小箱梁空中预制施工工艺探讨

陈曦

摘 要：由于受到路基工期紧、附近征地困难等因素的影响，小箱梁预制的常规工艺不能被采用。在这一前提下，一些特殊地段的小箱梁预制采用了国内少见的空中预制工艺。主要对空中预制工艺进行了介绍，并给出相关工作经验，以期为类似工程提供借鉴。

关键词：小箱梁；空中预制；预制方案；施工工艺

中图分类号：U448.21+3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）04-0067-02

1 工程概况

该标段主要为路基桥梁施工项目，含主线桥梁2座，分离式立交主线桥1座，主线桥梁总长650.6 m；设置互通式立体交叉1处，互通内匝道桥梁2座，总长541 m。其中，主线上跨分离式立交桥梁1座，本桥结构采用14 m×35 m装配式部分预应力混凝土连续箱梁，全桥共分3联。桥梁全长498.0 m，宽33.5 m，设计分2幅，单幅桥宽15.25 m，由五榀小箱梁组合而成，全桥35 m长预制组合箱梁共140榀。

2 预制方案的选择

由于受到路基预压时间延长和附近租地困难的影响，不可采用建设预制场而预制的常规方案。在前期方案的选择和比较上，仅有两种方案可供选择：一是就地预制（每榀梁均在安装位置预制），二是支架空中预制（占用第一跨搭设支架进行预制）。第一种方案对于地基处理较多，对于材料、设备要求多且转运频繁，对于现场施工组织和协调要求较高，工期较长。第二种方案实际上是第一种方案和常规预制场方案的结合，它既可以规避征地用地的困难，又可以很好地控制预制施工的质量、进度和安全。

3 空中预制施工的难点

3.1 作业面窄

空中预制场的布置在考虑满足结构安全性和施工可行性之后，应尽可能地减少场地面积，节约工程成本。空中场地布置与地面相比较为局限，所以，在各种工序交叉作业时，容易产生点多、面窄的局面。

3.2 物资转运难

由于预制场地在高空支架上，所以，相对于地上预制场各种材料和器具转运起来困难很多，只能借助2台塔吊调运。各种工序交叉作业时，对塔吊的需求存在影响和制约。

3.3 出梁要求高

虽然起梁和出梁都是常规方法，然而由于在支架上的缘故，出梁本身就会对支架产生极大的影响。所以，在支架设计阶段，起梁和出梁被纳为计算中的重要工况之一。

3.4 台座制作要求高

由于空中预制支架是柔性体系，为了保证箱梁的成品质量，台座必须满足强度、刚度和基础不沉降等要求。

3.5 确保边梁施工安全

由于边梁的翼缘不对称，所以就造成重心偏离中心，在混凝土浇筑和拆模、箱梁顶升和出梁时易发生安全事故。

4 主要施工方法

4.1 空中预制场的布置

空中预制方案对于支架平台的布置要求比地面上预制场的高，除考虑箱梁预制结构的安全性和施工的便利性因素外，还要考虑出梁架梁的因素。施工时，选用桥梁第一跨作为预制场区域，采用一般钢管支架和扩大基础作为预制的支撑体系，台座分离布置于支架上，同时预留出移梁、出梁和架桥机后支腿位置。预制场的平、立面布置如图1和图2所示。

4.2 空中预制工艺

4.2.1 基础处理

支架区域原地表为淤泥质土，承载力极差，需进行换填，换填时采用质量分数为5%的灰土，换填深度平均50 cm。换填压实后施工混凝土扩大基础，尺寸为2.5 m×2.5 m×0.5 m，采用C25混凝土。为了不使支架区域地面地基受到雨水侵蚀而影响承载力，所以就对地基进行了硬化处理。施工时，支架区域内用10 cm厚砂浆抹平，并在支架区域四周设置深50 cm、宽50 cm的排水沟。根据现场试验得知，地基承载力在150 kPa以上，扩展基础尺寸能满足承载力要求。

