48米節段拼裝箱梁施工技術

中鐵二十一局集團路橋工程有限公司 陜西 710065

摘要：節段拼裝箱梁對我單位來說是一種新接觸的橋梁上部施工技術，此避免了大型吊裝設備的投入，能避免大體積砼的澆筑，能減小施工強度，是一種比較成熟的施工技術。本文介紹節段拼裝梁施工技術，為類似工程施工提供借鑒。

關鍵詞：節段拼裝箱梁；施工技術

一、工程概況

甘泉洛河大橋為新建包頭至西安鐵路甘泉北車站的組成部分，位于陜西省延安市甘泉縣境內，斜跨洛河，并行六線設計，其中上部結構為六線48m箱梁。48米濕接縫箱梁共劃分9個梁段，兩種節段形式，其中兩端各一個長360cm梁段，中間7個長530cm梁段；濕接縫長均為60cm。

箱型簡支梁采用單箱單室截面、等高度預應力混凝土箱梁，箱梁頂寬4.96m，梁底寬3.0m。箱梁頂板厚32.5cm，底板厚為32cm，腹板厚為35cm，支座處分別加厚至53.5cm，85cm，59cm。

二、主要技術指標

（1）、鐵路等級：Ⅰ級。

（2）、設計速度：客車200km/h，貨車120km/h

（3）、正線數目：站場六線，線間距：5m、5.3m。

（4）、軌道類型：有碴軌道。

三、主要施工技術

1、預制場的建造

梁廠占地面積約5625m2（125×45m），共設6個制梁臺座，27個存梁臺座。配一臺120噸大門吊用于提梁及移梁。其中1、2臺座為1#梁段預制臺座，3-6號臺座為普通段預制臺座，。臺座1和2共用一套內模和外模；臺座3、4和臺座5、6各自獨立使用一套模板。存梁臺座及制梁臺座，采用條形基礎下設擴大基礎。

預制梁場范圍內所有基礎用壓路機壓實，對于存梁及制梁臺座受力影響范圍內地基需換填碎石并夯實。對于大門吊軌道基礎，地基需夯實，然后上鋪道碴和枕木及鋼軌。

整個預制廠地面用C15的混凝土硬化10cm，臺座基礎附近帶1%的橫坡，考慮整個場地的流水，匯水，排水。

2、梁段生產

單個標準梁段生產周期見下表

施工步驟所需時間備注合計

清理底模、端模2.5h 69h

底板腹板鋼筋10h

橡膠棒安裝3h

內模板安裝調5h

外模板安裝調5h

頂板鋼筋綁扎6h

頂板端模5h

混凝土澆注5h

混凝土養護24h

拆除模板3.5h

3、梁段預制施工方案

3.1、預制梁段施工工藝（流程見圖1）

（1）、模板體系

箱梁模板由底模、外側模、內模、端模及相互連接體系等組成，模板采用鋼制模板。

底模焊接在臺座預埋件上，臺座用C25砼澆注而成，80cm條形基礎加50cm擴大基礎。由于底板擬采用直接灌注，插入式振搗棒可直接振搗，根據以往施工經驗一般情況下無須設置底振，底板灌注完成后壓蓋木板防止反漿。

外側模采用整體式大塊鋼模板，模板要有足夠的強度、剛度能滿足梁體輪廓尺寸和平整度的精度要求。底部采用直徑32的螺紋鋼與底模對拉固定，在外模的下側各有兩個小千斤頂，起外模支撐和調節作用。

內模采用整體式大塊鋼模板，支承在縱梁滑道上，可在縱梁滑道上移動。滑道立柱采用工字鋼組焊件，底部與臺座之間用混凝土連接固定，立柱上端與縱梁連接處設調節絲杠，用絲杠調節內模高度或脫開內模，內模內設內模支撐桁架，配有調節絲杠可解決內模支承、內模的側面腹板旋轉及脫模問題。制梁時內模拖拉至制梁位置，用立柱絲杠及內模桁架絲杠調節好內模線形，連接內模與端模。脫摸時首先去除內模與端模的連接，利用內模桁架的收縮絲杠，收縮內模腹板位置，內模腹板收起后，利用立柱絲杠使內膜與梁體完全脫離。利用內模桁架上的走形輪，拖拉整個內膜到下一個制梁臺座。

為保證梁體外形尺寸的精度，采用端模包側、內模，底模包端模的方式，端模為一整體加強鋼模，保證強度與剛度，端模上留有鋼筋及橡膠棒預留孔。

（2）、鋼筋綁扎和拼裝模板

鋼筋綁扎順序：

首先固定底模、外模和端模，以及腹板鋼筋支撐腳手架，調節底板、腹板及梁高等尺寸，腹板角度、底模平整度達到要求。然后綁扎底板和腹板鋼筋，焊好定位網片，穿入橡膠棒，滑入內模，正確固定連接合理。最后綁扎頂板及擋碴墻鋼筋。

