高速鐵路跨海特大橋預制梁段施工技術

滿科MAN Ke

（中鐵十四局集團第三工程有限公司，濟南 250300）

1 工程概況

青鹽鐵路膠州灣特大橋位于山東膠東半島，雙線電氣化，設計時速為200 公里/h。該橋東西向跨越膠州灣，其中跨海（154#～193#）40 孔橋梁上部結構，設計為48.2m 有砟軌道預應力混凝土簡支梁，預制梁段采用移動支架節段拼裝法施工，為了高質量地完成預制梁段的施工，本項目使用BIM 技術和管理手段。

預制節段拼裝箱梁單孔全長為49.9m，計算跨度為48.2m，每孔由4 節異形梁段、7 節標準梁段和10 道濕接縫組成，預制梁段采用C50 高性能混凝土，HRB400 鋼筋，其中1#、2#節段為變截面異形梁段，每孔各2 塊，1#梁段單塊長2.55m，混凝土68.2m3，鋼筋14.13 噸，2#梁段單塊長4.2m，混凝土60.8m3，鋼筋14.34 噸；3#-6#梁段為等截面標準梁段，每孔3#-5#各2 塊，6#塊1 塊，梁段單塊長均為4.2m，混凝土48.3m3，鋼筋8.69 噸；濕接縫寬均為0.7m，采用C55 補償收縮混凝土。

2 預制場總體布置

為滿足工期需求，在海灣東、西兩岸均布置建設節段預制場，其中西岸節段預制場位于主線195#墩附近，梁段預制場南北向布置與線路方向垂直，長200m，最大寬度80m，占地約25 畝。

西岸梁段預制場垂直線路中心布置，依次規劃數控鋼筋加工區、梁段生產、存放區，生活及辦公區位于生產區西側，生活區與生產區之間布設貫通運輸通道，用于梁段架設時的運輸。

梁段預制場生產區設置5 個制梁臺座，并配備5 套制梁外模、內模、端模。制梁臺座設置相應的封閉式加工棚、活動式頂棚以及養護裝置。存梁區域設置4 排梁段存放臺座，存梁臺座按照雙層存梁考慮。梁段預制區、梁段存放區，配備1 臺200 噸龍門吊進行梁段提升與轉運。

3 預制梁段總體施工方案

根據預制梁段的結構特點，采用臺座法進行預制，項目深化設計BIM 綜合應用技術，實現精細化BIM 建模、可視化交底、重點工序模擬、重點部位二維三維圖紙交互查看等功能，有效保證了施工質量。工人按結構尺寸對臺座外模進行調整后，將半成品鋼筋運至制梁臺座內，進行鋼筋骨架綁扎及預應力工程相關施工，采用泵送法澆筑C50混凝土施工。新澆筑梁段完成養生后，符合梁段起吊條件，由提梁龍門吊將預制梁段移入存梁區。接著在制梁臺座上，再繼續進行相同類型截面尺寸的預制梁段施工，并以此循環進行整橋同等梁段的預制。

3.1 預制梁段施工工藝流程

預制梁段施工工藝流程見圖1。

圖1 預制梁段施工流程圖

3.2 預制梁段模板安裝

①模板結構。

為保證預制梁段外觀質量，根據設計圖紙，梁段預制模板由專業廠家設計、加工。預制梁段分1#梁段、2#梁段和標準梁段模板，模板面板全部采用復合型鋼模板，定型模板主要由外模、外模加固行架、內模、底模及全自動液壓系統等組成。

②模板安裝。

模板安裝施工順序：底模清理調整→外模安裝固定→內模推送安裝→端頭模與內模、外模連接固定。（如圖2 所示）

圖2 預制梁段外側模安裝示意圖

3.3 預制梁段鋼筋施工

①鋼筋加工。

鋼筋采用集中加工，加工制作前，鋼筋原材表面須潔凈，鋼筋加工時，技術人員復核下料單，無誤后進行集中加工，加工成型的鋼筋，按規格型號分類存放，做到下墊上蓋并做好標識，做到先加工成型的鋼筋先使用，避免因半成品鋼筋存放時間過長，導致鋼筋銹蝕，影響質量，無法使用。

②鋼筋綁扎。

待臺座模板調試合格并清理干凈后，在模板內綁扎梁體鋼筋，由BIM 創建的深化設計模型，實現了差、錯、碰、漏檢查。預制梁段鋼筋骨架由底板、腹板、頂板及預埋鋼筋組成。鋼筋的交叉點用鍍鋅鐵絲，按逐點扎結，要求綁扎牢固。腹板箍筋與主筋垂直，箍筋的末端向內彎曲，箍筋與主筋的交叉點均需綁扎牢固。箍筋接頭（彎鉤接頭處）在梁中沿縱軸線方向交錯布置。

在腹板鋼筋綁扎的同時埋設梁底檢查小車預埋鋼板，預埋鋼板背部錨固鋼筋與腹板鋼筋焊接牢固；同時根據設計通風孔位置安裝腹板通風孔預埋管。預制梁段的體保護層厚度均為5cm，用于固定墊塊的扎絲的尾端應向內側，不得伸入保護層范圍。

