城市桥梁预制装配式上部结构制作

摘要：近年来随着城市基础建设的快速发展，预制装配式城市桥梁上部结构技术应用得到了大力发展。预制装配式梁以其施工快、质量好、减少对交通影响时间的优点，在城市高架桥建设中应用非常广泛。

关键词：预制梁 混凝土浇筑 预应力筋 预应力筋张拉

1.在桥梁上部结构预制前首先需要进行梁场建设，梁场场地选择应坚实平整，有必要的排水设施，并应采取措施防止沉陷。台座要有足够的承载能力、光滑、平整（2米内平整度偏差≤2mm）、台座挠度≤2mm；并且应根据理论拱度及施工实际情况预计梁体挠度变化情况，在台座上按梁体跨度设置预拱度；如果预计拱度较大时，台座应设置反拱。

2.预应力筋种类有钢丝、钢绞线和精轧螺纹钢筋。每批均应由同一牌号、规格、生产工艺的产品组成。进场检验第一步查检验质量证明文件、包装、标志和规格。第二步查外观，钢丝、钢绞线每批应≤60t，逐盘检查形状、尺寸、表面质量；精轧螺纹钢筋每批应≤60t；逐根检查外观质量。第三步查力学性能，钢丝抽查3盘，在每盘任一端取样进行抗拉强度、弯曲和伸长率试验。一项不合格该盘报废，并从同批次中抽取双倍试样进行该不合格项的复检，仍不合格，逐盘检验，合格者接收；钢绞线抽查3盘，在每盘任一端取样进行力学性能试验。一项不合格时，则该盘报废，并从该批次中抽取双倍试样进行该不合格项的复检，仍不合格，逐盘检验，合格者接收；精轧螺纹钢筋从合格的钢筋中任选2根截取试件进行拉伸试验。一项不合格，则双倍取样重做试验，仍有一项不合格，则该批不合格。如果有条件的话宜在仓库中存放，并且仓库里必须干燥、防潮、通风良好、无腐蚀气体和介质；如果是室外存放，则必须垫高、覆盖、防腐蚀、防雨露，时间不宜超过6个月。长时间存放，必须定期安排检查外观。

2.1波纹管的种类有刚性或半刚性管道两种。管道应有较高的刚度、强度、一定的壁厚、内壁光滑、能按要求传递粘结力。按材料性质可分为金属螺旋管、

塑料波纹管。材料进场必须有出场合格证和质量保证书，核对其类别、型号、规格及数量，对外观、尺寸、集中荷载下的径向刚度、荷载作用后的抗渗及抗弯曲渗漏等进行检验。金属螺旋管累计半年产量或50000m生产量为一批；塑料波纹管10000m为一批。

2.2锚具、夹具、连接器种类分为夹片式（分单孔或多孔夹片锚具）、支承式（分镦头锚具和螺母锚具）、握裹式（分挤压锚具和压花锚具）和组合式（分热铸锚具和冷铸锚具）。锚具、夹具和连接器应具有可靠的锚固性能、足够的承载能力和良好的适用性。锚具应满足分级张拉、补张拉和放松预应力的要求，并具有整体和单根张拉的性能。用于后张法的连接器，必须符合锚具的性能；用于先张发的，应具有夹具的性能。进场批次划分应遵循锚具、夹片≤1000套；连接器≤500套，检查出厂合格证和质量证明书。外观检查应遵循每批抽取10%且≥10套，检查外观质量和外形尺寸。一套不合格，另取双倍重做检查，仍有一套不符合要求，则逐套检查，合格者方可使用。硬度检查应遵循每批至少抽取5%且≥5套。对硬度有要求的零件做硬度试验，对多孔夹片式锚具的夹片，每套至少抽取5片，每个零件测试3点，一个零件不合格，另取双倍重做检验，仍有一个不合格，则逐个检查，合格者方可使用。对大桥、特大桥等重要工程，当质量证明书不齐全、不正确或质量有疑点时，抽取6套锚具（夹片或连接器），组成3个组装件，由国家或省级质量技术监督部门授权的专业质量检测机构进行静载锚固性能试验。一个试件不符合要求，则另取双倍试件重做试验，如仍有一个试件不符合要求时，则该批产品不合格；中小桥梁的则由锚具生产厂提供试验报告。锚具、夹具、连接器存放宜仓储，设专人保管，配套存放、配套使用。

3.预应力混凝土要严格控制配合比，其中水泥要优选硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，不宜使用矿渣硅酸盐水泥，不得使用火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥。水泥用量不宜大于550kg/m³。严禁使用含氯化物的外加剂及引气剂或引气型减水剂。混凝土中的氯离子总含量不宜超过水泥用量的0.06%；超过时，宜采取掺加阻锈剂、增加保护层厚度、提高混凝土密实度等防锈措施。

