王文玉
中铁二十一局集团路桥工程有限公司 陕西 710065
摘要：节段拼装箱梁对我单位来说是一种新接触的桥梁上部施工技术，此避免了大型吊装设备的投入，能避免大体积砼的浇筑，能减小施工强度，是一种比较成熟的施工技术。本文介绍节段拼装梁施工技术，为类似工程施工提供借鉴。
关键词：节段拼装箱梁；施工技术
一、工程概况
甘泉洛河大桥为新建包头至西安铁路甘泉北车站的组成部分，位于陕西省延安市甘泉县境内，斜跨洛河，并行六线设计，其中上部结构为六线48m箱梁。48米湿接缝箱梁共划分9个梁段，两种节段形式，其中两端各一个长360cm梁段，中间7个长530cm梁段；湿接缝长均为60cm。
箱型简支梁采用单箱单室截面、等高度预应力混凝土箱梁，箱梁顶宽4.96m，梁底宽3.0m。箱梁顶板厚32.5cm，底板厚为32cm，腹板厚为35cm，支座处分别加厚至53.5cm，85cm，59cm。
二、主要技术指标
（1）、铁路等级：Ⅰ级。
（2）、设计速度：客车200km/h，货车120km/h
（3）、正线数目：站场六线，线间距：5m、5.3m。
（4）、轨道类型：有碴轨道。
三、主要施工技术
1、预制场的建造
梁厂占地面积约5625m²（125×45m），共设6个制梁台座，27个存梁台座。配一台120吨大门吊用于提梁及移梁。其中1、2台座为1＃梁段预制台座，3-6号台座为普通段预制台座，。台座1和2共用一套内模和外模；台座3、4和台座5、6各自独立使用一套模板。存梁台座及制梁台座，采用条形基础下设扩大基础。
预制梁场范围内所有基础用压路机压实，对于存梁及制梁台座受力影响范围内地基需换填碎石并夯实。对于大门吊轨道基础，地基需夯实，然后上铺道碴和枕木及钢轨。
整个预制厂地面用C15的混凝土硬化10cm，台座基础附近带1％的横坡，考虑整个场地的流水，汇水，排水。
2、梁段生产
单个标准梁段生产周期见下表
3、梁段预制施工方案
3.1、预制梁段施工工艺（流程见图1）
（1）、模板体系
箱梁模板由底模、外侧模、内模、端模及相互连接体系等组成，模板采用钢制模板。
底模焊接在台座预埋件上，台座用C25砼浇注而成，80cm条形基础加50cm扩大基础。由于底板拟采用直接灌注，插入式振捣棒可直接振捣，根据以往施工经验一般情况下无须设置底振，底板灌注完成后压盖木板防止反浆。
外侧模采用整体式大块钢模板，模板要有足够的强度、刚度能满足梁体轮廓尺寸和平整度的精度要求。底部采用直径32的螺纹钢与底模对拉固定，在外模的下侧各有两个小千斤顶，起外模支撑和调节作用。
内模采用整体式大块钢模板，支承在纵梁滑道上，可在纵梁滑道上移动。滑道立柱采用工字钢组焊件，底部与台座之间用混凝土连接固定，立柱上端与纵梁连接处设调节丝杠，用丝杠调节内模高度或脱开内模，内模内设内模支撑桁架，配有调节丝杠可解决内模支承、内模的侧面腹板旋转及脱模问题。制梁时内模拖拉至制梁位置，用立柱丝杠及内模桁架丝杠调节好内模线形，连接内模与端模。脱摸时首先去除内模与端模的连接，利用内模桁架的收缩丝杠，收缩内模腹板位置，内模腹板收起后，利用立柱丝杠使内膜与梁体完全脱离。利用内模桁架上的走形轮，拖拉整个内膜到下一个制梁台座。
