高速铁路跨海特大桥预制梁段施工技术

满科MAN Ke

（中铁十四局集团第三工程有限公司，济南 250300）

1 工程概况

青盐铁路胶州湾特大桥位于山东胶东半岛，双线电气化，设计时速为200 公里/h。该桥东西向跨越胶州湾，其中跨海（154#～193#）40 孔桥梁上部结构，设计为48.2m 有砟轨道预应力混凝土简支梁，预制梁段采用移动支架节段拼装法施工，为了高质量地完成预制梁段的施工，本项目使用BIM 技术和管理手段。

预制节段拼装箱梁单孔全长为49.9m，计算跨度为48.2m，每孔由4 节异形梁段、7 节标准梁段和10 道湿接缝组成，预制梁段采用C50 高性能混凝土，HRB400 钢筋，其中1#、2#节段为变截面异形梁段，每孔各2 块，1#梁段单块长2.55m，混凝土68.2m3，钢筋14.13 吨，2#梁段单块长4.2m，混凝土60.8m3，钢筋14.34 吨；3#-6#梁段为等截面标准梁段，每孔3#-5#各2 块，6#块1 块，梁段单块长均为4.2m，混凝土48.3m3，钢筋8.69 吨；湿接缝宽均为0.7m，采用C55 补偿收缩混凝土。

2 预制场总体布置

为满足工期需求，在海湾东、西两岸均布置建设节段预制场，其中西岸节段预制场位于主线195#墩附近，梁段预制场南北向布置与线路方向垂直，长200m，最大宽度80m，占地约25 亩。

西岸梁段预制场垂直线路中心布置，依次规划数控钢筋加工区、梁段生产、存放区，生活及办公区位于生产区西侧，生活区与生产区之间布设贯通运输通道，用于梁段架设时的运输。

梁段预制场生产区设置5 个制梁台座，并配备5 套制梁外模、内模、端模。制梁台座设置相应的封闭式加工棚、活动式顶棚以及养护装置。存梁区域设置4 排梁段存放台座，存梁台座按照双层存梁考虑。梁段预制区、梁段存放区，配备1 台200 吨龙门吊进行梁段提升与转运。

3 预制梁段总体施工方案

根据预制梁段的结构特点，采用台座法进行预制，项目深化设计BIM 综合应用技术，实现精细化BIM 建模、可视化交底、重点工序模拟、重点部位二维三维图纸交互查看等功能，有效保证了施工质量。工人按结构尺寸对台座外模进行调整后，将半成品钢筋运至制梁台座内，进行钢筋骨架绑扎及预应力工程相关施工，采用泵送法浇筑C50混凝土施工。新浇筑梁段完成养生后，符合梁段起吊条件，由提梁龙门吊将预制梁段移入存梁区。接着在制梁台座上，再继续进行相同类型截面尺寸的预制梁段施工，并以此循环进行整桥同等梁段的预制。

3.1 预制梁段施工工艺流程

预制梁段施工工艺流程见图1。

图1 预制梁段施工流程图

3.2 预制梁段模板安装

①模板结构。

为保证预制梁段外观质量，根据设计图纸，梁段预制模板由专业厂家设计、加工。预制梁段分1#梁段、2#梁段和标准梁段模板，模板面板全部采用复合型钢模板，定型模板主要由外模、外模加固行架、内模、底模及全自动液压系统等组成。

②模板安装。

模板安装施工顺序：底模清理调整→外模安装固定→内模推送安装→端头模与内模、外模连接固定。（如图2 所示）

图2 预制梁段外侧模安装示意图

3.3 预制梁段钢筋施工

①钢筋加工。

钢筋采用集中加工，加工制作前，钢筋原材表面须洁净，钢筋加工时，技术人员复核下料单，无误后进行集中加工，加工成型的钢筋，按规格型号分类存放，做到下垫上盖并做好标识，做到先加工成型的钢筋先使用，避免因半成品钢筋存放时间过长，导致钢筋锈蚀，影响质量，无法使用。

②钢筋绑扎。

待台座模板调试合格并清理干净后，在模板内绑扎梁体钢筋，由BIM 创建的深化设计模型，实现了差、错、碰、漏检查。预制梁段钢筋骨架由底板、腹板、顶板及预埋钢筋组成。钢筋的交叉点用镀锌铁丝，按逐点扎结，要求绑扎牢固。腹板箍筋与主筋垂直，箍筋的末端向内弯曲，箍筋与主筋的交叉点均需绑扎牢固。箍筋接头（弯钩接头处）在梁中沿纵轴线方向交错布置。

在腹板钢筋绑扎的同时埋设梁底检查小车预埋钢板，预埋钢板背部锚固钢筋与腹板钢筋焊接牢固；同时根据设计通风孔位置安装腹板通风孔预埋管。预制梁段的体保护层厚度均为5cm，用于固定垫块的扎丝的尾端应向内侧，不得伸入保护层范围。

