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摘要：在當前正在興建的鐵路客運專線中，預應力混凝土箱粱以其剛度大、穩定性好、耐久性好的 特點，成為主要的橋粱結構。針對預制葙粱的模板加工和安裝、原材料的質量控制、鋼筋的加工和綁扎、混凝 土的澆筑、預應力鋼絞線的張拉、箱梁的移位與存放等關鍵施工工序的施工工藝進行簡要的探討。...

鐵路客運專線預制箱梁的施工工藝

王敏豐1  董祥峰2

(1．西南交通大學，四川成都610031；2．江蘇省連云港市規劃市政設計研究院有限責任公司

江蘇連云港222000)

    客運專線(高速)橋梁在高速列車運行的情況下，使橋梁結構的動力響應加劇。因此，從列車運行時的安全性、旅客乘坐的舒適度、荷載沖擊、材料的疲勞、列車運行時的噪聲、結構的耐久性等方面都與普通鐵路有所不同。客運專線的橋梁要具有足夠的剛度和強度、可靠的穩定性，以此保持橋上軌道的高平順狀態，滿足高速行車的要求。

    箱形結構的混凝土梁與普通鐵路梁相比，具有剛度大、穩定性好、耐久性好、梁型簡潔、便于養護等現代鐵路橋梁特點，不僅能夠確保列車運行的安全，同時還能滿足旅客乘坐的舒適度。為使橋梁結構構造簡潔，同時便于后期的施工和質量控制，達到少維修的目的，客運專線中的橋梁上部結構設計時主要采用了32m和24m的常用中小跨度簡支或連續的整孔或組合式箱梁。

    通過對現場施工經驗總結，筆者主要對預制箱梁的模板加工和安裝、原材料的質量控制、鋼筋的加工和綁扎、混凝土的澆筑、預應力鋼絞線的張拉、箱梁的移位與存放等關鍵的施工工序的施工工藝進行簡要的探討。

1.箱梁的模板加工和安裝

    預制箱梁的模板主要由底模、外模、端模、內模系統及液壓系統等組成。預制箱梁模板系統是制梁的關鍵設備，梁體質量在很大程度上是依存于模板系統的。模板的質量直接關系到梁體外形尺寸的準確性、箱梁的線形、梁體外觀質量及制梁的工作效率。

    由于預制箱梁體的體積大，混凝土澆筑需一次完成，澆筑時間又有限制，混凝土對模板的側壓力較大。而且預制箱粱的數量多，施工時，內外模及端模需要反復使用多次，因此保證箱梁模板的強度、剛度、穩定性是保證其質量的關鍵。    預制箱梁的模板都是鋼模板，各部位的鋼模面板根據不同要求采用不同厚度的鋼板，外側根據需要設置橫向或縱向加勁肋。各部位的模板在工廠分塊制造，運送到現場后再進行組拼。模板之間采用螺栓連接，便于拆卸和安裝。

模板安裝尺寸允許誤差符合表1的要求。

    根據設計要求及制梁的實際情況，箱梁底模要設置反拱，32m箱梁的反拱數值為l9.5mm。在箱粱兩端預留壓縮量，每端為10mm。24m箱梁的反拱數值為l2．5 mm。在箱粱兩端預留壓縮量，每端為5mm。

2.原材料的質量控制

    預制梁所用的水泥、骨料、摻合料、外加劑、拌和水、鋼筋、鋼絞線、鋼配件材料、防水材料、細石混凝土用纖維以及錨具、夾具等原材料進場時要進行全面檢驗或抽驗，質量要求和檢驗頻次符合規范要求。

    原材料的質量與箱粱的質量息息相關，只有建立了嚴格的原材料檢驗制度，才能保證箱梁的成型質量。原材料進場時要有供應商提供的出廠檢驗合格證書，并按有關檢驗項目、批次規定，嚴格實施進廠檢驗。

    鋼筋表面不得有裂紋、結疤和折疊，鋼筋表面凸塊和其他缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允許偏差。預應力鋼絞線進場后對每批次取樣，在彈性模量和靜力力學性能試驗合格后使用。成束及移運時保持順直，不受損傷，不得污染。鋼絞線和鋼筋運輸有雨布遮蓋。貯存時要分批堆放，保證鋼絞線離地20 mm以上，做好相應的標識標牌。嚴禁使鋼筋與鋼絞線接觸沾污油脂及具有腐蝕性物質，嚴禁堆積，以免壓彎砸傷。

    橡膠抽拔管無表面裂口、表面熱膠粒、膠層海綿。抽拔管存放時應避免高溫，日光照射及接觸腐蝕性物品，以防老化。一定要重視抽拔管的質量，以防抽拔管在箱梁體內斷裂。

3.鋼筋的加工和綁扎

    預制箱梁的鋼筋分布密，標準要求高。為了便于鋼筋的綁扎，根據設計圖上鋼筋的尺寸與形狀及相應的規范要求，嚴格制作相應的胎模。這樣既便于作業工人進行綁扎鋼筋，也便于技術人員的檢查。

    箱梁鋼筋分成底腹板和頂板鋼筋兩部份，分別在各自的綁扎胎模上綁扎成型，用專用鋼筋吊裝扁擔分別吊裝。預應力管道定位網片在專用胎具上加工成型，將定位網片和鋼筋骨架焊接固定后，安裝橡膠抽拔管。

