高鐵預制箱梁施工關鍵技術探析

王成巖

中鐵九局路橋分公司

高鐵預制箱梁施工關鍵技術探析

王成巖

中鐵九局路橋分公司

隨著我國高鐵技術的飛速發展已經跨入了世界先進行列，在“一帶一路”國家戰略部署下逐步走出國門，李克強總理多次在出訪時進行洽談合作，取得了良好的合作意向。高鐵預制箱梁是高鐵施工中的一個關鍵環節，預制箱梁技術的出現既節約了施工工期，又可以在施工場地確保箱梁的質量。本文通過對高鐵預制箱梁施工現場的選址和布局，以及預制箱梁的支模、澆筑、養護、場內轉移等過程進行相關探討，并提出了一些合理建議。

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1 引言

近些年來，隨著北、上、廣、深等大城市日漸擁堵以及新型城鎮化政策的提出，迎來了高鐵飛速發展的時代，高鐵以時速300公里/小時解決了大城市周邊上班族的問題，更推動了高鐵沿線的經濟發展，每個城市都在結合高鐵謀劃自身城市發展。在高鐵列車技術突飛猛進的時候，高鐵基礎設施建設發展相對緩慢，尤其是高鐵預制箱梁還需與時俱進，不斷創新，才能在未來的國內外競爭中占有一席之地。

2 高鐵預制箱梁的現場選址和布局

2.1 高鐵預制箱梁的現場選址

為了確保預制箱梁施工現場的施工環境安全，以及考慮原材料、箱梁成品的運輸問題，因此應綜合考慮選址問題。首先應選擇地勢平整、地基堅實的開闊場地，盡可能避開河溝、沙地、沼澤等區域，這樣為大型設備的安裝和出入場提供了便利條件。其次應考慮綜合運輸成本較低且運輸安全的場地，一般建議選址在高鐵沿線、交通方便的區域。另外施工中需要消耗大量水，應選擇附近具有水源充足、水質合格的水源地。

2.2 高鐵預制箱梁的現場布局

首先應做好設備設施場地、原材料存放場地、成品區存放場地以及辦公居住場地等區域的合理規劃，應遵循合理組織運輸、減少二次運輸的原則，優先考慮大型設備設施占地區域，特殊情況下需要對地基進行加固處理。其次布局應緊湊，但要符合相關安全防火的要求。另外還應注重環境保護，規劃出污水處理和生活、建筑垃圾場地便于清運。

3 高鐵預制箱梁的支模安裝

由于高鐵箱梁體積大，也增加了施工難度，根據實際需求對箱梁的施工方法也較多。目前我國常用箱梁預制后在橋墩上逐段組裝的方法，節約了箱梁澆筑的時間，也確保了吊裝箱梁之前的質量，給高鐵建設帶來了很大的便捷。

3.1 預制箱梁的模板選擇

由于模板受到混凝土的巨大擠壓作用，其次模板常常是重復使用，因此在選擇模板時一定要保證模板的強度和光潔度，防止在澆筑過程中發生變形，目前建議采用高鐵施工專用模板。

3.2 支模安裝

首先在安裝模板之前，應有現場技術人員和施工人員對照圖紙進行尺寸校對，并對模板進行檢查合格之后方可投入使用。其次安裝時應全面考慮，尤其對預埋螺栓、振搗器等要安裝科學合理，安裝支模后要進行水平儀、經緯儀的測量來保證平整度和垂直度，最大限度減小模之間的縫隙，支模的質量將直接影響澆筑后墻面的平整度。除了這些以外，重復使用的模板因沾有上次澆筑時殘留的灰渣會造成墻皮麻面，因此使用模板前要清理干凈并且潤濕后方可再次使用。安裝完畢后須由專業人員測量合格后方可進行下一道施工程序。

4 高鐵預制箱梁的混凝土澆注注意事項

4.1 嚴格控制施工溫度，減少溫度應力

各項工作準備齊全后，應選擇適宜的天氣進行澆筑，基本原則為避開夏季炎熱天氣，或是使用地下水進行攪拌混凝土，以減少水分過快蒸發。特別注意為了減少混凝土內外溫度梯度，應做好澆筑后的保溫保濕工作，降低應力影響。根據混凝土建筑面積可以采用多點進行測溫，根據測量后的溫度作對比，針對性采取措施。一般要求混凝土內外溫差控制在25攝氏度以內，可以有效減少裂縫的發生機率。

4.2 科學添加，嚴格按照配比進行施工

某些地區的水PH超標或是砂石料含雜質過多，不但會降低混凝土強度而且會導致混凝土干燥后產生裂紋。因此應嚴格控制砂石含雜質率在1%以下，也可以將砂石提前清洗后再晾干使用。

4.3 混凝土振搗

混凝土振搗時間過長會造成骨料下沉，且易造成底部出現裂紋或是漏漿。尤其是在分層澆筑時，應嚴格控制每層混凝土厚度，一般要求不超過振動棒的1.25倍；其次在振搗上下層接縫處時，應在下層初凝即刻進行上次澆筑并插入下層約5厘米進行振搗，減少裂縫的產生；再有應嚴格控制振搗時間，一般在20～30秒即可，振搗時間過長會影響混凝土的凝固，時間過短會出現漏震排不出氣體。

