第４０卷第２２期 ２ ０ １ ４年８月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ 山 西 建 筑 Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．２２ Ａｕｇ． ２０１４ ・１７３・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１４）２２—０１７３—０２ 跨径３０ ｍ箱梁的预制 王增先 （太原市政工程总公司，山西太原０３０００２） 摘要：介绍了桥孔跨径为３０ ｍ的标准预应力混凝土箱梁预制的主要过程，从梁场建设，门吊选型，普通钢筋和预应力钢绞线制 安，后张法施加预应力施工等方面进行了详细论述，提供了此类箱梁的施工方法和技术支持，对保障箱梁预制质量、降低成本、提 高效率具有重要意义。 关键词：单箱单独预制，门吊，预应力钢筋，混凝土 中图分类号：Ｕ４４５ 文献标识码：Ａ １ 概述 郭家沟１号大桥是吕梁环城高速公路上的一座大桥，桥长 度，预拱度值按二次抛物线进行布设。 箱梁采用兜底吊装，吊点位置距梁端控制在７０ ｃｍ一９０ ｃｍ范 在制作底模时，在吊点位置预留２０ ｃｍ活动底 ４５０ ｍ，分左、右幅桥。上部为装配式预应力混凝土先简支后连续 围内。为吊装方便，并在梁端部底座处、底板下部用混凝土补强，以保证预应力张 箱梁，桥孔布置为（５×３０＋５×３０＋５×３０）ｍ。每片梁在预制厂生 模， 产，利用门吊提梁，运梁车运输，架桥机架梁就位的方式。全桥共 拉后承载整个梁体的荷载。２）安装龙门吊。 计１２０片箱梁，单片箱梁的尺寸为：梁长２９．６４ ｍ，底宽１ ｍ，顶宽 ２．４ ｍ，梁中心线处高度１．６ ｍ。 龙门吊采用桁片组拼，两台起重力８０ ｔ龙门吊负责箱梁移 ２主要材料 １）混凝土。 预制主梁、横隔梁、封锚混凝土均采用Ｃ５０。 ２）钢材。 梁、存放等工作。一台８ ｔ ｆ－１吊负责箱梁制作时的模板安拆倒运， 混凝土浇筑时的短距离混凝土运输。门吊轨道规格ｌ４号导轨， 固定在混凝土条形基座上。 ４箱梁模板 １）订购钢模板。钢模具有尺寸准确，周转次数多等优点。为 保证箱梁的外观质量，侧模采用专业厂家制作的定型钢模，分节 制作，接缝严密，尺寸精确。订购两套中梁、一套内边梁、一套外 预应力钢绞线极限抗拉强度１ ８６０ ＭＰａ，每束钢绞线外径 １．５２ ｃｍ。普通钢筋采用ＨＰＢ２３５和ＨＲＢ３３５钢筋。 ３）其他。 预应力锚具及管道成孔：预制箱梁采用夹片式锚具，金属波 边梁，共计四套钢模板。按图纸标准在工厂制作，确保构件尺寸 纹管由３ ｍｍ厚钢材卷制而成。 准确。 ３预制场 １）场地建设。 外模板整体分为高边、低边模板，每边模板分为７节；面板为 ５ ｍｍ钢板，活拼缝处四面铣边，边框及所用筋板为８ ｍｍ钢板，横 背楞为双［１Ｏ号，背扣，支架［１Ｏ号；内模板断面分为 箱梁预制和存放场地采用延伸式预制场，布置在郭家沟１号 肋为［８号，在长度方向上分为２１节，主体部分为１ ５００ ｍｍ／节；内模面 大桥０号桥台小桩号侧开挖成型后的路基上，面积为９ ０００ ｍ 。 ７块，梁场布置有制梁区、存梁区、钢筋加工区、宿舍区。制梁区有１６座 板为４ ｍｍ钢板，横肋为Ｌ５０号，横挡为［６．３号。 长度３ｆｆｍ的制梁台座。存梁区设计可存２８片箱梁。预制场内铺 施，排除地表水。 ２）模板拼接。先在空地内将模板预拼好，然后分节拆卸，再 为：先拼中间的３节模板，逐次向端头拼装，拼完后对模板的各部 模板安装顺序 筑１０ ｃｍ厚Ｃ１５混凝土进行场地硬化，路基两侧设置临时排水设 将分块模板用安装模板专用门吊吊到制梁台座上，制粱台座浇筑Ｃ２５混凝土底座，底座上铺设５ ｍｍ厚钢板，两 位进行调整和紧固，内模预先分四节在空场地处拼好，并打磨刷 然后用小门吊提运到已安装底、腹板钢筋的箱梁内，进行拼接 侧加焊角钢补强。并按设计要求在箱梁跨中向下设２ ｃｍ的预拱 油，Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｗｉｔｈｏｕｔ ｂａｃｋ－ｓｔａｙｓ ｕｎｄｅｒ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｌｉｍｉｔ ｓｔａｔｅ★ ＤＵＡＮ Ｒｕｉ－ｆａｎｇ。ＬＩＵ Ｙｉｎｇ－ｃｈｅｎ ＨＡＯ Ｘｉａｎ－Ｗｔｌ ＷＡＮＧ Ｓｈｉ－ｊｕｅ （１．Ｓｈａａｎｘｉ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔ￣ｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００１８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｕｚｈｏｕ Ｈｉｇｈｗａｙ ＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎＢｕｒｅａｕ，Ｈｕｚｈｏｕ ３１３０００，Ｃｈｉｎａ；３．