3.4 預制梁段混凝土施工

①混凝土澆筑施工。

預制梁段混凝土為C50 混凝土，混凝土澆筑前要仔細檢查預應力管道、預埋件、鋼筋保護層等項目。預制梁段混凝土總體澆筑順序：先澆筑底板→再澆筑倒角與腹板→最后澆筑頂板混凝土。腹板混凝土采用兩側對稱分層澆筑，以插入式振搗工藝為主，以附著式高頻振動器為輔。

混凝土采用對稱澆筑，底板倒角位置先澆筑厚度約80cm。防止一側混凝土澆筑過多，導致側壓力過大，使節段箱梁內模變形。插入式振搗器嚴禁觸碰預應力管道和預埋件，在預制梁段澆筑過程中，設置專人用橡皮錘敲擊模板，輔助檢查混凝土澆筑是否密實，同時注意嚴防由于澆筑速度過快或混凝土坍落度過大而引起底板混凝土翻漿。

②模板拆除。

模板拆除順序應按照安裝反向進行。預制梁段混凝土達到拆模條件后，開始拆除端模，隨后拆除內模，最后拆除外側模板。

模板脫離過程如圖3 所示，外模脫離主要有以下步驟：1）：拆除模板各連接螺栓；2）：利用底模液壓系統頂升預制梁段上升約50mm；3）：利用油缸牽引外模系統，使其脫離混凝土面。

圖3 箱梁節段外側模脫離示意圖

3.5 混凝土養護

預制梁段混凝土澆筑完成，應及時進行養護，養護措施要符合當時的季節變化。

①常溫季節施工養護。

常溫季節預制梁段采用自動噴淋灑水養護。待混凝土澆筑完畢終凝后，開始在預制梁段頂板、腹板等部位覆蓋土工布，并使土工布保持濕潤，預制梁段未拆除前，模板表面采用人工灑水降溫。拆模后預制梁段吊入存梁區，采用循環水全自動噴淋養護系統，對預制梁段進行養護。（如圖4 所示）

圖4 自動噴淋養護照片

②冬期預制施工期間的養護。

為了加快拆模時間，同時避免溫差裂縫，滿足預制梁段達到吊裝所需的強度，在施工期間，預制梁段養護采用養生棚內放置蒸汽設備進行養護。（如圖5 所示）

圖5 制梁臺座處養生棚結構示意圖

3.6 梁段轉運和存放

龍門吊工作方式包括豎向提升與縱向走行兩種。預制梁段經養護達到吊移強度后，安裝專用吊具，并由專人指揮，將預制梁段移至存梁區。根據預制梁段布置形式，在存梁臺座相應位置劃線標識節段存放區域，并根據節段號分類放置。節段箱梁堆存區設計為雙層存梁。（如圖6 所示）

圖6 節段梁存梁區

預制梁段存放應嚴格遵循從下到上，重量遞減、后存先用的綜合原則。預制梁段存放時，存梁臺座應放置橡膠墊塊。防止架設預制梁段提運時，上、下層節段箱梁多次提運，整孔預制梁段按每相鄰兩梁段堆存一層，同梁號的轉運預制梁段應存放在同一個地方。

3.7 預制梁段轉運

預制梁段出場轉運前，應按設計檢查預制梁段幾何尺寸及梁體外觀質量，外露連接鋼筋應順直，預應力孔道應通暢，預制梁段各項檢查合格后，方可通過龍門吊吊裝至運梁車。預制梁段吊裝至運梁車后，采用緊線器配合鋼絲繩進行梁體加固，運輸至現場架設。（如圖7 所示）

圖7 節段梁運輸

4 施工注意事項

①預制梁段的模板采用定型鋼模，模板應滿足強度、剛度等規范要求，底模、側模及翼緣板連接部位，采用圓弧模板過渡，表面平整度應滿足設計要求。

②梁體縱向鋼筋安裝時，應預留足夠的長度，滿足濕接縫鋼筋連接要求。

③預應力預埋管道，應按復核后的設計坐標精準放樣定位，定位采用U 鋼筋加固，確保梁段拼裝時，各梁段連接處的預應力管道平順。

④跨海預制梁段位于氯鹽L2 環境，梁體保護層厚度均≮5cm，綁扎墊塊扎絲的尾端，不得伸入保護層范圍；預制梁體與L2 接觸面的混凝土，采用涂刷防腐涂層，確保涂裝效果。

⑤在預制梁段澆筑混凝土過程中，應隨機制作混凝試件，試件應與預制梁段同條件養護，為預制梁段拆模、吊裝及后續施工提供強度依據。

5 結束語

預制梁段移動支架拼裝箱梁的施工工藝，在我國高速鐵路建設中的應用正在逐步推廣，正確掌握和應用該預制施工工藝，不僅大大提高工作效率，降低施工風險，節約施工成本和工期，預制梁段質量的優劣將直接影響有砟軌道預應力混凝土簡支梁拼裝架設和鐵路運營的安全，在預制梁段施工過程中，應嚴格按照標準進行控制，確保施工質量，對今后的相關項目施工質量及過程控制具有一定的參考意義。