(中铁六局呼和浩特铁路建设公司，内蒙古 呼和浩特 010050)摘 要：针对装配式大跨度预应力连续箱形梁结构为箱型结构，体积大、箱梁本身各壁板（顶板、腹板、底板）较其它形式梁板均要轻薄，腹板中张拉钢绞线孔道和锚具等预埋件多，施工步骤复杂的问题，探讨了科学、有序的确保该结构整体质量的施工工艺。
关键词：大跨度；预应力；施工工艺；控制；质量
中图分类号：U448.21+3 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)08—0184—04
装配式大跨度预应力连续箱形梁是采用单箱单独预制，完成单箱底板、腹板正弯矩预应力张拉后，利用临时支座先简支安装，后现浇箱梁纵、横向之间的连续接头湿接缝，后再各箱间进行纵向负弯矩二次抵消张拉，使各梁连续、均匀地连为整体的先简支后连续的结构体系。
1 结构简介
连续箱形梁体系转换工艺流程：大跨度预应力连续箱型梁为了整体、均匀地完成受力，要进行两次预应力张拉。第一次是在箱梁单箱预制完成，混凝土强度达到设计强度的90%后，正弯矩区钢束张拉。第二次是在单箱利用临时支座简支安装好后，纵向浇筑连续接头、中横梁；横向浇筑两侧顶板与负弯矩同长度范围内的桥面板，待其混凝土强度达到设计强度的95%，纵向各箱之间顶板负弯矩钢束张拉，然后浇筑剩余部分桥面板湿接缝混凝土，待混凝土达到设计强度后，拆除临时支座，从而完成从简支到连续的体系转换。湿接缝连续和二次张拉均为高空作业，施工难度大。
梁体本身为倒梯形空腹结构，顶板、腹板、底版均较薄，板中钢筋密集，且腹板中预留张拉钢绞线的孔道，所以模板设计、制作和安装、混凝土的浇注是控制本结构的关键工序。只有施工中采取科学得当的施工方法控制各环节，才能保证各部几何尺寸和整体质量。
2 30m预应力箱梁预制模板施工工艺和控制事项
2.1 箱梁预制、张拉台座的制作：30m箱梁高度为1.6m，吊装前净重近100t，在预制台座上完成第一次正弯矩张拉，张拉后，由于内部预应力的作用，箱梁跨中要进行起拱，且随着时间的增加而增加，这使箱梁自重对底座产生的压力从预制时的均匀分布就要逐渐向梁的两端转移，使得两端压力逐渐加大，中间降低。
2.1.1 台座形状：因此台座制作时除要考虑承受箱梁预制好后自身重量外，还要充分考虑如上的应力变化过程，要有足够的坚固性以承受正弯矩张拉后，梁体对底座重量压力转移而造成的不均匀沉陷，故就在台座的两端要加大支承面积（通过横向枕梁），加大埋深（通过加厚台座厚度），来满足压力变化的要求。台座四周严格做好排水，防止由于排水不畅而造成地基下沉。
2.1.2 台座材料：为确保底座有足够的强度，应采用C20混凝土现浇。
2.1.3 台座的特殊要求：预制台座时，要根据设计的反拱度值设反拱度，30m箱形梁在跨中设向下的反拱度1.7cm。台座制作时，还要充分考虑粱模连接时的预留孔道。为保证箱梁整体尺寸一致，且在跨中有向下的预拱度，箱梁模型要做成统一高度，这样在台座上的预留连接孔道也要按拱度曲线设置，便于连接。
2.1.4 台座浇注模型：为使底座表面平整，纵向圆顺，而底座侧面要保证一条竖直面，则现场最好采用6m长槽钢为浇筑模型，在槽钢上按箱梁外模的对拉孔位进行打眼，对穿拉杆，拉杆外套PVC管形成预留孔。槽钢横向刚性好，不易跑模、胀模，而纵向有一定的柔度，能很好地过渡成想要的预拱度弧线，便于调整预拱度，虽然成本较高些，但成型的台座的预拱度、平整度、侧面垂直度均有很好的保证，各部尺寸比较规矩，为日后箱梁预制时，侧模支立、调整均提供了很大的方便。
2.2 箱梁外模的制作
2.2.1 制作要求：箱梁的模板要采用定制钢模板，选择有足够能力（指设计、下料、焊接、调校、装配、均为电脑自动化控制，有等离子数控切割机、数控弯板机等先进设备）的专业厂家，使得部件几何尺寸标准、统一。
