高速鐵路預制梁施工質量技術探討

雷 勇

（中鐵十八局集團第一工程有限公司，河北涿州 072750）

1 引言

作為高速鐵路建設工程中的重要一環，高速鐵路橋梁工程需要不斷提高其工程施工技術，從而完善高速鐵路建設。當前高速鐵路預制梁施工技術主要有預制梁施工工藝、施工信息處理、中心工藝操作信息監控等。對此，許多學者對高速鐵路預制梁施工質量技術進行了探討。曹雪[1]提出了一種高速鐵路橋梁連續梁工程施工技術，該技術著重混凝土的配制及施工材料的篩選和檢驗，未從預應力角度分析預制橋梁在施工中的形變問題，以及完工后可能出現橋梁使用壽命低的問題；劉凱[2]對高鐵箱梁架設施工技術進行了研究，分析了高速鐵路橋梁承載強度，提出箱梁架設方案；段鵬飛[3]和冷志強[4]2位學者更著重于預制 T 梁施工技術的前期準備工作的研究，從橋梁的連接鋼筋和整體結構進行了嚴格的把控，分析了橋梁在通車后的受力影響，但未能解決實際施工過程中結構受到預應力影響而產生的形變問題。

本文研究預應力體系及混凝土梁架施工工藝等在高速鐵路預制梁臺座施工技術中的應用，旨在促使高速鐵路預制梁施工技術向著高精度、高質量、高安全性的方向發展。

2 預制梁施工技術

2.1 預應力體系

（1）在研究預制梁施工技術應用的過程中需對其預應力體系進行應用分析，提升整體施工現場混凝土的內部結構穩定程度，并確保其結構轉化處于許可范圍內；按照相關預應力體系的分布位置調整預制梁施工技術的分布信息，并匹配相應的分布準則；全面考慮波紋管的施工狀態，根據獲取的波紋管狀態數據及時管理波紋管內的空間形變狀態，并采取試驗方式對波紋管進行檢驗，直至波紋管的施工質量符合預制梁整體施工要求。波紋管施工結構圖如圖1所示。

圖1 波紋管施工結構圖

（2）調整施工現場的混凝土材料參數，分析波紋管中的承載負荷；選擇抗滲透能力較強的波紋管，在整體施工技術應用的同時將特定型號的波紋管放置在內部施工點中，并加強對施工點的管理力度，調整內部施工點的數據分布信息；避免因施工材料問題導致施工操作失誤，造成施工安全隱患；在波紋管安裝過程中需調整波紋管內部構架，分配鋼筋骨架設置范圍，根據相應比例準則配置預制梁定位鋼筋，確保定位鋼筋的橫縱向差異在10 mm以內；選用適宜的焊接方式對定位鋼筋和鋼筋板進行焊接，用膠帶粘連定位鋼筋與鋼筋板焊接面，防止混凝土泄露。

（3）測試混凝土及其內部實驗土塊的強度，若其強度達到標準要求，則按照相應的建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）程序控制施工步驟，并根據此時的預應力參數調節預制梁施工步驟；將預應力與波紋管張力進行對比，由此判斷張力誤差。根據給出的初始預應力數據，構建預應力操作流程，如圖2所示。

2.2 預制梁臺座施工

（1）根據預制梁施工范圍，選擇較為平坦的區域，布置預制梁臺座；根據選定的預制梁臺座施工地點及預制梁臺座的整體承載能力，對預制梁臺座的施工方案進行判定，控制預制梁臺座施工預應力參數，加強預制梁臺座施工結構的穩定性管理；根據預制梁臺座承力面積的改變，加寬預制梁梁板預制面積，直至其滿足預制梁整體施工要求。預制梁臺座布置平面圖如圖3所示。

（2）考慮到預制梁臺座承力面積和梁板預制面積的改變，相應調整預制梁臺座施工程序，根據預制梁臺座承力面積確定預制梁臺座施工高度；控制預制梁臺座與預制梁板之間的空隙，以滿足預制梁板養護要求；預制梁臺座澆注時埋設并固定觀測點；調節預制梁臺座與梁底的寬度，使預制梁臺座與梁底的寬度達到相同的數值；根據預制梁臺座施工參數的改變，調整預制梁臺座施工管理機制。預制梁臺座施工管理機制如圖4所示。

圖2 預應力操作流程圖

圖3 預制梁臺座布置平面圖（單位：mm）

圖4 臺座施工管理機制示意圖

（3）整合混凝土相關操作標準，按照施工標準調整施工模板，將預制梁混凝土密度數據與預制梁臺座頂面的密度數據相匹配；綜合分析不同預制梁臺座頂面的鋼板預制梁臺座選材需求，確保預制梁臺座頂面的平整度，并根據設計圖紙設置適宜的預制梁臺座梁頂間距；調整預制梁臺座排水系統，防止因外界水流影響預制梁臺座施工；在完成預制梁臺座整體施工后定期檢測預制梁臺座，當預制梁臺座發生沉降現象時立即采取合適的解決方案。

3 預制梁施工質量提升

（1）預制梁施工質量與混凝土澆注直接相關，為此，需提升整體預制梁施工技術，在實際施工階段控制混凝土的澆注速率，并匹配相應的施工方案，加強對預制梁施工質量的管理力度。

（2）混凝土澆注施工過程中需按照BIM施工澆注模式，從預制梁腹板至預制梁頂板的順序進行澆注，以避免內部阻塞。

（3）為提升整體振搗的均勻程度，需調整振搗器的位置，并將其位置控制在可控范圍內，確保其邊側為梅花形狀，進而提升澆注質量；提升預制梁施工過程的監控能力，使預制梁施工符合高速鐵路建設要求；根據預制梁施工角度采用BIM環形施工模式。BIM環形施工示意圖如圖5所示。

（4）強化預制梁施工裂縫填補力度，避免因預制梁內部裂縫造成的安全隱患；施工前期檢驗施工材料的質量信息，確保施工材料質量處于標準范圍內。施工材料質量檢驗流程如圖6所示。

（5）將預制梁混凝土內部的地基承載方案與地基控制標準相結合，加大地基承載方案與地基控制標準的結合力度，時刻確保地基承載的安全性；提升整體預制梁數據結合程度，整合不同結構的預制梁施工數據，實時管理不同控制空間的預制梁施工信息，實現預制梁整體施工質量的提升。

（6）為減少預制梁產生的裂縫，需調整混凝土材料入模溫度，使入模溫度處于保溫范圍內；啟動保濕機制，控制混凝土鋼筋的外部保護材料厚度在2～5 mm，以保證預制梁承載力。

（7）為防止高速鐵路運營后預制梁可能出現的預應力損失問題，將波紋管安裝至高速鐵路橋梁基礎內部；在進行波紋管的選型時，需根據高速鐵路橋梁結構進行波紋管型號判斷，研究不同型號間的操作差異；加強對波紋管內部鋼筋槽的施工管理，加強整體埋設的橋梁基礎波紋管內部的鋼筋施工監控力度。

（8）調整預制梁臺座地基的施工高程，并改良其內部排水功能，調整排水點位置。

圖5 BIM環形施工示意圖

圖6 施工材料質量檢驗流程圖

4 結束語

本文根據高速鐵路預制梁施工技術需求，系統研究了施工預應力體系及預制梁臺座施工技術等方面對高速鐵路預制梁施工質量的影響。通過合理劃分施工步驟，調整預制梁施工技術的內部關聯程度，加強對關聯信息及施工安全性數據的管理，可提高高速鐵路預制梁整體施工質量技術水平。