寶蘭客專節段梁預制施工技術

溫建剛

摘 要：寶蘭客運專線BLTJ-5標段，線路長度10.628 km，兩跨渭河，48 m節段預制拼裝梁32孔。48 m節段梁采用分段預制、造橋機現澆濕接縫的方法施工。針對梁場建設工期緊、精度要求高和梁節數量大等特點，現對工程情況進行簡要闡述。

關鍵詞：節段梁；預制；施工技術；工藝流程

中圖分類號：U21 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）03-0056-03

1 工程概況

寶蘭客運專線BLTJ-5標段，起訖里程為IIDK784+313～DK794+940.2，自東南向西北方向前進，兩跨渭河，再跨葫蘆河至本標段終點。全標段穿過石佛鄉、渭南鎮和中灘鎮3個鄉鎮，標段內特大橋2座，合計9 935.1 m，占線路全長的93%；1～12 m箱型橋1座，1～6 m框架涵1座，路基703.344 m，占線路全長的7%；預制架設梁254孔，48 m節段預制拼裝梁32孔，40+56+40連續梁1聯，正線、單線鋪軌770 km。

2 方案選定

節段法預制箱梁是近些年預應力混凝土梁在客運專線施工中重要的施工方法之一。因其適用范圍廣、成本低、施工進度快、梁節質量好、可以模塊化施工和工廠化程度高的特點和優勢，節段法預制箱梁現已廣泛應用于國內外各項工程中。

48 m箱梁采用分段預制，造橋機現澆濕接縫的方法施工。由于箱梁截面大、自重重，對施工機械的要求較高，所以，設備在橋上移動時，機械穩定性尤為重要，是安全方面要重點注意的地方。

本標段設置一處48 m梁段預制場，分別負責三陽川渭河1號特大橋12孔節段箱梁和三陽川渭河2號特大橋20孔節段箱梁的預制，與天水制梁場合建一處，其中節段梁預制場占地約為1.093 hm2。設2個節段梁預制臺座，月生產能力60節。設6列存梁臺座，每列存梁1孔，加上生產區存梁，最大存梁能力為7孔。

場內采用2臺200 t龍門吊機完成節段梁預制、移梁和裝車等工作。采用汽車運輸至橋下、龍門吊提升上橋的方式進行施工，具體情況如圖1所示。

3 施工工藝

3.1 原材料的選控

水泥、鋼材、外加劑需有出廠質量證明書、檢驗合格證書或試驗報告單。

箱梁混凝土采用高性能混凝土，按100年使用年限對耐久性進行控制檢驗。原材料按《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定》《客運專線鐵路混凝土工程施工技術指南》《客運專線高性能混凝土暫行技術條件》的技術質量要求，在入場時嚴格按要求進行檢驗和復檢。

3.1.1 水泥的選用

水泥采用品質穩定、強度等級42.5級的低堿普通硅酸鹽水

泥，水泥熟料中鋁酸三鈣（C3A）含量不大于8%，礦物摻和料僅限粉煤灰或磨細礦渣粉，其性能指標要滿足《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》（GB 175—1999）的要求。

3.1.2 細骨料的選用

選用非堿活性，硬質潔凈的天然河砂，細度模數為2.6～3.0，含泥量不大于2.0%，要符合《客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件》和《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》（JGJ 52—2006）中的質量要求。

3.1.3 粗骨料的選用

選用非堿活性，級配合理，粒形良好，質地均勻、堅固，線膨脹系數小，堅硬、耐久的碎石，其必須要符合《客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件》和《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》（JGG 52—2006）中的質量要求。

3.1.4 粉煤灰的選用

選用品質穩定、均勻的Ⅰ級粉煤灰，其需水量比不大于100%，燒失量小于3%，符合《客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件》和《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596—2005）的規定。

3.1.5 磨細礦渣粉的選用

質量要求符合《客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件》和《高強高性能混凝土用礦物外加劑》（GB/T 18736—2002）的規定。

3.1.6 拌和用水的選用

采用經檢測符合《混凝土拌和用水標準》（JGJ 63—2006）規定的水作為拌和用水。

3.1.7 外加劑的選用

選用與水泥有良好的相容性，通過鐵道部鑒定或評審，并經鐵道部質量監督檢驗中心檢驗合格的高效減水劑。外加劑要符合《客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件》和《混凝土外加劑》（GB 8076—1997）的規定。

3.1.8 鋼筋的選用

要選用符合《低碳鋼熱軋圓盤條》（GB/T 701—1997）、《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》（GB 1499—98）和《碳素結構鋼》（GB 700—2006）規定的鋼筋。

3.1.9 鋼配件材料的選用

鋼配件指橋梁所用預埋件和隨梁的鐵配件。所用鋼板、型鋼和圓鋼的材質、規格要符合GB 700—2006和GB 13013-91的規定。

3.1.10 成孔膠棒的選用

采用抽拔橡膠棒成孔，橡膠棒質量要滿足《客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術條件》的要求。

3.1.11 泄水管的選用

橋面泄水管和管蓋采用PVC管材，要符合《給水用硬聚氯乙烯（PVC-u）管材》的要求。

3.1.12 保護層墊塊的選用

采用與梁體混凝土同強度、同耐久性的高性能細石混凝土墊塊來保證混凝土保護層厚度。保護層墊塊要按照保護層的厚度分別存放。

3.2 生產工藝流程

具體工藝流程詳見圖2.