5 高鐵預制箱梁的養護

混凝土澆注完成后要進行養護，一般有兩種方法分別為蒸汽養護和自然養護，預制箱梁建議使用蒸汽養護，優點是養護時間段且效果好，但一定控制好升壓升溫的速度。自然養護可適量覆蓋草簾、苫布等遮蓋物，特別注意混凝土內外的溫度差，為了降低溫度梯度的影響，每天灑水濕潤來保證混凝土的質量。

6 預制箱梁的場內轉移

6.1 箱梁四支點移動

箱梁在移運中要保持四個支點的平衡，既要受力均勻，又要控制好千斤頂之間的誤差在2mm以內，其次應對滑道的平整度進行嚴格控制，并保證滑道基礎不會因為受力太重而下成。

6.2 頂梁移動

頂梁移動主要依賴聯動液壓裝置，移動過程中各個支點始終要保持均衡，控制誤差在2mm以內，頂升到臺座位置時再用千斤頂進行頂升，可以拆除箱梁兩端模板。在繼續頂升過程中需要兩端交替抬升，每次提升的高度控制在30mm，到達指定高度后將轉移至移梁車上，這時可以通過操作臺控制兩臺千斤頂移到指定位置存放。

7 高鐵預制箱梁常見問題分析

7.1 麻面、蜂窩、空洞現象

表現為局部坑洼，露出石料澆筑不實。一般多發生在整體建筑體的中下部。造成這種狀況的原因很多，主要原因多為水泥與骨料配比不合理或是砂石顆粒度過大；其次一次振搗混凝土太厚，未達到指定層導致振搗過程中未排凈混凝土中產生的氣泡。

7.2 露筋現象

表現為局部或全部露出鋼筋結構，導致整體澆筑強度降低，是一種重大缺陷。造成這種現象的主要原因為鋼筋局部綁扎跑偏過密導致混凝土澆筑時骨料卡澀。

7.3 基礎沉降

表現為在承重后或是大雨天氣后出現臺座整體下沉或是局部下沉。對施工現場地基勘測不準確或是未夯實。

7.4 預埋鋼筋或螺栓位置變形

表現為鋼筋、螺栓位置跑偏，強度下降甚至無法進行安裝。造成這種狀況的主要原因是安裝中尺寸測量不準確或是綁扎時踩踏使鋼筋跑偏。

8 高鐵預制箱梁施工的現場管理

8.1 施工程序關鍵節點的"點檢"制

因預制箱梁施工人員因學歷、綜合素質、作業習慣的不同，而且混凝土施工中涉及多道工序的銜接問題,上一道工序不合格致使下一道工序也會返工,甚至出現質量問題導致事故的發生。因此引入"點檢"制度,"點檢"是按照一定標準、一定周期、對設備規定部位進行檢查及早發現問題加以修正的方法。在施工前由技術人員對重要關鍵點進行標注劃分,當施工到某一節點必須由專業負責人員驗收合格后方可進行下一道工序。通過此制度把控每一細小節點的合規性,確保工程質量的完整性,例如綁扎鋼筋后進行點檢驗收后方可進行澆筑工作。

8.2 組織好施工人員的輪休工作,減小工人作業強度

在預制箱梁施工中,工期十分緊張且勞動強度較大,造成施工人員過于疲憊,很多施工現場都存在超負荷工作現象,導致工人精神狀況不佳,忽視自己身體健康狀況,無形中增加了很多風險點。直接導致部分作業人員身心疲憊，影響施工質量。因此在混凝土施工過程中,施工現場應組織好工人的輪休工作,確實保證施工人員處在良好的身體狀況,這時效率也比較高。其次可以增加機械化作業來代替人工作業,并引進先進施工技術,減少工人作業強度。

8.3 加強施工技術人員的培訓

技術人員是預制箱梁施工中的主要能動因素,是企業的寶貴財富，但有很多施工人員文化水平不高,安全意識不夠或是剛畢業的學生工作經驗不足等，所以對施工技術人員進行定期培訓是行之有效的方法。培訓包括對安全知識、技術技能、各操作規程及規章制度等。定期對工作人員進行培訓,熟練掌握操作技能并能夠嚴格按照操作規程進行操作。只有工作人員高標準、嚴要求才能確保有關制度落實到位。

9 結束語

由于高鐵預制箱梁施工隨著高鐵的建設行程需要數次搬遷，每次都需要進行選址布局、支模安裝、澆筑養護、轉移運輸等過程，各個環節環環相扣，聯系緊密。在制粱復雜的過程當中，也體現出高鐵預制箱梁技術還有很大的提升空間，需要我們再去挖潛。本文提出的一些技術要點和注意事項還要在實踐中進行推廣應用，隨著時代的發展，相信在不遠的未來高鐵預制箱梁技術還會取得更大的成績。

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