梁板制作过程是重中之重，所以严格控制施工过程中每道工序质量是保证整体预制梁质量的关键。

首先是管道安装，管道的内横截面积至少应该是预应力筋净截面积的2.0-2.5倍。壁厚不得小于2mm。金属管道连接应采用大一个直径型号的同类管道做套管，且与金属管道封裹严密。钢锚垫板内侧应设置足够的螺旋钢筋或网状分布钢筋，其板面应垂直于孔道中心线，锚垫板受力中心应与预应力筋合力中心一致。后张构件锚垫板上设灌浆孔。管道应采用定位钢筋固定安装；定位筋固定安装；定位筋间距：钢管≤1m，波纹管≤0.8m，胶管≤0.5m。管道需设压浆孔，还应在最高点处设排气孔，在最低点设排水孔。管道安装就位后，在附近焊接作业，必须对管道采取保护。

4.预应力筋安装时下料长度应考虑孔道长度、锚夹具长度、千斤顶长度、镦头预留量、外露长度等。预应力筋宜使用砂轮锯或切断机切断，不得采用电弧切割。采用镦头锚固时，高强钢丝采用液压冷镦，冷拔低碳钢丝采用冷冲镦粗，钢筋采用电热镦粗，但HRB500级钢筋镦粗后应进行电热处理。冷拉钢筋端头的镦粗及热处理应在冷拉之前进行。同束强度应相等。编束时，应直顺不扭转。移运时支点距离≤3m，端部悬出长度≤1.5m。

预应力筋有先穿束、后穿束。穿束前应确认锚垫板位置准确、孔道通畅、无积水。采用蒸养的结构，养护完成前不应安装预应力筋。穿束后至压浆应控制在：当空气湿度大于70%或盐分过大时，至少7天，当空气湿度40%-70%，至少15天，空气湿度小于40%时，至少20天时间内，否则应采取防锈或防腐措施。在安装预应力筋的构件附近进行电焊，要对预应力筋和金属件进行保护，防止溅上焊渣或造成损坏。

5.混凝土浇筑过程中对预应力筋锚固区及钢筋密集部位，应加强振捣。对先张构件应避免振动器碰撞预应力筋，对后张构件应避免振动器碰撞预应力筋的管道。T梁腹板底部为扩大断面时，应现浇筑振实扩大部分再浇腹板；U型梁可一次性浇筑先浇至底板承托顶面，稍沉实后再浇腹板，或分次浇筑先浇筑至底板承托顶面，施工缝处理后再浇筑腹板。

为提高台座的周转使用率，压浆前可以对预制梁移运但仅限一次、仅限场内、移运中不得碰撞和冲击；如果是压浆后移运必须满足浆体强度≥设计强度的80%。吊绳与构件交角＜60°时，应设置吊架或吊装扁担。移运、停放的支撑点与吊点

一致。存梁区必须满足存梁台座应高出地面≥20cm，且有防排水措施；存梁台座与梁体间必须设置垫木等支承。存梁期不宜超过3个月，特殊情况不宜超过5个月；如果需要多梁叠放时，梁间应再设计支承点处以垫木隔开，上下层垫木应在同一条竖直线上，大型梁叠放宜为2层且不超过3层，小型构件宜为6-10层。

预应力筋张拉前首先应进行锚具安装，适用于高强度预应力筋的锚具连接器，可用于较低强度的预应力筋；反之不行。张拉采用应力控制法张拉时，伸长值为校核。实际与理论伸长值的差值应符合设计要求；设计无规定时，偏差应控制在6%以内。张拉时，应先调整到初应力，伸长值应从初应力时开始量测。预应力筋的锚固应在张拉控制应力处于稳定状态下进行，锚固阶段张拉端预应力筋的内缩量，不得大于设计或规范规定。

张拉分为先张发和后张法。

先张法：台座应具有足够的强度和刚度，其抗倾覆安全系数≥1.5，抗滑移≥1.3.张拉横梁应有足够的刚度，受力后的最大挠度≤2mm。预应力筋连同隔离套管应在钢筋骨架完成后一并穿入就位。就位后，严禁使用电弧焊对梁体钢筋及模板进行切割或焊接。隔离套管应堵严。同时张拉多根预应力筋时，初始应力应一致。且活动横梁与固定横梁始终保持平行。张拉程序、断丝、断筋应符合设计要求，未规定时，应符合表1.1、1.2的规定。

