鐵路連續梁節段預制裝配式施工技術

吳冀輝

（中鐵十六局集團第五工程有限公司）

1 工程概況

某高速鐵路項目總長度113.5m的雙向鐵路橋，橋梁高度設計為3.035m，橋面寬度設計為12.6m，分別在梁段的界面頂板、底板、腹板部位設置剪力鍵。其連續梁節段是整個橋梁結構的重要組成部分。設計圖紙顯示，沿著橋梁縱向，整個連續梁分為40個節段。結合實際施工分析，施工單位可以直接在預制場地將梁段預制成型，然后將成型的預制梁段運輸至現場并進行拼裝，合攏段1m部位需要設置濕接縫。

2 節段梁劃分

通過對連續梁的跨度、齒塊設置、鋼束設置、梁段預制、梁段運輸、梁段拼裝施工工序進行分析后發現，0號梁段的長度需滿足墩梁臨時支撐所需的空間，所以0號梁段的長度設計為3m，標準段的梁段長度設計為2.8m或是3m。

當標準段的梁段長度確定為3m時，邊跨部位可以減少1個梁段，中跨部位可以減少2個梁段。但是，由于跨中合攏段的長度為3m，合攏段的長度比較大，在這種情況下，實際施工的工程量會小幅度增大。若標準段的梁段長度確定為2.8m，則濕接縫的寬度應該是1m，現行規范要求濕接縫的寬度應＞0.3m，所以完全符合規范要求。2.8m和3m梁段的劃分情況見圖1和圖2（圖中尺寸單位為㎝）。

圖1 2.8m標準節段梁劃分

圖2 3m標準節段梁劃分

基于梁段運輸條件考慮，標準段的梁寬有2.8m和3m兩種類型，而平板拖車的有效寬度為3.2m，2種不同寬度的梁段均未超過拖車寬度，所以2種梁段不算超寬貨物。梁段的高度設計為3.052m，拖車的高度為1m，枕木高度為0.2m，預埋鋼筋需要高于梁面0.34m，所以梁段運輸過程中的總高度應該為4.592m，對于限高5m的區域，梁段運輸也不屬于超高貨物。可知，梁段運輸不受沿途道路因素影響。因此，項目內連續梁的梁段長度大部分可分為2.8m，而部分梁段為滿足施工需要，長度可確定為2.4m或3m。

3 節段預制裝配式施工技術

3.1 0號塊安裝方法

0號塊梁段屬于橋梁結構的基礎結構，是橋梁的起點，該部位的安裝質量對梁體的線性質量影響巨大。梁頂部位需要預埋4個高程基準點和2個軸線基準點，以便安裝過程中控制梁段安裝的高程和軸線位置。若施工過程中發現梁段高程或軸線位置出現偏差，應該立即暫停拼裝，對梁段進行調整，以保證0號塊安裝位置足夠精準。

0號塊梁段位置的確定，受風力作用的影響非常大，應該選擇在無風環境下作業。在保證定位精確后，可進行臨時加固。梁段臨時加固后，可能會出現形變，施工人員必須要保證前期預留的錨固孔位置足夠精準。各梁段全部安裝完成后，才可以將臨時錨固拆除。引測出基準點，便于后續梁段安裝，安裝過程中要連續進行檢測，全面掌握梁段安裝位置數據。

3.2 臨時錨固

架橋機移動過程中產生傾覆力矩的可能性比較大，會導致架橋機的受力不均勻。為了有效抵抗傾覆作用力，可以在0號段墩頂部位的施工過程中，預先安裝φ32mm螺紋鋼，用來提高臨時加固件的強度，確保錨固效果符合設計要求。結合實際施工需求，總計需要設置16個臨時錨固點，同時需要使用連接器完成安裝，確保錨固螺紋鋼筋和箱梁部位螺紋鋼筋連接的穩定性。在設置豎向錨固鋼筋時，錨固范圍內需要額外增設2㎝厚的鋼板，并將預埋鋼筋錨固至0號段底板的頂部。

梁段拼接安裝完成以后，施工人員可以將墩頂部位的豎向臨時錨固構件全部拆除，由此實現梁體體系轉換。橋墩內部需要預埋螺紋鋼預埋件，預埋件自身的垂直度可能會出現偏差。可以用豎向螺紋鋼作為參考。在8號槽鋼表面鉆孔，將鉆孔后的型鋼用來加固螺紋鋼的頂部與底部，提高螺紋鋼的穩定性，避免施工時造成螺紋鋼的垂直度出現偏差。

3.3 懸臂段拼裝技術要點

經過全面分析后，決定使用對稱懸臂拼裝方法進行施工。10號、11號梁段直接在墩頂部位的支架上完成拼裝，剩余梁段利用龍門吊或架橋機完整拼裝。以0號段為中心，對稱懸臂完成1號～8號段的梁體拼裝作業，然后開始中跨合攏施工，最后對邊跨部位的梁體進行拼裝，具體的施工流程如下：