    鋼筋下料時，應根據梁體鋼筋編號和供料尺寸的長短，統籌安排，采用連續配料法下料以減少鋼筋的損耗。

    鋼筋在加工彎制前采用長線冷拉調直或調直機調直。鋼筋表面的油漬、漆污、水泥漿和用錘敲擊能剝落的浮銹、鐵銹等均應清除干凈。

    鋼筋接長以閃光對焊為主，少量的鋼筋接長可采用搭接焊。采用閃光對焊時，應將施焊面上污垢、油脂等清除干凈，露出金屬光澤，還應削平焊接鋼筋的端面，使其與鋼筋中心線垂直。鋼筋閃光對焊前，根據施工條件確定焊接工藝參數，并進行試焊，經接頭外觀及力學性能檢驗合格后方成批焊接。

    鋼筋骨架分為底腹板鋼筋骨架和橋面鋼筋骨架兩塊，分別在各自的綁扎胎模上進行綁扎。鋼筋綁扎時要控制其間距、搭接長度及保護層的厚度，若與孔道位置相碰，應遵循預應力孔道優先的原則。

4.混凝土的澆筑

    箱粱的混凝土強度等級為C50，水泥采用強度等級為42.5的低堿普通硅酸鹽水泥，每立方混凝土膠凝材料總用量為490kg；為了增強混凝土的耐久性，膠凝材料中應適當摻加粉煤灰、礦粉。混凝土必須具有較好的和易性，坍落度在16—20cm范圍內；混凝土水膠比為0.33。為提高混凝土的早期強度及改善混凝土和易性，摻用高效減水劑。

    混凝土采用臥軸式強制攪拌機進行拌制，采用電子計量系統自動計量原材料。攪拌時，先向攪拌機投入粗骨料和細骨料，攪拌均勻后，再投入水泥、礦物摻和料、水和外加劑。總攪拌時間為1508。冬期攪拌混凝土前，采用加熱拌和用水的方法調整拌和物的溫度；夏天攪拌混凝土時，采用冷卻拌和水、灑水冷卻粗骨料和在傍晚或晚上攪拌混凝土的方法，以控制混凝土的人模溫度在50C～30℃。

    混凝土的澆筑方案：梁體混凝土澆筑采用混凝土輸送泵+布料桿，連續澆筑，一次成型。混凝土澆筑采用縱向分段、水平分層連續澆筑，由一端向另一端循環澆筑的施工方法，通過地泵和布料機，從腹板頂下料，澆筑腹板下倒角(部分底板)和腹板混凝土；從內模頂開孔中下料，補足底板混凝土量；頂板用布料機從一端向另一端布料澆筑；澆筑時間控制在6 h以內；混凝土從加水攪拌起，45 min內泵送完畢。其人模溫度控制在50℃～30℃，分層厚度為30～40cm。

    混凝土的振搗采用插入式振動棒振搗。操作插入式振動棒時宜快插慢拔，垂直點振，不得平拉，不得漏振，謹防過振；振動棒移動距離應不超過振動棒作用半徑的1.5倍(約30cm)，每點振動時間約20-30s。振動時振動棒上下略為抽動，插入深度以進入前次灌筑的混凝土面層下50 mm為宜。灌筑過程中注意加強跨中處預應力孔道、倒角、交界面以及鋼筋密集部位的振搗。

    開盤前，試驗人員必須測定砂、石含水率，將混凝土理論配合比換算成施工配合比；開盤后，試驗人員要對前三盤逐盤檢查混凝土坍落度，以后每10盤檢查一次，如發現混凝土坍落度與配合比要求相差較大時，要由試驗人員查明原因后加以調整。

5.預應力鋼絞線的張拉

    預制箱梁采用l×7—15 20—1860一GB／T 5224—2003型鋼絞線。錨下控制應力為l395 MPa。鋼絞線張拉采用張拉應力與伸長量的雙控指標，以油壓表讀數為主，以預應力筋伸長值作校核，按預應力筋實際彈性模量計算的伸長值與實測伸長值相差不應大于±6％；實測伸長值以20％張拉力作為測量的初始點。

    鋼絞線穿束前應探明預應力管道的斷面情況，用無油壓縮空氣清除管道內的雜物及積水，確保鋼絞線柬穿束順利施工。

    在混凝土強度達到設計要求的強度后，對預制梁進行預張拉；在梁體混凝土強度達到(40+35)MPa和模板拆除后進行初張拉(混凝土齡期約為120 h)；初張拉后，梁體橫移出臺位。終張拉在梁體混凝土強度達到(50+3.5)MPm及彈性模量達到355GPa后、齡期不少于10d進行。

    預施應力采用兩端同步、對稱張拉。預施應力過程中應保持兩端的伸長量基本一致。

    張拉期間采取防護和包裹措施，避免錨具、預應力筋受雨水、養護用水澆淋，防止錨具及預應力筋出現銹蝕。

6.箱梁的移位與存放

    將箱梁從制粱臺座移到存梁臺座，既可采取頂推滑移，也可采取吊機提梁移位，但不論采用何種移梁方式，箱梁的移位難度均比普通預制梁的移位難度大。

    當采用頂推滑移法時，要求確保滑道的強度、剛度及平順度，以防止移梁的過程中由于梁體受力不均，造成梁體開裂。當采用吊機提梁移位時，要確保吊機的提升能力、穩定性，吊機走道的強度等方面滿足要求。

    存梁臺座要有足夠的強度。存梁時保證每支點實際反力與四個支點的反力平均值相差不超過±l0％，且四個支點間的相對高差不大于2mm。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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