表1.1 先张法预应力筋张拉程序表

预应力筋种类 张拉程序 项目 值 控制钢筋 0→初应力→1.05бcon→бcon（锚固） 断筋 许 不允0→初应力→1.05бcon(持荷2min)→0→бcon（锚固） 一构件内钢丝、钢绞线 普通松弛力筋0→初应力→1.03бcon（锚固） 低松弛力筋0→初应力→бcon（锚固） 断丝夹片式等具有自锚性能的锚具： 数不得超过钢丝总同1% 数的 注：张拉钢筋时，为保证施工安全，应在超张拉放张至0.9бcon时安装模板、普通钢筋及预埋件 表1.2 后张法预应力筋张拉程序表

预应力筋种类 张拉程序 断丝、滑丝、断筋 普通松弛力筋0→初应力对于夹片钢式等有自锚性绞 线束 其他锚具 0→初应力→1.05бcon(持荷2min)→0→бcon（锚固） 能的锚具 低松弛力筋0→初应力→бcon（持荷2min锚固） 1丝且不超过1% →1.03бcon（锚固） 普通松弛力筋0→初应力对于夹片式等有自锚性钢能的锚具 丝束 0→初应力→1.05бcon(持荷2min)→0→бcon（锚固） 低松弛力筋0→初应力→бcon（持荷2min锚固） 1丝且不超过1% →1.03бcon（锚固） 其他锚具 精轧螺纹钢筋 时 时 直线配筋0→初应力→бcon（持荷2min锚固） 不允许 曲线配筋0→бcon（持荷2min）→0（上述程序可反复几次）→初应力→бcon（持荷2min锚固） 设计无要求时，放张预应力筋时混凝土强度≥75%设计强度。放张顺序应分阶段、对称、交错地放张。放张前，拆除限制位移的模板（如侧模、内模等）。

后张法：设计无要求时，混凝土强度≥75%设计强度（通过同条件养护试块检测）。预应力筋张拉端的设置应符合设计要求。当设计未要求时：曲线预应力筋或长度≥25m的直线预应力筋，宜在两端张拉；长度小于25m的直线预应力筋，可一端张拉。张拉顺序应符合设计要求；无要求应分批、分阶段对称张拉，先中间，后上下或两侧。张拉控制应力达到稳定后方可锚固，锚具应用封端混凝土保护，当需较长时间外露时，应采取防锈蚀措施。锚固完毕经检验合格后，方可切割端头多余的预应力筋。预应力筋锚固后的外露长度≥30mm。

预应力筋张拉后，应及时进行孔道压浆，多跨连续有连接器的预应力筋孔道，应张拉完一段灌注一段；孔道压浆宜采用水泥浆，水泥浆的强度应符合设计要求，设计无要求时≥30Mpa。压浆作业，每一工作班应留取≥3组砂浆试块

（70.7mm×70.7mm×70.7mm），标养28天，作为抗压强度评定依据。压浆及压浆后48小时内，结构混凝土温度应≥5℃。当白天气温高于35℃时，宜在夜间压浆。埋设在结构内的锚具，压浆后应及时浇筑封锚混凝土，封锚混凝土的强度等级应符合设计要求，不宜低于结构混凝土强度等级的80%，且不低于30Mpa。构件孔道内水泥浆强度达到设计规定后方可吊运；设计无要求时，应不低于砂浆设计强度的75%。

6.预制梁质量事故预防措施主要是加强人员控制，预应力施工单位应具有相应的施工资质，张拉施工应由工程项目技术负责人主持，张拉作业人员应经培训考核，合格后方可上岗。张拉设备校准期限≤半年，且张拉次数≤200次。张拉设备应配套校准、使用。还有就是按设计要求编制专项施工方案和作业指导书，并按相关规定审批。预应力筋进场必须查合格证、出场检验报告和进场试验报告，外观检验，力学性能等检验。锚具、夹具和连接器进场必须核查产品合格证、出场检验报告和进场试验报告，进行外观检验，核对数量、型号及相应配件。锚具应无锈蚀、机械损伤和裂纹等，尺寸满足允许偏差要求；复验硬度、静载锚固。金属波纹管外观检查应无锈蚀、孔洞和不规则皱褶，咬口开裂脱扣等现象；塑料波纹管内壁应光滑，壁厚均匀，且不应有气泡、裂口、分解变色线及杂质。

结束语：预制梁的制作质量，关系到桥梁整体的使用年限和寿命，所以过程中每道工序的严格把关，是控制质量的关键所在。必须精细控制，严格保证材料质量和过程操作，确保预制上部结构满足国家规范要求。

参考文献：

1、《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011 2、《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T51231-2016 3、《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008

4、《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》JGJ85-2010