4.2.2 支架平台施工

支架立柱采用Φ1 000×10 mm的钢管，与扩大基础上的预埋钢板焊接，然后依次吊安HN800型钢主梁、I25平台分配梁和I32台座分配梁。为了避免下部安装出现误差，安装主梁前，必须要对钢管桩顶标高进行测量，根据实际标高调节主梁标高，用钢板垫实找平。支架搭设完成后，要采取逐跨预压的措施，以消除支架本身和地基的非弹性变形，保证预制场的安全性。

4.2.3 预制台座的布置

箱梁台座采用I32上铺6 mm钢板制作而成，安装时，可以用汽车吊或塔吊进行吊装，与支架焊接固定。为了消除施加预应力后梁体产生的上拱度影响，保证梁体平顺，可在底模上预留反拱，反拱按二次抛物线设置。根据设计建议反拱值和建模计算结果，决定跨中设置20 mm反拱。

4.2.4 钢筋与混凝土施工

台座布置完成后，可以直接在台座上绑扎底腹板钢筋、安装波纹管、穿钢绞线，然后再安装内、侧模板，绑扎顶板钢筋，最后浇注混凝土。侧模采用定型钢模板，型钢组合背带，整个模板系统内不设对拉螺杆，以保证箱梁的外观美观。由于小箱梁混凝土方量不大，所以，可以采用塔吊吊小料斗的方式进行混凝土浇注。

4.2.5 预应力施工

由于台座荷载从张拉前的均布荷载向张拉后的两端集中荷载转变，所以需要在台座两端设置局部加强连接，防止台座分配梁局部变形或局部失稳，保证预制箱梁的成品线形和施工安全。其他如波纹管定位、钢绞线穿束张拉和孔道压浆等与地上预制场施工相同。

4.2.6 出梁

小箱梁张拉压浆完成并达到强度后，即可进行出梁和架梁工作。出梁采用横移轨道，架梁采用架桥机架设。由于所有施工均在支架上进行，所以，对于箱梁顶升处、横移轨道支垫处和纵移轨道顶升处均需考虑进行必要的加强。箱梁横移的工序图如图3所示。

5 结束语

本次小箱梁采用空中预制场成功解决了征地用地困难、预制场建在路基上会影响路基工期等问题，同时还解决了空中预制场结构与预制出梁工艺的结合和匹配问题，为年轻技术人员进行中小型支架自行设计施工提供了很好的实践经验，希望能为其他类似工程提供一定的借鉴。

参考文献

[1]颜志华.体外预应力加固混凝土梁试验研究[J].世界桥梁，2007（01）.

〔编辑：曹月〕

Abstract： Due to a tight schedule affected embankment， near the difficulties of land acquisition and other factors， the conventional precast box girders small craft can not be used. In this context， some special small lots using precast box girder prefabrication of domestic rare air. Mainly air prefabrication were introduced， and gives relevant work experience in order to provide reference for similar projects.

Key words： small box girder； air prefabricated； prefabricated solutions； construction technology

摘 要：由于受到路基工期紧、附近征地困难等因素的影响，小箱梁预制的常规工艺不能被采用。在这一前提下，一些特殊地段的小箱梁预制采用了国内少见的空中预制工艺。主要对空中预制工艺进行了介绍，并给出相关工作经验，以期为类似工程提供借鉴。

关键词：小箱梁；空中预制；预制方案；施工工艺

中图分类号：U448.21+3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）04-0067-02

1 工程概况

该标段主要为路基桥梁施工项目，含主线桥梁2座，分离式立交主线桥1座，主线桥梁总长650.6 m；设置互通式立体交叉1处，互通内匝道桥梁2座，总长541 m。其中，主线上跨分离式立交桥梁1座，本桥结构采用14 m×35 m装配式部分预应力混凝土连续箱梁，全桥共分3联。桥梁全长498.0 m，宽33.5 m，设计分2幅，单幅桥宽15.25 m，由五榀小箱梁组合而成，全桥35 m长预制组合箱梁共140榀。

2 预制方案的选择

由于受到路基预压时间延长和附近租地困难的影响，不可采用建设预制场而预制的常规方案。在前期方案的选择和比较上，仅有两种方案可供选择：一是就地预制（每榀梁均在安装位置预制），二是支架空中预制（占用第一跨搭设支架进行预制）。第一种方案对于地基处理较多，对于材料、设备要求多且转运频繁，对于现场施工组织和协调要求较高，工期较长。第二种方案实际上是第一种方案和常规预制场方案的结合，它既可以规避征地用地的困难，又可以很好地控制预制施工的质量、进度和安全。

