設反拱值為7.0mm，25m箱梁預設反拱值為5.0mm。模板拼裝完成后，采用打磨機對模板表面進行打磨，除去表面銹漬，同時保證表面平整度【2】。

4.2 鋼筋工程

將加工好的鋼筋按照設計圖紙在鋼筋綁扎胎具上綁扎好，用龍門吊按照先底腹板鋼筋后頂板鋼筋吊放在模板上，橋面鋼筋安放在制梁臺后，為了保證梁體鋼筋的整體統(tǒng)一，對局部鋼筋錯位或鋼筋松動、變形部位進行人工調整，保證底腹板與頂板鋼筋連接成整體。

4.3 混凝土工程

混凝土澆筑按照先底板再腹板后頂板順序澆筑，箱梁混凝土澆筑時混凝土振搗對箱梁的成型質量起關鍵性作用，為此，混凝土澆筑時必須嚴格控制混凝土振搗。

混凝土的振搗以插入式振動器振搗為主，附著式振動器振搗為輔。底板混凝土澆筑時采用插入式振搗棒，待澆筑腹板與底板連接處以上位置時，開啟附著式振動器配合插入式振動器振搗混凝土，附著式振動器振動時間為10～20s為宜，混凝土在模內泛漿流動或成水平狀即可停振。附著式振搗器布置如圖5所示。

圖5 附著式振搗器布置示意圖

插入式振搗棒振搗新層時，振動棒應插入老層混凝土5～10cm，以保證前后澆筑的兩層混凝土接合嚴密，插入式振搗棒振搗時以混凝土不再下沉、不出氣泡、表面開始泛漿為止。

振搗時必須嚴格控制速度、深度和密度，要堅持快插慢拔、邊振邊拔的原則，振動棒必須垂直點陣不得平拉，并防止過振、漏振。插入式振動棒振動時間控制在30s左右，附著式振動器振動時間為10～20s。灌注過程中注意加強倒角、交界面及鋼筋密集部位的振搗，振搗過后及時進行收漿抹面。

4.4 箱梁養(yǎng)護

4.4.1 蒸汽養(yǎng)護

當冬季晝夜平均氣溫連續(xù)低于5℃或者氣溫低于-3℃時，梁體混凝土采用蒸汽養(yǎng)護。蒸汽供應采用蒸汽鍋爐進行。蒸汽管道采用50mm的無縫鋼管，沿管道方向間隔150mm打3mm的孔眼。管道分別布置在底模下面2根、側模的兩側各2根、內模里主梁兩側各1根，頂板上面2根。蒸汽最后采用兩端供汽，在蒸汽管中間段設5mm排水孔；蒸汽不得直接吹向混凝土和模板。整個養(yǎng)護過程由專用測溫表和專人測溫，分別對養(yǎng)護棚內和環(huán)境溫度進行監(jiān)控，防止因溫差過大造成箱梁開裂。

除頂面的覆蓋物外，還配置34m×12m×3.5m的可將梁體整個覆蓋的整體式養(yǎng)護棚。養(yǎng)護棚采用軍綠布制作，并配置吊裝養(yǎng)護棚的專用吊具【3】。

4.4.2 噴淋養(yǎng)護

未達冬季施工條件時，進行噴淋養(yǎng)護，梁體頂面用土工布覆蓋，其余部位采用噴淋進行養(yǎng)護，氣溫高天氣干燥時再在其上覆蓋1層塑料薄膜。當環(huán)境溫度在5℃以上時，可對梁頂采用灑水養(yǎng)護。

噴淋部署：噴淋管主管采用50mm的PVC管，離腹板外壁1.2m設置。沿管道方向間隔1.5m設置1根垂直高1.5m的支管。支管頂部設置分散水噴頭。

養(yǎng)護用水采用不含有害雜質的天然純凈水或生活用水，水溫與表面混凝土之間的溫差不得大于15℃。梁體灑水次數(shù)以保持混凝土表面充分潮濕為度，一般情況下，以專人檢查，控制澆水養(yǎng)護停歇間隙，每2h檢查1次。

確?；炷翉姸冗_到設計強度75%以上，并做好養(yǎng)護記錄。同時，對隨梁養(yǎng)護的混凝土試件進行灑水養(yǎng)護，使試件強度與梁體混凝土強度同步增長。

4.5 預應力張拉及封錨

4.5.1 初張拉

第一階段為初張拉，初張拉在預張拉后，在梁體混凝土強度達到設計拆模強度80%后，進行初張拉移出內模，初張拉是通過施加預應力使梁體可承受自重荷載來使梁體具備吊裝條件，達到加速制梁臺座周轉的作用。

初張拉過程：0→初應力0.2σk（測油缸、工具夾片外露量）→張拉至初張拉設計要求的控制應力（測油缸、工具夾片外露量）→回油、錨固（計算伸長值）。其中，σk為設計張拉應力。

4.5.2 終張拉

第二階段為終張拉，在梁體混凝土強度和彈性模量達到設計100%后，混凝土齡期大于10d后張拉全部鋼絞線束到設計張拉力的100%（包括早期張拉的鋼絞線束補拉到100%的設計張拉力）。

終張拉過程：0→初應力0.1σk（測油缸、工具夾片外露量）→1.0σk（持荷5min、測油缸、工具夾片外露量）→回油、錨固（計算總伸長值）。

4.5.3 封錨

封錨前，應對錨具穴槽表面進行鑿毛（宜在梁端鋼模拆卸后立即進行）處理，并將灰、雜物以及支承板上浮漿清除干凈。然后，在預應力筋、錨具及與錨具墊板接觸處四周采用聚氨酯防水涂料進行防水處理。

安裝封錨鋼筋后，采用低流動度的C50干硬性補償收縮混凝土對錨孔進行填塞。混凝土填塞分2次施工，首先進行基層填筑，混凝土應分層筑實，特別是錨孔周邊不得存有縫隙，避免將來出現(xiàn)空響現(xiàn)象。待混凝土終凝后進行表層混凝土封堵，保證新舊混凝土結合良好、混凝土表面平整。

5 結語

本文以成都地鐵五號線預制箱梁施工為背景介紹了預制箱梁施工工藝，通過各個施工工序的控制成功避免了初張拉后梁端混凝土起皮、梁端部出現(xiàn)氣泡麻面、翼緣板部位有塵土黏連、翼緣板滴水槽黏皮、腹板表面色斑、底板與腹板間混凝土存在色差、底腹板位置存在水紋等質量通病。為后續(xù)的類似工程提供了寶貴的施工經驗。