无砟轨道预应力混凝土简支箱梁施工技术

王海军

摘要：随着我国客运专线建设的飞速发展，客运专线工程施工技术水平在不断提高，桥梁结构型式也复杂多样。预制箱梁以其受力合理、相比现浇箱梁施工速度快捷等优点，在客运专线桥梁中普遍使用。本文以新建京福铁路段双线整孔简支箱梁预制施工为例分析了其施工要点，望对其它类似施工有所帮助。

关键词：桥梁；双线整孔简支箱梁；预制；施工技术

中图分类号：U445 文献标识码：A

一、工程概况

新建京福铁路设计时速达 350km/h，设计使用寿命100年。中铁隧道集团京福铁路闽赣段VI标项目经理部负责标段内40座桥梁的施工任务，上部结构采用预应力混凝土简支箱梁。32 m双线整孔简支箱梁，采用图号为通桥（2008）2322A-II，长32.6m，高3.05m，顶板宽12.0m，底板宽5.6 m;其钢筋用量62.664 t，钢绞线用量9.55 t，混凝土用量330.74 m3，梁重826.9T。同时要求预制箱梁混凝土为高性能耐久性混凝上，保证耐久性达到100年。双线整孔简支箱梁采用设场预制，使用大吨位提运架设备的方法进行架设。双线整孔箱梁体积大、自重大、施工质量高、精度高，对施工机械的要求高，临时工程的数量大。梁体预制采用整体底模,全长整体钢外模,伸缩式内模,底腹板、顶板钢筋分别绑扎 ,用吊具及龙门吊吊装到模板内进行整体拼装。抽拔橡胶棒成孔,强制式混凝土搅拌机搅拌,混凝土输送泵配合布料机入模,附着式振动器配合插入式振动器振捣。梁体采用一次性整体灌筑技术。钢绞线用穿束机穿束, 张拉分三个阶段进行，在制梁台位上进行预张拉和初张拉,在存梁台位上进行终张拉。孔道采用真空辅助注浆工艺,梁端用微膨胀混凝土封锚。桥面防水层、保护层及防护墙、竖墙在梁架完后施工。

二、双线整孔简支箱梁预制施工技术

（一）模板施工

箱梁模型由底模、外模、内模、端模四部分组成，端模与外模，夹在底模内模之间。端模和外模、底模之间均设置胶条密封；外模与底模之间用螺栓连接，以抵消侧压力，内模支撑在底模之上，靠自身重力抵消腹板混凝土产生的上浮力。各模板在安装前需检查，对其缺陷需要及时修整，并涂抹隔离剂。预制箱梁模板拆除时的混凝土强度要达到设计60%以上，且能保证棱角完整。拆模时，梁体混凝土芯部与表层、箱内与箱外、表层与环境温差不大于15摄氏度，气温急剧变化时不宜拆模。

（二）钢筋绑扎

为了保证钢筋绑扎位置的准确及加快模板的周转时间,使钢筋绑扎与箱梁混凝土施工能够同时进行,特制了底腹板钢筋绑扎胎具以及顶板钢筋绑扎胎具。钢筋绑扎胎具利用槽钢、角钢和工字钢焊接而成,并按钢筋坐标预设卡口来对钢筋绑扎进行定位。钢筋绑扎前对胎具下部的角钢进行高程测量,确保底板部位的钢筋在一个平面上,控制所有角钢点高度在同一个平面上,确保底板钢筋水平,保证胎具底面和底模面状况一致,吊装后保护层、预应力管道定位准确。预应力管道定位网片事先在固定的样板胎具上焊好,然后在绑扎钢筋骨架的箍筋、蹬筋时,将定位网片按编号在设计位置与箍筋、蹬筋同时绑扎好。在胎具上进行钢筋绑扎时,进行抄平,按照相对高程的位置控制,纵向至少拉5道线,控制横向坡度,在钢筋整体吊装到制梁台座以后,要检查是否有因为吊装引起的变形,若有变形,进行整改,确保钢筋平面位置准确。当梁体底腹板钢筋及桥面钢筋笼绑扎完成后,抽拔棒安装在梁体钢筋绑扎台位上进行。保护层垫块采用高性能细石混凝土垫块,抗压强度不小于50MPa，每平方不少于4个。

预应力孔道成型:纵向预应力孔道采用抽拔橡胶棒预埋成孔。

当底腹板钢筋绑扎完毕、内模拼装完毕、顶板钢筋绑扎完成后,采用龙门吊通过专用吊具整体依次吊装入模。

（三）混凝土浇筑

采用2台混凝土输送泵，灌注时间要求不超过6 h。泵送过程中，遇高温或低温环境时，分别采用湿帘或保温材料覆盖。混凝土灌注采用从一端开始，逐步推进的方式，每层混凝土厚度不宜超过30 cm，2台布料机分别从两端及两侧同时向中间灌注。灌注时，采用高频侧振和插入式高频棒联合振捣成型的方式。

