高速鐵路專線常用預制箱梁施工技術

2024-01-01 00:00:00李伯樹

工程機械與維修 2024年6期

摘要：由于高速鐵路預制箱梁主要采用標準化生產模式，導致箱梁實際起拱度不足。為解決箱梁相關問題，提出了一種高速鐵路專線常用預制箱梁施工技術。該技術施工流程是安裝箱梁預制模板底模、外模、內模與端模，綁扎鋼筋并吊裝入模后，澆筑振搗混凝土，混凝土成型后進行預應力張拉與壓漿，以此完成高速鐵路專線常用預制箱梁施工。實例結果表明，預應力張拉完畢后箱梁實際起拱度在9.09～9.93mm之間，與設計預期值誤差未超過5%，證明了該預制箱梁施工質量良好，可以為同類型的箱梁施工提供參考。

關鍵詞：預制箱梁；模版；預應力張拉；振搗

0" "引言

時至今日，在我國高速鐵路專線項目中，預制混凝土箱梁因其跨越能力強、結構變形小以及施工簡便等優勢，逐漸成為我國高速鐵路橋梁規劃設計的首選施工技術。我國高速鐵路專線混凝土橋梁初期主要采用現場澆筑的施工技術，以橋址為施工場地進行混凝土的現場澆筑。不僅對正常行車造成嚴重阻礙，甚至會帶來一定的環境與噪聲污染，已經無法滿足我國構建環境友好型社會的發展要求。因此，交通影響小、資源利用率高的混凝土預制箱梁，被廣泛應用于我國高速鐵路專線工程。

預制箱梁已成為我國高速鐵路橋梁建設的必然發展趨勢。但是，在預制箱梁施工過程中，由于施工工藝不當，可能會導致橋梁結構在后續使用中發生裂縫等缺陷，從而引發交通事故。因此，本文針對高速鐵路專線常用預制箱梁施工技術進行深入研究，為提升預制箱梁施工質量做貢獻。

1" "高鐵專線常用預制箱梁施工技術設計

該施工技術主要由預制模板施工、鋼筋施工、混凝土施工以及預應力施工這幾個關鍵工序組成。

1.1" "模板施工

1.1.1" "準備工作

首先進行預制模板的安裝施工[1]。安裝之前對各段模板進行檢查，是否存在凹凸變形或者劃痕等缺陷。安裝預制模板前，需要先確定安裝誤差。各部位的安裝尺寸允許誤差如表1所示[2]。

1.1.2" "安裝要點

為保障安裝效果，本文采用分段安裝的形式，主要包括底模、外模、內模以及端模的安裝。安裝過程中以焊接的方式進行各段模板的連接，并在模板表面涂刷隔離劑，以此提升混凝土澆筑質量。

針對需要反拱的預制模板安裝，要確定模板的反拱位置和程度，再對待安裝的預制模板下方的支撐點進行調整，使其能夠達到所需的反拱效果。

1.1.3" "安裝后檢查

當各段模板安裝結束后，對模板平整度、外觀以及連接處進行檢查。預制模板各組件完好且齊全，無任何缺陷、變形等現象，檢查合格后才可進入下一道工序。

1.2" "鋼筋施工

1.2.1" "準備工作

在澆筑箱梁的混凝土結構之前，要在工廠車間完成箱梁結構中鋼筋半成品的加工[3]。本文主要采用鋼筋切斷機、對焊機等設備進行鋼筋加工制作。

在對加工后的鋼筋質量檢查合格后，通過運輸車將鋼筋半成品運輸至施工現場。運輸過程中嚴格控制鋼筋質量，避免鋼筋出現變形、翹曲、折痕等缺陷，并將鋼筋按不同編號分類堆放在施工現場。

1.2.2" "鋼筋綁扎

材料準備齊全后，開始鋼筋整體結構的綁扎。由于高速鐵路專線箱梁整體結構采用的鋼筋數量極大，為確保鋼筋綁扎位置的精確性，將現場箱梁鋼筋籠在胎具上整體綁扎后，整體一次性吊裝進入模板。

在綁扎箱梁結構的鋼筋時，分別對綁扎胎具的高程進行測量，以此控制鋼筋處于同一水平面上。按照事先定位結果，在胎具上進行鋼筋的綁扎。

1.2.3" "鋼筋吊裝

當鋼筋綁扎完畢后，采用專用吊具將鋼筋依次吊裝入模[4]。鋼筋結構起吊時撓度需要在1/270之下，不可以將吊鉤直接掛在鋼筋上，避免破壞鋼筋結構。

吊裝過程中及時注意鋼絲繩是否發生斷絲等現象，如果出現任何變化需要停止吊裝。將問題解決后，再緩慢吊裝鋼筋籠至預制模板中。

1.3" "混凝土施工

1.3.1" "確定混凝土配比及澆筑順序

經過現場試配及優化后，確保箱梁混凝土處于最佳配合比，從而保障混凝土成型的質量[5]。根據箱梁結構特點，確定混凝土的澆筑順序。

本文主要采用腹板-底板-頂板的順序進行混凝土澆筑。這可以確保預應力管道底斜角位置混凝土澆筑最為集中，且底板無需二次澆筑。這種澆筑順序不僅有利于節約施工時間，而且可以通過上浮返漿量，檢查混凝土是否澆筑密實。混凝土澆筑順序示意圖如圖1所示。