3 空中预制施工的难点

3.1 作业面窄

空中预制场的布置在考虑满足结构安全性和施工可行性之后，应尽可能地减少场地面积，节约工程成本。空中场地布置与地面相比较为局限，所以，在各种工序交叉作业时，容易产生点多、面窄的局面。

3.2 物资转运难

由于预制场地在高空支架上，所以，相对于地上预制场各种材料和器具转运起来困难很多，只能借助2台塔吊调运。各种工序交叉作业时，对塔吊的需求存在影响和制约。

3.3 出梁要求高

虽然起梁和出梁都是常规方法，然而由于在支架上的缘故，出梁本身就会对支架产生极大的影响。所以，在支架设计阶段，起梁和出梁被纳为计算中的重要工况之一。

3.4 台座制作要求高

由于空中预制支架是柔性体系，为了保证箱梁的成品质量，台座必须满足强度、刚度和基础不沉降等要求。

3.5 确保边梁施工安全

由于边梁的翼缘不对称，所以就造成重心偏离中心，在混凝土浇筑和拆模、箱梁顶升和出梁时易发生安全事故。

4 主要施工方法

4.1 空中预制场的布置

空中预制方案对于支架平台的布置要求比地面上预制场的高，除考虑箱梁预制结构的安全性和施工的便利性因素外，还要考虑出梁架梁的因素。施工时，选用桥梁第一跨作为预制场区域，采用一般钢管支架和扩大基础作为预制的支撑体系，台座分离布置于支架上，同时预留出移梁、出梁和架桥机后支腿位置。预制场的平、立面布置如图1和图2所示。

4.2 空中预制工艺

4.2.1 基础处理

支架区域原地表为淤泥质土，承载力极差，需进行换填，换填时采用质量分数为5%的灰土，换填深度平均50 cm。换填压实后施工混凝土扩大基础，尺寸为2.5 m×2.5 m×0.5 m，采用C25混凝土。为了不使支架区域地面地基受到雨水侵蚀而影响承载力，所以就对地基进行了硬化处理。施工时，支架区域内用10 cm厚砂浆抹平，并在支架区域四周设置深50 cm、宽50 cm的排水沟。根据现场试验得知，地基承载力在150 kPa以上，扩展基础尺寸能满足承载力要求。

4.2.2 支架平台施工

支架立柱采用Φ1 000×10 mm的钢管，与扩大基础上的预埋钢板焊接，然后依次吊安HN800型钢主梁、I25平台分配梁和I32台座分配梁。为了避免下部安装出现误差，安装主梁前，必须要对钢管桩顶标高进行测量，根据实际标高调节主梁标高，用钢板垫实找平。支架搭设完成后，要采取逐跨预压的措施，以消除支架本身和地基的非弹性变形，保证预制场的安全性。

4.2.3 预制台座的布置

箱梁台座采用I32上铺6 mm钢板制作而成，安装时，可以用汽车吊或塔吊进行吊装，与支架焊接固定。为了消除施加预应力后梁体产生的上拱度影响，保证梁体平顺，可在底模上预留反拱，反拱按二次抛物线设置。根据设计建议反拱值和建模计算结果，决定跨中设置20 mm反拱。

4.2.4 钢筋与混凝土施工

台座布置完成后，可以直接在台座上绑扎底腹板钢筋、安装波纹管、穿钢绞线，然后再安装内、侧模板，绑扎顶板钢筋，最后浇注混凝土。侧模采用定型钢模板，型钢组合背带，整个模板系统内不设对拉螺杆，以保证箱梁的外观美观。由于小箱梁混凝土方量不大，所以，可以采用塔吊吊小料斗的方式进行混凝土浇注。

4.2.5 预应力施工

由于台座荷载从张拉前的均布荷载向张拉后的两端集中荷载转变，所以需要在台座两端设置局部加强连接，防止台座分配梁局部变形或局部失稳，保证预制箱梁的成品线形和施工安全。其他如波纹管定位、钢绞线穿束张拉和孔道压浆等与地上预制场施工相同。