3.4 预制梁段混凝土施工

①混凝土浇筑施工。

预制梁段混凝土为C50 混凝土，混凝土浇筑前要仔细检查预应力管道、预埋件、钢筋保护层等项目。预制梁段混凝土总体浇筑顺序：先浇筑底板→再浇筑倒角与腹板→最后浇筑顶板混凝土。腹板混凝土采用两侧对称分层浇筑，以插入式振捣工艺为主，以附着式高频振动器为辅。

混凝土采用对称浇筑，底板倒角位置先浇筑厚度约80cm。防止一侧混凝土浇筑过多，导致侧压力过大，使节段箱梁内模变形。插入式振捣器严禁触碰预应力管道和预埋件，在预制梁段浇筑过程中，设置专人用橡皮锤敲击模板，辅助检查混凝土浇筑是否密实，同时注意严防由于浇筑速度过快或混凝土坍落度过大而引起底板混凝土翻浆。

②模板拆除。

模板拆除顺序应按照安装反向进行。预制梁段混凝土达到拆模条件后，开始拆除端模，随后拆除内模，最后拆除外侧模板。

模板脱离过程如图3 所示，外模脱离主要有以下步骤：1）：拆除模板各连接螺栓；2）：利用底模液压系统顶升预制梁段上升约50mm；3）：利用油缸牵引外模系统，使其脱离混凝土面。

图3 箱梁节段外侧模脱离示意图

3.5 混凝土养护

预制梁段混凝土浇筑完成，应及时进行养护，养护措施要符合当时的季节变化。

①常温季节施工养护。

常温季节预制梁段采用自动喷淋洒水养护。待混凝土浇筑完毕终凝后，开始在预制梁段顶板、腹板等部位覆盖土工布，并使土工布保持湿润，预制梁段未拆除前，模板表面采用人工洒水降温。拆模后预制梁段吊入存梁区，采用循环水全自动喷淋养护系统，对预制梁段进行养护。（如图4 所示）

图4 自动喷淋养护照片

②冬期预制施工期间的养护。

为了加快拆模时间，同时避免温差裂缝，满足预制梁段达到吊装所需的强度，在施工期间，预制梁段养护采用养生棚内放置蒸汽设备进行养护。（如图5 所示）

图5 制梁台座处养生棚结构示意图

3.6 梁段转运和存放

龙门吊工作方式包括竖向提升与纵向走行两种。预制梁段经养护达到吊移强度后，安装专用吊具，并由专人指挥，将预制梁段移至存梁区。根据预制梁段布置形式，在存梁台座相应位置划线标识节段存放区域，并根据节段号分类放置。节段箱梁堆存区设计为双层存梁。（如图6 所示）

图6 节段梁存梁区

预制梁段存放应严格遵循从下到上，重量递减、后存先用的综合原则。预制梁段存放时，存梁台座应放置橡胶垫块。防止架设预制梁段提运时，上、下层节段箱梁多次提运，整孔预制梁段按每相邻两梁段堆存一层，同梁号的转运预制梁段应存放在同一个地方。

3.7 预制梁段转运

预制梁段出场转运前，应按设计检查预制梁段几何尺寸及梁体外观质量，外露连接钢筋应顺直，预应力孔道应通畅，预制梁段各项检查合格后，方可通过龙门吊吊装至运梁车。预制梁段吊装至运梁车后，采用紧线器配合钢丝绳进行梁体加固，运输至现场架设。（如图7 所示）

图7 节段梁运输

4 施工注意事项

①预制梁段的模板采用定型钢模，模板应满足强度、刚度等规范要求，底模、侧模及翼缘板连接部位，采用圆弧模板过渡，表面平整度应满足设计要求。

②梁体纵向钢筋安装时，应预留足够的长度，满足湿接缝钢筋连接要求。

③预应力预埋管道，应按复核后的设计坐标精准放样定位，定位采用U 钢筋加固，确保梁段拼装时，各梁段连接处的预应力管道平顺。

④跨海预制梁段位于氯盐L2 环境，梁体保护层厚度均≮5cm，绑扎垫块扎丝的尾端，不得伸入保护层范围；预制梁体与L2 接触面的混凝土，采用涂刷防腐涂层，确保涂装效果。

⑤在预制梁段浇筑混凝土过程中，应随机制作混凝试件，试件应与预制梁段同条件养护，为预制梁段拆模、吊装及后续施工提供强度依据。

5 结束语

预制梁段移动支架拼装箱梁的施工工艺，在我国高速铁路建设中的应用正在逐步推广，正确掌握和应用该预制施工工艺，不仅大大提高工作效率，降低施工风险，节约施工成本和工期，预制梁段质量的优劣将直接影响有砟轨道预应力混凝土简支梁拼装架设和铁路运营的安全，在预制梁段施工过程中，应严格按照标准进行控制，确保施工质量，对今后的相关项目施工质量及过程控制具有一定的参考意义。