为保证梁体外形尺寸的精度，采用端模包侧、内模，底模包端模的方式，端模为一整体加强钢模，保证强度与刚度，端模上留有钢筋及橡胶棒预留孔。
（2）、钢筋绑扎和拼装模板
钢筋绑扎顺序：
首先固定底模、外模和端模，以及腹板钢筋支撑脚手架，调节底板、腹板及梁高等尺寸，腹板角度、底模平整度达到要求。然后绑扎底板和腹板钢筋，焊好定位网片，穿入橡胶棒，滑入内模，正确固定连接合理。最后绑扎顶板及挡碴墙钢筋。
由于梁段摆放到造桥机上以后，梁段间距较小，因此在梁段两端凿毛后，湿接头的蹬筋、箍筋应预先挂在梁段端头并固定好。
（3）、混凝土灌注
箱梁混凝土采取底板─→腹板─→顶板的顺序灌注。底板采用直接灌注、振捣容易。腹板采用两侧对称分层灌注，混凝土灌注时应加强振捣，底、顶板保证四条、腹板一侧保证2条振捣棒同时运作。
①、混凝土振捣：底板、顶板、腹板混凝土采用插入式振捣器振捣，腹板外模上安装附着式高频振动器配合插入式振动器振捣。在混凝土振捣时根据实际情况控制振捣时间和振捣强度确保混凝土施工的内实外美。
②、混凝土养护：根据梁段预制工期及现场施工环境，梁体夏季采用塑料薄膜覆盖洒水自然养护；梁体冬季养护采用蓬布和火炉养护。蓬布遮盖联成一个整体养护罩，顶部用重物压住，四周用绳捆住固定。梁段内生火炉，养护结束后，进行薄膜覆盖养护。同时注意要用草袋或麻袋保温。
3.2.1节段预制线形的控制
（1）、台座基础采用C25混凝土浇筑，80cm厚条形基础加50cm扩大基础，基底用碎石换填，底模板安装调平后与基础内预埋加工件焊接；
（2）、预制台座底板平整度、台座中心线在台座安装过程中利用水准仪及经纬仪控制；
（3）、为了控制台座的沉降量和非弹性变形，台座地基及基础必须坚实、整体连续，对地基的承载力考虑不大于0.15MPa，台座周围应布置排水沟，防止台座被水浸泡沉降；
（4）、对于台座的沉降量进行观测，观测基准点设在4＃墩台上。
（5）、为保证箱型梁的外观质量、增加模板的倒用次数，内外模板均采用钢模板；
（6）、模板结构具有足够的刚度、强度和稳定性，在承受新浇筑混凝土的重力、侧压力及施工中可能产生的各项荷载时，能保证梁体各部位设计形状、尺寸和相互间位置正确。防止灌注和振捣混凝土时模板产生超过允许范围的变形；设计时模板面板取8mm、主肋为16的工字钢、辅肋用14的槽钢。
（7）、模板设计考虑起吊能力，震动器安装，拆装方便等诸多因素；
（8）、制造钢模时应严格控制截面尺寸及长度、模板接缝平顺，边缘经过洗边处理，模面平整，转角光滑，连接孔准确；
（9）、制造时设置平台，平台置于坚实的基础上，以保证在制造过程中不致于走样，平台面经过仔细抄平，其误差应在2 mm以下；
（10）、焊接时，模板安装要正直，以保证模板在焊接过程中不走样。
（11）、模板面板间的接缝设计为4mm的子母口，密贴5mm的橡胶皮，法兰板之间用螺栓连接，对其接口压死胶皮，保证不漏浆。
4、架梁总体施工方案
4.1 架梁施工方案
甘泉洛河大桥位于甘泉北车站，为6线桥，线与线之间的间距为5.0m、5.3m，而48米跨度梁顶部宽度为4.96m，故相临梁缝的横向宽度仅4cm。由于造桥机前支腿立柱的外侧宽度为5.7m，相临梁架设时由于宽度不足导致造桥机无法前行。因此，48米箱梁架设总体思路如下：于第Ⅱ线搭设临时墩，铺通膺架，将每条线的梁段在此进行拼装，张拉完成后整孔横移就位。