2.2.2 外模材料：为了在使用过程中（支、拆模，和混凝土浇筑时），面板不发生鼓张等现象，面板采用5mm厚的钢板，模型后肋采用8#槽钢和∠63角钢，连接法兰用δ=10mm的扁铁，骨架设计间距既要保证模板的强度、刚度和稳定性，也要能更可靠地承受施工过成中的拉、震等荷载。而且，在满足如上的条件下，模型尽可能轻便、简洁，便于拆组、运输。
2.2.3 模板的分块：根据原材料尺寸，结合现场，考虑拆组方便，要有较好的适应性，外侧模面板长度通常采用4.5m，两端头采用零尺制作，便于更换不同类型的端头模板。
2.3 箱梁内模的制作：箱梁内模可采用钢制骨架外包围木板的钢木组合模结构。
因箱梁内径较狭窄，故内模是提前整体组装好的，但拆模时要分段，每段分别拆下，从箱梁腹内拉出,内模要定位准确、牢固，各箱的尺寸要相同，连接处要平顺，过度自然，由于有内钢制骨架，一般不易变形鼓胀。箱梁内模混凝土接触面要包裹塑料薄膜，避免漏浆和方便脱模。
2.4 箱梁外模用脱模剂：外模用脱模剂要采用同一类型的脱模剂，脱模剂不得使用废机油，可使用原机油和柴油按4∶1或3.5∶1.5的比例配制的混合油，也可使用食用色拉油，现工程中使用长效脱模剂，长效脱模剂是类似于树脂类的胶脂剂，使用时要严格注意两点：①防潮，涂刷脱模剂的模板要求干燥、干净，雨后或靠近河流空气湿度较大时要掌握好湿度，要用石灰粉在打磨好的模面上平洒、擦净，使模面无凝晶水珠后，及时涂刷；②要避免高温暴晒，涂刷后的模面要放在干燥、通风、适温的环境下，避免长时间高温暴晒，否则模型表面温度高达40℃以上，致使表面的剂膜发生化学变形、变脆，待降温后就会和模面剥离、翅裂、起皮。③长效脱模剂打开封口后就要一次用完，不得停放以免氧化而变质，影响使用效果。因此长效脱模剂的涂刷条件要求较严、但成功涂刷一次可使模板连续周转使用3～4次，而且、脱模效果和混凝土表面光洁效果均比其它脱模剂理想。
2.5 箱梁模板的允许挠度：为保证箱梁的各壁结构厚度，要求模板的扰度，外模不应超过模板两支点距离1/400。内模不应超过模板两支点距离的1/250。另外外模钢模板的变形不得大于1.5mm。
2.6 模板的调校：保证箱梁各部几何尺寸，除决定于模型制作的标准与否，更取决于灌注前时箱梁的各部内模、外模的调校，根据实践经验，应严格按如下顺序进行：
2.6.1 底座的调校：绑扎底板钢筋前，要对已做好的底座进行逐点抄平测量，检查底板预拱度和横向水平，误差应控制在1mm以内，不合格处要采用白灰水泥砂浆利用10m靠尺修补刮平，然后其上粘贴δ=1.6mm厚的PVC板，贴板时，要选择接近日均气温时进行，粘胶要涂抹均匀，间距一致，使得表面无翘曲起裂现象。
2.6.2 内模的调校：绑扎好底板钢筋后，要在底板上划线支焊好内模马蹬筋后，在马蹬筋上划出芯模放置位置线，利用吊车吊起，人工辅助就位内模，放置要平稳，无晃动、倾斜等现象，待所有内模放好后，在内模外面两外缘、内模中心连同底座中心一同挂线检校一遍，然后绑扎腹板钢筋，腹板钢筋在搬运、绑扎过程中避免冲撞内模，以免使其移位。绑扎好腹板钢筋后，再对芯模挂线检查一遍，作适当调整后，在腹板钢筋网上点焊内、外模限位顶棍（长度为腹板厚的小节钢筋）顶棍要上下两层，间距均匀，以保证内外成模后腹板厚度完全符合设计尺寸。
2.6.2 支立调校外模：外模的调校要分两方面进行，一是箱梁腹板的倾角，二是箱梁整体预拱度。粱模调整必须先纵向，后竖向，否则，个别处弯曲卡死，易使模块变形，影响周转使用。外模采用吊车吊立、人工辅助、两侧对应支立、上下及时对拉、先完成初步连接、然后人工采用小千斤顶、撬棍等工具作调整的步骤进行。待整体连接好后，先固定两梁端头的侧模，使其中心、倾角、上下宽度均符合设计要求后，两端贯通挂线，再调整跨中其它模块，使整梁模型纵向无弯曲、无拐点。然后再用水准仪纵向抄平侧模顶端，人工采用千斤顶、垫块，起落模型，调出预拱度，最后打紧，支撑好，完成模型安装。