4.2.6 出梁

小箱梁张拉压浆完成并达到强度后，即可进行出梁和架梁工作。出梁采用横移轨道，架梁采用架桥机架设。由于所有施工均在支架上进行，所以，对于箱梁顶升处、横移轨道支垫处和纵移轨道顶升处均需考虑进行必要的加强。箱梁横移的工序图如图3所示。

5 结束语

本次小箱梁采用空中预制场成功解决了征地用地困难、预制场建在路基上会影响路基工期等问题，同时还解决了空中预制场结构与预制出梁工艺的结合和匹配问题，为年轻技术人员进行中小型支架自行设计施工提供了很好的实践经验，希望能为其他类似工程提供一定的借鉴。

参考文献

[1]颜志华.体外预应力加固混凝土梁试验研究[J].世界桥梁，2007（01）.

〔编辑：曹月〕

Abstract： Due to a tight schedule affected embankment， near the difficulties of land acquisition and other factors， the conventional precast box girders small craft can not be used. In this context， some special small lots using precast box girder prefabrication of domestic rare air. Mainly air prefabrication were introduced， and gives relevant work experience in order to provide reference for similar projects.

Key words： small box girder； air prefabricated； prefabricated solutions； construction technology

摘 要：由于受到路基工期紧、附近征地困难等因素的影响，小箱梁预制的常规工艺不能被采用。在这一前提下，一些特殊地段的小箱梁预制采用了国内少见的空中预制工艺。主要对空中预制工艺进行了介绍，并给出相关工作经验，以期为类似工程提供借鉴。

关键词：小箱梁；空中预制；预制方案；施工工艺

中图分类号：U448.21+3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）04-0067-02

1 工程概况

该标段主要为路基桥梁施工项目，含主线桥梁2座，分离式立交主线桥1座，主线桥梁总长650.6 m；设置互通式立体交叉1处，互通内匝道桥梁2座，总长541 m。其中，主线上跨分离式立交桥梁1座，本桥结构采用14 m×35 m装配式部分预应力混凝土连续箱梁，全桥共分3联。桥梁全长498.0 m，宽33.5 m，设计分2幅，单幅桥宽15.25 m，由五榀小箱梁组合而成，全桥35 m长预制组合箱梁共140榀。

2 预制方案的选择

由于受到路基预压时间延长和附近租地困难的影响，不可采用建设预制场而预制的常规方案。在前期方案的选择和比较上，仅有两种方案可供选择：一是就地预制（每榀梁均在安装位置预制），二是支架空中预制（占用第一跨搭设支架进行预制）。第一种方案对于地基处理较多，对于材料、设备要求多且转运频繁，对于现场施工组织和协调要求较高，工期较长。第二种方案实际上是第一种方案和常规预制场方案的结合，它既可以规避征地用地的困难，又可以很好地控制预制施工的质量、进度和安全。

3 空中预制施工的难点

3.1 作业面窄

空中预制场的布置在考虑满足结构安全性和施工可行性之后，应尽可能地减少场地面积，节约工程成本。空中场地布置与地面相比较为局限，所以，在各种工序交叉作业时，容易产生点多、面窄的局面。

3.2 物资转运难

由于预制场地在高空支架上，所以，相对于地上预制场各种材料和器具转运起来困难很多，只能借助2台塔吊调运。各种工序交叉作业时，对塔吊的需求存在影响和制约。

3.3 出梁要求高

虽然起梁和出梁都是常规方法，然而由于在支架上的缘故，出梁本身就会对支架产生极大的影响。所以，在支架设计阶段，起梁和出梁被纳为计算中的重要工况之一。

3.4 台座制作要求高

由于空中预制支架是柔性体系，为了保证箱梁的成品质量，台座必须满足强度、刚度和基础不沉降等要求。

3.5 确保边梁施工安全

由于边梁的翼缘不对称，所以就造成重心偏离中心，在混凝土浇筑和拆模、箱梁顶升和出梁时易发生安全事故。

4 主要施工方法

4.1 空中预制场的布置

空中预制方案对于支架平台的布置要求比地面上预制场的高，除考虑箱梁预制结构的安全性和施工的便利性因素外，还要考虑出梁架梁的因素。施工时，选用桥梁第一跨作为预制场区域，采用一般钢管支架和扩大基础作为预制的支撑体系，台座分离布置于支架上，同时预留出移梁、出梁和架桥机后支腿位置。预制场的平、立面布置如图1和图2所示。