⑴待0號段拼裝完成后，直接在墩旁托架平臺上拼裝1號段，當梁段的線性滿足設計要求后，施工人員開始涂膜環氧樹脂膠，并張拉預應力，錨固后進行壓漿作業。

⑵使用龍門吊起吊2號段，嚴格按照標準作業流程架設2號段，張拉預應力并錨固，及時進行壓漿作業。

⑶中墩部位的T構全部完成后安裝合攏段的臨時構件，濕接縫必須滿足設計要求，當濕接縫部位的砂漿強度達到設計強度后，開始進行預應力張拉，并及時進行壓漿作業。

⑷拆除中墩部位的臨時錨固件，替換使用永久支座。

⑸按照流程（2）對9號梁段進行施工。

⑹在托架上安裝10號、11號梁段，張拉臨時預應力后開始灌漿。

3.3.1 標準節段懸拼方案

相鄰梁段拼裝過程中，要保證2個梁段的標高一致，并盡可能縮短施工時間。鑒于此，正式施工前需要提前進行試作業，詳細了解實際施工狀況，從而對施工工藝進行優化。起重車應緩慢移動，即將靠攏時，在2個梁段之間設置木楔，以保證2個梁段之間不會出現碰撞現象。

待梁段保持穩定狀態后，結合實際情況控制起吊設備，對梁段的位置進行調整，確保梁段能夠與已經完成拼裝的梁段保持匹配。取出梁段下方的墊木，然后逐步進行拼裝，在這個過程中需要保證梁段之間不會出現錯臺現象。施工人員詳細標記出頂板、底板、腹板的騎縫線位置，為后續施工提供基準點。

3.3.2 張拉平臺設置

結合臨時預應力張拉、永久預應力張拉作業的特點，設置出不同的作業平臺。總計需要設置8個預應力張拉作業平臺，以避免預應力張拉作業對整體施工工期造成影響。

3.3.3 預應力孔道密封處理

所有梁段安裝完成后，需要對預應力孔道進行密封處理。該項目使用的是環氧樹脂膠，這種材料容易流入孔道中，但也存在漏漿的可能性。為此，可以在孔道附近鋪設直徑170mm、厚度10mm的海綿墊圈。

3.4 預應力張拉

⑴臨時預應力張拉。臨時預應力張拉過程中，常常會出現斷面受力不均勻的現象，使張拉作用力損失變大。在施工過程中，使用4臺千斤頂對底板、頂板部位的螺紋鋼筋進行張拉。預應力的張拉應該分級加載，分級加載的標準為設計荷載的10%、40%、70%及100%，加載過程中必須保證斷面受力的均勻性[1]。

⑵永久預應力張拉。嚴格按照圖紙施工。對預應力鋼束兩端進行張拉時，必須堅持對稱原則，不平衡鋼束的數量不得超過1束，一旦發現超出該數量則視為不合格。張拉施工采用雙控標準，即使用實測值控制張拉效果，利用伸長值進行校測，預應力鋼束兩側的伸長量誤差控制在5%以內。

3.5 邊跨梁端節段拼裝技術

⑴安裝方法。結合橋梁邊跨部位的結構看，9號、11號支架均可以直接在墩旁部位進行安裝，使用千斤頂配合吊車進行。合攏段施工完成后再拼裝9號梁段，檢查合格后即可進行張拉作業。在962號、965號部位設置托架，并配備多個油頂裝置，利用吊車將10號、11號梁段轉運至多向調節油壓千斤頂上。

⑵關鍵施工流程。使用吊車提升墩頂11號梁段，將梁段放置在托架上。開始吊升10號梁段，確保10號梁段與9號梁段定位精確。穿預應力鋼束以后，進行永久性預應力張拉。使用吊車吊升11號梁段，以保證11號梁段與10號梁段定位精準，開始張拉臨時預應力，并對永久支座的位置進行復核調整，以滿足設計要求[2]。灌漿作業時，漿液的強度達到設計強度后，開始頂升千斤頂，以支撐11號梁段。

4 質量控制措施

⑴0號梁段的安裝質量對整個橋梁的線性質量影響巨大，實際安裝過程中必須嚴格控制測量的精準度。應使用徠卡TS60超高精度全站儀復核梁段的標高及軸線位置，一旦發現偏差立即進行調整。

⑵0號梁段安裝完成后，依次安裝后續梁段。安裝至3號梁段時，需要對合攏的精準度進行檢測，確保合攏段的誤差控制在15mm以內。若合攏段的偏差＞12mm，則需要對線性進行優化調整。

⑶剪力鍵在運輸、吊裝過程中出現損壞的可能性比較大，為了有效解決這個問題，運輸過程中應該確保梁段的穩定性，盡量減少碰撞，可以使用緩沖材料對梁段表面進行包裹處理。

5 結語

該橋梁建設項目的裝配率＞90%，架設裝置均使用裝配式設備。工程中應用邊跨懸臂拼裝技術，對于高速鐵路建設工程項目而言是一次新的突破與創新。通過實踐發現，該施工技術可以有效提高橋梁的施工質量及施工效率，還可以在一定程度上降低施工成本。