3.2.1 鋼筋加工

鋼筋加工成型的工藝流程是準備—劃線—試彎—批量加工。梁體鋼筋綁扎，要先考慮內模安裝，將箱梁鋼筋綁扎分階段進行，底、腹板鋼筋骨架與頂板鋼筋骨架分別在專門設計的綁扎胎具上綁扎，待內模拼裝后，在預制梁臺座上將頂板鋼筋骨架與底、腹板鋼筋骨架拼裝綁扎和焊接。成孔膠棒安裝是要將膠棒安裝牢固，綁扎鐵線不扣入膠皮，膠棒內穿入一根7φ5鋼絞線，以增加膠棒剛度，保證管道順直。在預埋件、預留孔的設置方面，梁體的各種預埋件、預留孔與模板、鋼筋骨架同時安裝，以保證設置齊全、位置準確。

3.2.2 模板安裝制作

模板分為底模、端模、側模、內模。底模、端模和側模采用整體式鋼模板，內模采用液壓式自動縮放內模。模板的安裝程序是底模調整—側模安裝—吊裝底、腹板鋼筋骨架—安裝端模下部—吊裝內模—安裝端模上部—吊裝頂板鋼筋。在技術上要求鋼模板需具有足夠的強度、剛度和穩定性，要能保證節段梁各部預埋件和結構尺寸位置的準確，且多次使用不變形。

3.2.3 混凝土的施工

3.2.3.1 混凝土配置拌和前的準備

混凝土拌和之前，要對所有機械設備、工具、需用材料進行認真檢查，確保混凝土的拌制和澆筑正常、連續進行。上料攪拌前要檢查施工配合比是否按試驗室提供的配合比進行配料，攪拌中需嚴格按照實驗室提供的施工配合比進行稱量和配料，并在電腦上做好日常記錄。采用電子泵自動計量，配料允許有誤差，砂、石為±2%，水、水泥、摻合料、減水劑為±1%.

3.2.3.2 混凝土拌制

攪拌時，加水前先向攪拌機內投入粗骨料、細骨料、水泥、礦物摻合料和外加劑，干拌均勻后再加入水，加水后繼續攪拌直至均勻。每一次循環攪拌的時間不能少于30 s，每一盤混凝土攪拌時間不能少于90 s。

混凝土的含氣量必須控制在2%～4%之間，坍落度須控制在16～20 cm之間，每次拌和的前3盤要逐盤檢測。在混凝土拌和中，要及時進行混凝土坍落度、和易性、保水率的試驗和觀察。

3.2.3.3 泵送混凝土

節段梁采用泵送混凝土、布料機連續澆筑梁體。在施工過程中，混凝土必須始終連續輸送，中途不能中斷。

3.2.3.4 混凝土澆筑

3.2.3.4.1 澆筑順序

混凝土的澆筑必須連續澆筑一次成型，兩側邊墻混凝土同步對稱澆筑。澆筑的總原則是“先節段梁板底中部和底板兩側，再節段梁腹板頂部和底板中部，最后是頂板部分”，采用水平分層、斜向分段、連續澆筑、一次灌筑成形的方式，從節段梁的一端向另一端的兩側腹板進行澆筑，采用等高往復的澆筑順序，澆筑順序詳見圖3.

3.2.3.4.2 澆筑和振搗的方法

澆筑時，采用水平分層、斜向分段的方法，兩層混凝土澆筑的間隔時間小于30 min，每片節段梁澆筑時間不能超過6 h。夏季天氣溫度高，應選擇在傍晚或氣溫低時進行澆筑。澆筑時，鋼模板的溫度應控制在5～35 ℃，混凝土拌入模溫度應控制在5～30 ℃。澆筑時，混凝土應嚴格控制塌落度，防止混凝土產生離析現象，泵管口距離混凝土面不超過2 m，要保持預應力管道孔不發生撓曲和位移，布料機管道口要控制方向，不能使混凝土對腹板槽產生沖擊。