4.2 空中预制工艺

4.2.1 基础处理

支架区域原地表为淤泥质土，承载力极差，需进行换填，换填时采用质量分数为5%的灰土，换填深度平均50 cm。换填压实后施工混凝土扩大基础，尺寸为2.5 m×2.5 m×0.5 m，采用C25混凝土。为了不使支架区域地面地基受到雨水侵蚀而影响承载力，所以就对地基进行了硬化处理。施工时，支架区域内用10 cm厚砂浆抹平，并在支架区域四周设置深50 cm、宽50 cm的排水沟。根据现场试验得知，地基承载力在150 kPa以上，扩展基础尺寸能满足承载力要求。

4.2.2 支架平台施工

支架立柱采用Φ1 000×10 mm的钢管，与扩大基础上的预埋钢板焊接，然后依次吊安HN800型钢主梁、I25平台分配梁和I32台座分配梁。为了避免下部安装出现误差，安装主梁前，必须要对钢管桩顶标高进行测量，根据实际标高调节主梁标高，用钢板垫实找平。支架搭设完成后，要采取逐跨预压的措施，以消除支架本身和地基的非弹性变形，保证预制场的安全性。

4.2.3 预制台座的布置

箱梁台座采用I32上铺6 mm钢板制作而成，安装时，可以用汽车吊或塔吊进行吊装，与支架焊接固定。为了消除施加预应力后梁体产生的上拱度影响，保证梁体平顺，可在底模上预留反拱，反拱按二次抛物线设置。根据设计建议反拱值和建模计算结果，决定跨中设置20 mm反拱。

4.2.4 钢筋与混凝土施工

台座布置完成后，可以直接在台座上绑扎底腹板钢筋、安装波纹管、穿钢绞线，然后再安装内、侧模板，绑扎顶板钢筋，最后浇注混凝土。侧模采用定型钢模板，型钢组合背带，整个模板系统内不设对拉螺杆，以保证箱梁的外观美观。由于小箱梁混凝土方量不大，所以，可以采用塔吊吊小料斗的方式进行混凝土浇注。

4.2.5 预应力施工

由于台座荷载从张拉前的均布荷载向张拉后的两端集中荷载转变，所以需要在台座两端设置局部加强连接，防止台座分配梁局部变形或局部失稳，保证预制箱梁的成品线形和施工安全。其他如波纹管定位、钢绞线穿束张拉和孔道压浆等与地上预制场施工相同。

4.2.6 出梁

小箱梁张拉压浆完成并达到强度后，即可进行出梁和架梁工作。出梁采用横移轨道，架梁采用架桥机架设。由于所有施工均在支架上进行，所以，对于箱梁顶升处、横移轨道支垫处和纵移轨道顶升处均需考虑进行必要的加强。箱梁横移的工序图如图3所示。

5 结束语

本次小箱梁采用空中预制场成功解决了征地用地困难、预制场建在路基上会影响路基工期等问题，同时还解决了空中预制场结构与预制出梁工艺的结合和匹配问题，为年轻技术人员进行中小型支架自行设计施工提供了很好的实践经验，希望能为其他类似工程提供一定的借鉴。

参考文献

[1]颜志华.体外预应力加固混凝土梁试验研究[J].世界桥梁，2007（01）.

〔编辑：曹月〕

Abstract： Due to a tight schedule affected embankment， near the difficulties of land acquisition and other factors， the conventional precast box girders small craft can not be used. In this context， some special small lots using precast box girder prefabrication of domestic rare air. Mainly air prefabrication were introduced， and gives relevant work experience in order to provide reference for similar projects.

Key words： small box girder； air prefabricated； prefabricated solutions； construction technology