混凝土浇筑顺序：首先，从腹板下混凝土灌注下腹板区域，这一区域的高度不得超过0.6 m，振捣主要是附着式振动器，使混凝土向底板流动。然后，打开内模顶板上的天窗，通过天窗灌注底板混凝土。再分层灌注腹板区域，每层厚度不超过30 cm。腹板混凝土灌注时应两侧同时进行，严禁单侧灌注混凝土或两侧灌注混凝土量不均匀造成内模向一边倾斜。底、腹板混凝土灌注完毕，关闭内模顶板预留灌灰口，开始灌注顶板混凝土，灌注完毕，收面时应边收面边覆盖，防止风吹出现干缩裂纹。

高性能混凝土坍落度不易控制，混凝土坍落度大了易造成翻浆，影响混凝土质量。混凝土坍落度小了易造成堵管，延长灌注时间。所以在混凝土初期搅拌时，试验室从搅拌、运输、灌注3个环节来确定配合比的最终加水量，并随时测定砂子、碎石含水量，及时调整，混凝土坍落度的控制在160～190 mm为宜。

考虑到箱梁内模上浮及底板混凝土的密实，不宜进行内模封底，但为防止灌注腹板时混凝土拌和物的大量挤出，又要给腹板混凝土下陷予以阻力以保证腹板的密实，因此在内模侧面拐角处加放压浆板。

（四）预应力筋的张拉

初始应力阶段:初始应力主要是为了使钢绞线从松弛状态达到受力状态,减小伸长值测量误差,并使同束各根钢绞线受力趋于一致,初始应力值取终拉控制应力的20%。当钢绞线张拉到初始应力值时,松开千斤顶吊绳,使千斤顶自动对中,用特制套管(即撑脚)挤压工具锚夹片,使夹片紧紧握裹钢绞线,以减少钢绞线的回缩。同时用标定过的深度尺测出油缸外露长度及挤紧的工具锚夹片的外露长度,在质量记录上进行记录。

张拉阶段:张拉阶段升压应平稳,升压速度用油泵侧面的节流阀进行控制。当油表指针接近控制应力油表读数值时减缓升压速度,由于预应力筋是自锚,因此严禁超张拉。

预、初张拉控制应力阶段:设计要求为梁体提供移梁下台位所需的预加应力值、防止梁体出现裂纹。钢绞线张拉到控制应力值后,测量油缸伸出长度及工具锚夹片外露长度并记录。

自锚阶段:预应力筋回缩自锚应在油泵停机状态下打开顶部的控制阀(侧面节流阀处于拧紧状态)来完成。锚固结束后测量油缸长度,以便计算自锚阶段的钢绞线回缩量。

油缸回程:开动油泵,打开控制阀及节流阀,使油缸回缩,当油缸外露长度达到1～2cm时,关闭油泵完成油缸回程操作。卸除工具锚及千斤顶,测量工作锚夹片的外露量,并在距离夹片端头2～3cm处的钢绞线上用石笔划出标记,观察24小时再次测量,以判断钢绞线及夹片的回缩量。

（五）孔道压浆

采用普通压力压浆工艺往往存在浆体不致密、收缩大、管道不饱满等问题，这主要是由于水泥浆质量不稳定、封锚头不密实而导致漏浆。真空压浆是解决上述问题的最新施工工艺。

1、真空辅助压浆原理

压浆前，先用真空泵抽吸预应力孔道中的空气，使孔道中的真空度达到负压0.06～0.08MPa左右，然后在孔道另一端用压浆泵以一定的压力将搅拌好的水泥浆体压入预应力孔道。真空辅助压浆的关键是要保证管道及锚固体系的密封性，能保证管道内形成一定压力的负压。

压浆作业流程示意图

2、真空压浆注意事项

整个连接管路如果不能承受1MPa的正压力和0.1MPa的负压力，说明管路气密性不好，必须及时检查更正，合格后方能进入下一道工序。浆体搅拌时，水、水泥和外加剂的用量必须按配合比严格控制。 灌浆剂自拌制至压入孔道的延续时间，视气温情况而定，一般不超过60～90分钟内（浆体流动度不大于30秒）。浆体在使用前和压注过程中应连续搅拌。对于因延迟使用所致的流动度降低的浆体，不得通过加水来增加其流动度，应予以废弃。压浆过程中及压浆后48h内，结构混凝土地温度不得低于5℃，否则应采取保温措施。当气温高于35℃，压浆宜在夜间进行。压浆完毕，应用自来水将搅拌机、压浆泵以及压浆管道清洗干净，以防止浆体硬化堵塞压浆管或压浆孔。

参考文献

[1] 梁毅.铁路客运专线箱梁预制场规划设计原则与方法[J].铁道建筑技术，2012（05）.

[2]马永杰.京津城际铁路客运专线32m-900t 箱梁预制台座的设计与施工[J].铁道标准设计，2012（14）.