Ｃｈａｎｇ’ａｎ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＢｒｉｄｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎ ７１００６４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｉｎｔ ｏｕｔ ｉｎ ｃａｂｌｅ—ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｗｉｔｈｏｕｔ ｂａｃｋ－ｓｔａｙｓ ｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｈａｓ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ，ｒａｎｄｏｍ ｆａｃｔｏｒｓ，ｉｆ Ｕ。 ｓｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｍｉｓｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｎｏ ｂａｃｋ—ｓｔａｙｓ ｃａｂｌｅ—ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｇｉｒｄｅｒ，ｃａｂｌｅ ａｎｄ ｔｏｗｅｒ ｔｈｒｅｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｈｓ ｏｆ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｇｉｖｅｎ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ ｗｉｔｈｏｕｔ ｂａｃｋ－ｓｔａｙｓ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｕｌｔｉｍａｔｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｌｉｍｉｔ ｓｔａｔｅ 收稿日期：２０１４—０５—０７ 作者简介：王增先（１９７８．），男，高级工程师 ・１７４・ 第４０卷第２２期 ２ ０ １ ４年８月 山 西 建 筑 １）预应力束的制备。 对进场的钢绞线按要求进行检验，检验合格后才能投入使 应定期维护和校验。千斤顶与压力表应配套校验，以确定张拉力 调整。为防止内模在浇筑混凝土时出现偏位上浮的现象，在两个 相对应的外模顶安上限位槽钢，反压内模。预制梁外露混凝土， 接缝间加密封条。 并 对外观质量要求较高，模板的各种接缝要紧密不漏浆，必要时在 用。施加预应力所用的机具设备及仪表应由专人使用和管理，模板的拆除采用小型龙门吊，人工配合用撬棍拆卸。拆下的 与压力表之间的关系曲线。千斤顶使用超过６个月或２００次应重 模板按顺序摆放，及时清理灰浆进行维护重新涂刷脱模剂，以备 新校验。 下一片梁的使用。 ２）张拉应力控制。 ５箱梁普通钢筋 １ｆ．预应力筋采用应力控制方法张拉，以伸长值进行校核，实 按规范要求做好各种试验，根据施工进度按每片箱梁制作的 际伸长值与理论伸长值的差值控制在６％以内。ｂ．预应力筋的理论伸长值ＡＬ（ｍｍ）计算： 次序做好钢筋的进场计划，每片箱梁的钢筋应提前制作完成，储 存在钢筋加工区内，每种规格型号的钢筋均设有标识牌，钢筋下 料、制作在钢筋加工棚进行，运至预制场装配成型。绑扎钢筋的 成骨架，每片骨架设置锲形卡。按设计位置进行固定，钢筋绑扎 ＡＬ＝ＰＰＬ／ＡＰＥＰ。 其中，Ｐ 为预应力筋的平均张拉力，Ｎ；￡为预应力筋的长度， Ｎ／ｍｍ 。 Ａ 为预应力筋的截面面积，ｍｍ ；Ｅ 为预应力筋的弹性模量， 顺序先底板再腹板及隔板。在底模台座上绑扎钢筋，将钢筋焊接 ｍｍ；完毕后撤掉锲形卡再安装模板。绑扎安装采用标准化施工，流水 Ｃ．预应力筋张拉时，应先调整到初应力，该初应力宜为张拉 作业，按设计图纸放样，放样时考虑了焊接变形和预留拱度。钢 控制应力的１０％～１５％，伸长值从初应力开始时开始量测，实际 筋连接采用搭接焊，钢筋下料时要适当配料，使之在成型焊接时 伸长值ＡＬ＝ＡＬ ＋△三：，其中，△￡．为从初应力至最大张拉应力间 接头能按要求错开设置。 把制孔管按坐标位置固定，绑扎横隔板钢筋，埋设预埋件，在 的实测伸长值，ｍｍ；△Ｌ２为初应力以下的推算伸长值，ｍｍ。 预应力筋应采用两端对称张拉，为保持梁体的受力平衡，先 孔道两端和最低处设置压浆孔，在最高处设置排气孔。安装锚垫 开始腹板上的Ｎ：，Ｎ，钢绞线的张拉，锚固后再开始底板上的Ｎ。 板后，安装涂有脱模剂的钢模。 钢绞线的张拉锚固，最后是顶板上的Ｎ 钢绞线的张拉锚固。 ６箱梁混凝土浇筑 每束钢绞线施加预应力的过程为：从０开始一控制应力的 ５％一控制应力的１００％（持荷２ ｍｉｎ，锚固）。 １）箱梁施工前，应对混凝土组成材料进行取样试验，包括水 １泥、石子、砂、水以及外加剂，均应符合设计和规范的要求，由试验 ８孔道压浆 室做混凝土配合比设计，对混凝土施工班组进行箱梁浇筑的技术 交底。 压浆使用活塞式压浆泵，压浆的压力０．５ ＭＰａ～０．７ ＭＰａ；压浆 材料为５０号素水泥浆，由４２．５号普通硅酸盐水泥拌制而成， ２）混凝土浇筑顺序，先浇筑底板及腹板根部，其次腹板，最后 水：灰＝０．３—０．５。压浆过程中认真填写施工记录。制作标准试块。 浇顶板及翼板。混凝土由搅拌站拌合，罐车运输至梁场，卸入容 压浆操作：打开两端压浆嘴阀门，由一端压入水泥浆，压力达 积为１ ｍ 的吊斗内，用小型龙门吊移运吊斗从梁的一端向另一端 到０．３ ＭＰａ时稳压２ ｒａｉｎ左右，至另一端流出的水泥浆稠度与拌 浇筑，浇筑速度要确保下层混凝土初凝前覆盖上层混凝土。 制的水泥浆稠度相同，关闭压浆阀门，待水泥浆终凝后，方可拆除 ３）混凝土的振捣：箱梁底板及腹板根部采用插入式振捣器振 压浆嘴。 捣，振捣器的振点移动间距在０．４ ｍ～０．５ ｍ之间，对于每个振动 部位，必须振动到该部位密实为止。 ９移梁、存梁 梁体经张拉（压浆）达到一定的强度后，就可移送存放，吊装 箱梁腹板的振捣，以附着式振捣器为主，插入式振捣器为辅， 附着式振捣器紧固安装在梁高的１／３位置处的侧模上，间距３ ｍ 安装一个，每片箱梁共计安装２０个，每个振捣器的振捣时间应控 采用门式吊装设备将梁体按兜托梁底起吊法移送到存梁区，采取 可靠的措施不使梁体产生负弯矩。预制时在梁底预留穿索兜底 制在３ ｍｉｎ以内，如振捣时间过长，会造成混凝土离析和泌水现象 所需的活动段底模，同时在主梁翼板的对应位置预留穿索孔洞，吊点位置距梁端不大于１．０ ｍ。吊运过程中平行匀速移动大梁， 的发生。箱梁顶板混凝土的振捣采用插入式振捣器斜向插入振 防止出现扭偏。 捣。浇筑混凝土时，应避免振动棒碰撞波纹管，钢筋及预埋件。 倾斜角小于５。，在梁端因钢筋，波纹管密集，应采用３０振动棒加强振捣时间，对 １０结语 锚垫板后面的混凝土和预应力管道下的混凝土要仔细振捣保证 箱梁的预制是一个较为复杂而艰巨的任务，需要投入大量的 一密实。顶板混凝土振捣完毕后，要用木抹将表面抹平拉毛，收浆， 人力、物力和财力，我们秉承高标准严要求的精神做好施工的每 用养生布及时覆盖，洒水养生７ ｄ，方可进行下道工序。 个环节。地完成了制梁的任务，向预制箱梁的标准化、工 ７预应力钢绞线 厂化施工迈进了坚实的一步。 Ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ３０ ｎｌ—ｓｐａｎ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ＷＡＮＧ Ｚｅｎｇ－ｘｉａｎ （Ｔａｉｙｕａｎ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｍａｊｏｒ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ３０ ｍ．ｓｐａｎ ｂｒｉｄｇｅ ｈｏｌｅ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｂｅａｍ ｉｆｅｌｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｇａｎｔｒｙ ｃｒａｎｅ ｔｙｐｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｃｏｍｍｏｎ ｓｔｅｅｌ ａｎｄ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒａｎｄ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｏｓｔ ｔｅｎｓｉｏｎ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ， ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｉｔｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｓｕｐｐｏｒｔ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔ ｍｅａｎｉｎｇ ｆｏｒ ｇｕａｒａｎｔｅｅｉｎｇ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｑｕａｌｉ— ｔｙ，ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅ ｂｏｘ ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ，ｇａｎｔｙ ｃｒａｒｎｅ，ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｓｔｅｅｌ，ｃｏｎｃｒｅｔｅ