由于梁段擺放到造橋機上以后，梁段間距較小，因此在梁段兩端鑿毛后，濕接頭的蹬筋、箍筋應預先掛在梁段端頭并固定好。

（3）、混凝土灌注

箱梁混凝土采取底板─→腹板─→頂板的順序灌注。底板采用直接灌注、振搗容易。腹板采用兩側對稱分層灌注，混凝土灌注時應加強振搗，底、頂板保證四條、腹板一側保證2條振搗棒同時運作。

①、混凝土振搗：底板、頂板、腹板混凝土采用插入式振搗器振搗，腹板外模上安裝附著式高頻振動器配合插入式振動器振搗。在混凝土振搗時根據實際情況控制振搗時間和振搗強度確保混凝土施工的內實外美。

②、混凝土養護：根據梁段預制工期及現場施工環境，梁體夏季采用塑料薄膜覆蓋灑水自然養護；梁體冬季養護采用蓬布和火爐養護。蓬布遮蓋聯成一個整體養護罩，頂部用重物壓住，四周用繩捆住固定。梁段內生火爐，養護結束后，進行薄膜覆蓋養護。同時注意要用草袋或麻袋保溫。

3.2.1節段預制線形的控制

（1）、臺座基礎采用C25混凝土澆筑，80cm厚條形基礎加50cm擴大基礎，基底用碎石換填，底模板安裝調平后與基礎內預埋加工件焊接；

（2）、預制臺座底板平整度、臺座中心線在臺座安裝過程中利用水準儀及經緯儀控制；

（3）、為了控制臺座的沉降量和非彈性變形，臺座地基及基礎必須堅實、整體連續，對地基的承載力考慮不大于0.15MPa，臺座周圍應布置排水溝，防止臺座被水浸泡沉降；

（4）、對于臺座的沉降量進行觀測，觀測基準點設在4#墩臺上。

（5）、為保證箱型梁的外觀質量、增加模板的倒用次數，內外模板均采用鋼模板；

（6）、模板結構具有足夠的剛度、強度和穩定性，在承受新澆筑混凝土的重力、側壓力及施工中可能產生的各項荷載時，能保證梁體各部位設計形狀、尺寸和相互間位置正確。防止灌注和振搗混凝土時模板產生超過允許范圍的變形；設計時模板面板取8mm、主肋為16的工字鋼、輔肋用14的槽鋼。

（7）、模板設計考慮起吊能力，震動器安裝，拆裝方便等諸多因素；

（8）、制造鋼模時應嚴格控制截面尺寸及長度、模板接縫平順，邊緣經過洗邊處理，模面平整，轉角光滑，連接孔準確；

（9）、制造時設置平臺，平臺置于堅實的基礎上，以保證在制造過程中不致于走樣，平臺面經過仔細抄平，其誤差應在2 mm以下；

（10）、焊接時，模板安裝要正直，以保證模板在焊接過程中不走樣。

（11）、模板面板間的接縫設計為4mm的子母口，密貼5mm的橡膠皮，法蘭板之間用螺栓連接，對其接口壓死膠皮，保證不漏漿。

4、架梁總體施工方案

4.1 架梁施工方案

甘泉洛河大橋位于甘泉北車站，為6線橋，線與線之間的間距為5.0m、5.3m，而48米跨度梁頂部寬度為4.96m，故相臨梁縫的橫向寬度僅4cm。由于造橋機前支腿立柱的外側寬度為5.7m，相臨梁架設時由于寬度不足導致造橋機無法前行。因此，48米箱梁架設總體思路如下：于第Ⅱ線搭設臨時墩，鋪通膺架，將每條線的梁段在此進行拼裝，張拉完成后整孔橫移就位。

4.2 膺架法架梁施工

4.2.1膺架基礎的處理

膺架基礎地基采用蛙式打夯機壓實，使基底承載力達到200KP

以上。膺架基礎使用尺寸為4m×3m×0.8m混凝土塊，該混凝土塊可以多次重復使用。

4.2.2膺架的搭設

每孔梁下設置3個臨時支墩，第一和第三個臨時支墩直接設置在承臺上；第二個臨時支墩設置在梁跨跨中。臨時支墩豎向支撐為拼裝式鋼管，兩端的結構形式為1（縱橋向）×4（橫橋向），跨中形式為2×4，鋼管柱之間采用聯結系連接為一整體。