3.2.3.5 混凝土養護

高性能混凝土養護工序非常關鍵，必須確保混凝土強度慢速增長，防止混凝土失水過快產生干縮和溫度裂紋，特別是天水地區夏季海拔高，晝夜溫差大，要特別注意這個問題。

梁澆筑后，梁節及時采用土工布蓄水，篷布苫蓋，梁體拆模后對梁體澆水養護。當環境濕度小于60% 時，自然養護時間不少于28 d；當環境濕度大于60% 時，自然養護時間不少于14 d。

3.2.3.6 抽拔膠棒

膠棒抽拔時間以不造成孔道變形、塌陷、裂紋或無法抽拔為準。一般以混凝土強度達6～8 MPa為宜。膠棒抽拔順序是先上后下，每次抽拔膠棒不超過2根。拔出的膠棒要清理污碴，并仔細檢查有無損傷，嚴重損傷或壓扁的不能繼續使用。

3.2.3.7 拆模

當混凝土強度達到規范和設計要求強度的60%以上時方可拆模。節段梁混凝土內部與外部、梁內與梁外、表層溫度與現場溫度差不大于15 ℃，且梁體達到一定強度能拆模時，在不破壞梁體棱角完整度的條件下方可拆模。氣溫溫差變化快時不宜進行拆模。

3.2.3.7.1 拆外模

拆模時，先拆除底模與側模底部連接的螺栓拉桿和其他的連接螺栓，然后松開底部內外兩側的螺旋千斤頂，使側模與梁體脫離并落在千斤頂上，通過緩慢下降千斤頂將側模落到移模臺車上。拆端模時，要先松開所有模板之間的連接螺栓，利用移模小車將端模模塊分別拆除、移走。端模拆除后，及時對梁端錨穴進行鑿毛處理。

3.2.3.7.2 拆內模

拆除外模后，再拆除內模。液壓內模拆卸流程為安裝拖行軌道—拆卸螺旋支撐—收縮端部變截面模板—按序分段收縮中部液壓式內模的一、二級動模板—拆除橫向固定軸銷，收縮頂升油缸—落下輪箱滾輪到軌道上—模板整體下落—用卷揚機將內模整體拖出，運至內模清理和拼裝區存放。箱梁結構詳見圖4.

4 結束語

4.1 施工優點

該施工技術的施工優點是：①施工進度快。節段梁的預制和下部結構可同時施工，同時養生，等強、收縮和徐變不占用工期。②工廠化施工占地少。節段拼裝法將大跨度梁化整為零，在預制廠制造，制梁條件好，操作簡單、安全，內在質量和外觀質量都能夠得到有效控制。③質量可控制。節段梁要求在預制場存放等強，強度達到要求后才進行橋位吊裝，這樣做能夠保證質量，避免發生意外。④節省投資。在可工廠化預制節段梁的情況下，相比傳統的支架現澆法，其施工的經濟性更明顯。

4.2 存在問題

主要包括以下幾方面：①鋼筋位置放置不正確，影響混凝土結構的有效承載拉力。如果覆蓋層不夠，不能對鋼筋進行長期的保護，會影響梁的使用壽命。②預應力孔道位置不對，可能會引起拉應力的變化，并導致混凝土開裂。③在混凝土達到規范要求的強度前，拆模會產生拉應力和壓應力，引起梁節開裂和變形。④梁節結構構件如果出現施工誤差，會引起結構和美觀問題。如果梁節結構構件超出設計和規范允許范圍，會導致橋梁偏心，無法拼裝，會延長工期，造成經濟損失。

4.3 施工體會

梁節的施工過程控制是非常關鍵的，每道工序都應重點控制。在施工中，每個環節都應責任到人，層層把關，明確責任。施工技術人員、質量檢驗人員必須跟班作業，發現問題及時解決。要確定責任區，采取分工負責制。

通過以上施工技術方案和施工控制措施，寶蘭客專跨渭河1，2號特大橋節段箱梁質量達到了規范和設計要求，施工進度也滿足計劃的要求，取得了較好效益。成功的施工經驗將為今后類似節段箱梁預制提供有益的借鑒和參考。

參考文獻

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[6]冶金工業信息標準研究院，首鋼總公司，邯鄲鋼鐵集團有限責任公司，等.GB 700—2006 碳素結構鋼[S].北京：中國標準出版社，2007.

通過以上施工技術方案和施工控制措施，寶蘭客專跨渭河1，2號特大橋節段箱梁質量達到了規范和設計要求，施工進度也滿足計劃的要求，取得了較好效益。成功的施工經驗將為今后類似節段箱梁預制提供有益的借鑒和參考。

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通過以上施工技術方案和施工控制措施，寶蘭客專跨渭河1，2號特大橋節段箱梁質量達到了規范和設計要求，施工進度也滿足計劃的要求，取得了較好效益。成功的施工經驗將為今后類似節段箱梁預制提供有益的借鑒和參考。

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