1.3.2" "混凝土澆筑

在高速鐵路專線預制箱梁實際施工中，采用多臺HBT60輸送泵，按照圖1所示順序進行混凝土的澆筑[6]。同時配合布料桿，以水平分層的工藝左右對稱進行同步澆筑。從箱梁兩端向中間同時澆筑混凝土，以防止澆筑過程中混凝土漿液集中在錨板處，影響錨板受力。

1.3.3" "混凝土振搗

在混凝土澆筑過程中，需要同步開展振搗作業。在底板澆筑過程中，利用插入式振搗棒振搗，采用平板式振搗器加強振搗，防止混凝土成型后出現空洞現象。在腹板澆筑過程中，腹板混凝土振搗以插入式振搗為主，附著式高頻振搗器為輔助。澆搗結束后等待混凝土冷凝成型。在混凝土成型后，為避免混凝土發生開裂等問題，通過土工布覆蓋，灑水養護，保持混凝土表面濕潤。

1.4" "預應力施工

預制箱梁預應力施工主要包括兩個步驟：預應力張拉施工和壓漿施工。

1.4.1" "預應力張拉施工

預應力張拉施工需分別在預制梁體上進行預張拉、初張拉以及終張拉這3個階段的張拉作業。以YC300型千斤頂作為張拉設備，并配套1.5級的壓力表對張拉力進行標定。張拉前將承壓板面清理干凈，將錨具逐一清洗。梁體端模拆除后，傳入鋼絞線，再安裝工作錨，且鋼絞線穿過工作錨，不能發生交叉扭結現象。安裝限位板與千斤頂，安裝方法和錨具一致。

開始正式張拉作業時，控制千斤頂按照設計規定的張拉應力，沿預應力筋軸線緩慢且均勻地進行張拉。張拉過程中，對鋼絞線伸長值進行及時的校核。如果鋼絞線發生滑絲、損壞等問題，需要及時停止張拉并檢查。

1.4.2" "壓漿施工

在預制箱梁的預應力筋束張拉結束后，將外露多余的鋼絞線切除。經24h后觀察無滑絲、斷絲現象后，在終張完成后的48h之內進行管道壓漿作業。

為提升預制箱梁鋼絞線的防腐性能，利用硅酸鹽水泥、粉煤灰、骨料、減水劑、膨脹劑等原材料配制漿液。本文采取真空輔助壓漿工藝，沿管道進行壓漿。在孔道一端通過真空機將內部空氣排出，另一端以連續式的方式注入漿液，保障一次壓漿完成。當管道內注滿漿液時，讓漿液在0.5～0.6MPa壓力下持壓3min，確保管道出漿濃度和進漿濃度相同。

2" "實例分析

2.1" "工程概況

某高速鐵路專線工程中跨海大橋項目是我國中長期鐵路規劃網中的關鍵組成部分，其箱梁梁長32.6m，底板寬度5.3m，高度2.686m，混凝土采用C50級別。

本次工程綜合考慮預制箱梁的工廠化與機械自動化需求，將鋼筋作為一個整體運輸至施工現場進行綁扎與吊裝，然后按照文中上述內容所設計的施工技術，進行預制箱梁的施工。

2.2" "起拱度分析

在預制箱梁施工結束后，為充分掌握箱梁整體結構的施工質量，需要對預應力張拉后的梁體實際起拱度進行監測，并將其和設計預期值進行對比，從而判斷本次預制箱梁施工效果。

2.2.1" "起拱度計算

梁體起拱度的作用是為高速鐵路橋梁提供平順行車的條件。本文結合《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》中，對混凝土橋梁起拱度的相關規定，提出本次高速鐵路專線預制箱梁起拱度的理論計算公式：

δ=（M×L2）/[E×I]-δr" " " " " " （1）

式（1）中：M表示彎矩；L2表示梁的跨度；E表示彈性模量；I表示截面慣性矩；δr表示由反拱效應引起的起拱度降低值。

根據式（1）計算，即可求出本次高速鐵路專線常用預制箱梁施工中，梁體理論起拱度為9.51mm。

2.2.2" "起拱度對比

在此基礎上，在施工現場的箱梁底板中心線上布置多個測點，并選取10個具有代表性的梁體起拱情況監測值進行統計分析，結果如表2所示。從表2數據可以看出，本次施工結束后，該預制箱梁各梁體的實際起拱度在9.09～9.93mm之間，與利用式（1）計算的理論值9.51mm十分接近。由此可以說明，本文設計預制箱梁施工技術是有效且正確的，箱梁實際起拱滿足設計預期，可以保障箱梁施工質量以及結構安全。

3" "結束語

本文主要研究了高速鐵路專線常用預制箱梁施工技術，文中對預制箱梁施工中幾個關鍵步驟：安裝預制模板、綁扎與吊裝鋼筋、澆搗混凝土、預應力施工進行了詳細分析，并通過工程實例驗證了設計施工技術的可行性與可靠性。

采用預制箱梁施工技術設計施工，不僅可以加快施工速度，降低混凝土收縮徐變對箱梁整體結構的影響，而且工后箱梁結構具有剛度大、變形小等優點。本文結合工程施工實例，詳細探討了高速鐵路專線常用預制箱梁施工技術，可以為同類型的箱梁施工提供參考。

參考文獻

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