圖1預制梁段工藝流程

4.2.3梁段的吊裝、運輸、和調位

梁場用120噸龍門吊按由小里程向大里程的順序，將梁段放于運梁車上，運梁車將梁段運到擺放的位置，用千斤頂脫空運梁車，運梁車退回梁場。用雙坐標千斤頂對梁段進行縱向和橫向精確就位，要求線路中心線和梁體中心線重合；兩端的一號梁段預埋螺栓對正支座預留孔，考慮預應力張拉后及后期混凝土徐變引起梁體收縮，梁段在擺放時，縱向按設計預留收縮量。梁段間距按60cm間距布置；豎向按二次拋物線設置反拱度。

4.2.4穿鋼絞線、連波紋管

為了提高穿鋼絞線的效率，采用人工和機械牽引相結合的方式穿鋼鉸線。穿鋼絞線時，應隨時觀察和調整預先插在濕接縫孔道中的波紋管的位置，以避免鋼絞線在穿過濕接縫時將波紋管拉壞。鋼絞線穿好后，將插在孔道內的波紋管拉出，聯通孔道，檢查所有波紋管有無損壞，如有應馬上更換。當確定所有波紋管均完好無損后，將兩頭用砂漿密封。

4.2.5濕接縫施工

（1）準備工作

梁段在從存梁場地移至支架上之前，將梁段的端面鑿毛，外伸鋼筋理順調直，各濕接縫用鋼筋掛在外伸鋼筋相應位置處，波紋管插入預留孔道。

（2）鋼筋的綁扎

濕接縫鋼筋綁扎按常規方法進行。由于箱梁腹板鋼筋密、波紋管多，濕接縫混凝土采用振動棒振搗，為保證波紋管在施工中不被破壞，要求梁段腹板接茬鋼筋要上下排列綁扎，以增大振動空間。

（3）立 模

考慮模板的安裝方便和空間限制，采用鋼木結合模板。模板周邊貼上薄海綿條，以防止漏漿。

立模的順序依次為底模、側模和內模。底模、外側模和內側模均用對拉螺桿拉緊與梁段密貼。

（4）灌注濕接縫混凝土

由于所有的荷載均由膺架承托，隨著灌注的進行，縱向支架必將產生一定的撓度變形，如灌注次序不當，隨著混凝土的凝固將影響到整孔梁的線型。箱梁的濕接縫要對稱灌注，依次從兩端向中間進行。整孔梁所有濕接縫必須一次灌注完畢，中間不得停頓。每一個濕接縫的灌注順序依次為底板、兩側腹板和頂板，混凝土灌注也必須連續進行，中間不得停頓，以免留下施工薄弱層。

（5）養 生

濕接縫混凝土養生采用自然灑水養生的辦法，冬季施工可采用梁內生爐子，外邊包保溫被的辦法。

（6）拆 模

濕接縫混凝土初凝以后，微擰內外模板之間的對拉螺栓，以免螺栓與混凝土凝固在一起而拔不出來。當混凝土強度達到50%設計強度后，開始拔出對拉螺栓，拆模順序依次為外側模、底模和內模。

（7）預應力鋼絞線張拉

梁部設計為后張法預應力混凝土箱梁，張拉按設計要求進行。

① 張拉設備的標定：

張拉設備在工地第一次使用前必須按初始預應力值、中間預應力調整值和設計預應力值進行標定，建立油壓與張拉力關系圖表。標定時對千斤頂、油泵和壓力表配對編號，工地使用時按此編號組配，并應對張拉設備按規范要求定期標定。

② 鋼絞線下料：

根據孔道計算長度并考慮錨頭高度、千斤頂支撐點至尾部工具錨間長度、工具錨外富余量，從成卷鋼絞線中截取。

③ 預應力鋼束的張拉：

采取左右兩側對稱同步張拉，以控制張拉力為主、伸長量為輔的雙控法進行。張拉順序是；張拉初始應力做標記→張拉噸位→測量伸長量→持荷五分鐘→回油至零→錨固。

（8）預應力孔道的壓漿封端

① 當預應力鋼束張拉后，對預應力孔道應及時進行壓漿處理。按設計要求，孔道壓漿采用標號不低于C50的純水泥漿。壓漿具體步驟如下：

a.注水清孔：清除孔內的遺雜物。注水時同時檢查梁體是否有滲漏水現象，發現有滲漏水的部位應用砂漿堵漏。

b.壓漿：用UB3型壓漿機將拌制好的純水泥漿從梁的一端壓向另一端。孔道兩端均設有控制閥，當出漿端排出濃漿后，先把出漿端控制閥關死，壓漿端繼續壓漿，當孔道內壓力升到0.6MPa后，穩壓3分鐘，將壓漿端控制閥關死。

c.補壓漿：壓漿機前移至原出漿端，檢查出漿端的漿是否充滿孔口。發現空隙的孔道應進行補壓漿處理。

② 封 端

在所有孔道壓漿完成之后，對箱梁端部進行清理，綁扎封端鋼筋，立封端模板，灌注混凝土。

主要施工步驟及工藝要點見后圖（4.2）