3 30m预应力箱梁钢筋、预应力钢材加工施工工艺和控制事项
钢筋加工其形状和尺寸应严格按设计图执行，对于标准弯钩应按有关规定执行。
3.1 预应力钢材的材料要求：预应力钢材采用低松弛高强度预应力钢绞线，要符合ASTM M416-97的规定，单根钢绞线直径15.24mm，截面面积140mm2，标准强度Rby=1860MPa，弹性模量Ey=1.95×105MPa。钢绞线要提前做抗拉试验，合格后才能使用。
3.2 预应力钢材的加工要求
施工过程中钢绞线的截断宜采用切断机或砂轮锯，不得使用电弧。而且，要在断点两端5cm处利用绑丝缠绕绑牢，以免切开后松绞散头，影响使用。钢绞线一定要做好防潮、防锈处理，要搭设通风干燥的存放蓬。
4 30m预应力箱梁混凝土施工工艺和控制事项
4.1 混凝土原材料：
4.1.1 水泥：应采用高品质的52.5#、42.5#硅酸盐水泥或52.5#、42.5#普通硅酸盐水泥，同一座桥的箱梁应采用同一品种水泥，不得采用复合水泥或变质水泥。
4.1.2 粗骨料：粗骨料采用坚硬的碎石；要连续级配。碎石宜采用锤击式破碎生产，且要勤检查勤换锤头，保证碎石里针片状含量控制在规范允许范围内。碎石最大粒径不宜超过2cm，以防在灌注混凝土时因钢筋支挡振捣不密实。
4.1.3 细骨料：细骨料宜采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河沙，且不含结块、软弱或针片状颗粒，无粘土、尘土、盐碱、壤土、云母、有机物或其它有害物质。因箱梁为高强度、大跨度结构，要严格控制细骨料的含泥量和细度模数，在使用前应冲洗，使含泥量控制在3%以内。
4.1.4 水：水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质或油脂、糖类及游离酸类等；不应采用PH值＜4或＞8.5的水；不应采用硫酸盐含量(以SO4计)＞2 700mg/Ｌ的水；饮用水经监理工程师同意可以不进行试验。
4.1.5 外加剂：梁体预制时掺入外加剂为高效减水剂，以达到高减水、缓凝、早强、分散、润滑的作用。混凝土中加入减水剂，是在其化学离子的作用下，分散水泥颗粒，起到润滑作用，使得水泥颗粒在混凝土的搅拌中，渗透性更好，水泥发挥作用更强，在拌制中增加了混凝土的和易性和塌落度；凝结时增加混凝土的强度；加入减水剂，使得混凝土的初凝时间推迟90min，终凝时间提前120min，达到缓凝、早强的作用，有利于保证箱梁的薄壁结构中混凝土灌注时的连续性。因而，加入减水剂，使混凝土在保持原有塌落度和强度时，节约水泥和水用量的10%～12%，也更好地减少风缩裂缝，提高抗渗能力和抗冻能力。减水剂的掺入量一般为水泥用量的1.0%～1.5%,要经试验确定。减水剂的使用必须是经过有关部门检验，应无氯化钙、并附有合格证明的产品；经工程师试验认可方可使用。箱梁混凝土中不得掺入加气剂。
4.2 混凝土配合比：应以质量比计并应通过设计和试配选定。配制的混凝土拌和物应满足和易性、凝结速度等施工技术条件，制成的混凝土应符合强度、耐久性等质量要求，提高混凝土的和易性不宜采用加大含砂率和水泥的方法，混凝土强度亦不宜配制过高。混凝土拌和物的坍落度应根据施工条件确定，箱梁预制宜选用 70mm左右。混凝土的水灰比应控制在0.35～0.45之间，水泥用量最小不得小于360kg/m3，最大不宜大于500kg/m3。混凝土应在试配时