4.2 膺架法架梁施工
4.2.1膺架基础的处理
膺架基础地基采用蛙式打夯机压实，使基底承载力达到200KP
以上。膺架基础使用尺寸为4m×3m×0.8m混凝土块，该混凝土块可以多次重复使用。
4.2.2膺架的搭设
每孔梁下设置3个临时支墩，第一和第三个临时支墩直接设置在承台上；第二个临时支墩设置在梁跨跨中。临时支墩竖向支撑为拼装式钢管，两端的结构形式为1（纵桥向）×4（横桥向），跨中形式为2×4，钢管柱之间采用联结系连接为一整体。
图1预制梁段工艺流程
4.2.3梁段的吊装、运输、和调位
梁场用120吨龙门吊按由小里程向大里程的顺序，将梁段放于运梁车上，运梁车将梁段运到摆放的位置，用千斤顶脱空运梁车，运梁车退回梁场。用双坐标千斤顶对梁段进行纵向和横向精确就位，要求线路中心线和梁体中心线重合；两端的一号梁段预埋螺栓对正支座预留孔，考虑预应力张拉后及后期混凝土徐变引起梁体收缩，梁段在摆放时，纵向按设计预留收缩量。梁段间距按60cm间距布置；竖向按二次抛物线设置反拱度。
4.2.4穿钢绞线、连波纹管
为了提高穿钢绞线的效率，采用人工和机械牵引相结合的方式穿钢铰线。穿钢绞线时，应随时观察和调整预先插在湿接缝孔道中的波纹管的位置，以避免钢绞线在穿过湿接缝时将波纹管拉坏。钢绞线穿好后，将插在孔道内的波纹管拉出，联通孔道，检查所有波纹管有无损坏，如有应马上更换。当确定所有波纹管均完好无损后，将两头用砂浆密封。
4.2.5湿接缝施工
（1）准备工作
梁段在从存梁场地移至支架上之前，将梁段的端面凿毛，外伸钢筋理顺调直，各湿接缝用钢筋挂在外伸钢筋相应位置处，波纹管插入预留孔道。
（2）钢筋的绑扎
湿接缝钢筋绑扎按常规方法进行。由于箱梁腹板钢筋密、波纹管多，湿接缝混凝土采用振动棒振捣，为保证波纹管在施工中不被破坏，要求梁段腹板接茬钢筋要上下排列绑扎，以增大振动空间。
（3）立 模
考虑模板的安装方便和空间限制，采用钢木结合模板。模板周边贴上薄海绵条，以防止漏浆。
立模的顺序依次为底模、侧模和内模。底模、外侧模和内侧模均用对拉螺杆拉紧与梁段密贴。
（4）灌注湿接缝混凝土
由于所有的荷载均由膺架承托，随着灌注的进行，纵向支架必将产生一定的挠度变形，如灌注次序不当，随着混凝土的凝固将影响到整孔梁的线型。箱梁的湿接缝要对称灌注，依次从两端向中间进行。整孔梁所有湿接缝必须一次灌注完毕，中间不得停顿。每一个湿接缝的灌注顺序依次为底板、两侧腹板和顶板，混凝土灌注也必须连续进行，中间不得停顿，以免留下施工薄弱层。
（5）养 生
湿接缝混凝土养生采用自然洒水养生的办法，冬季施工可采用梁内生炉子，外边包保温被的办法。
（6）拆 模
湿接缝混凝土初凝以后，微拧内外模板之间的对拉螺栓，以免螺栓与混凝土凝固在一起而拔不出来。当混凝土强度达到50%设计强度后，开始拔出对拉螺栓，拆模顺序依次为外侧模、底模和内模。
（7）预应力钢绞线张拉
梁部设计为后张法预应力混凝土箱梁，张拉按设计要求进行。
① 张拉设备的标定：
张拉设备在工地第一次使用前必须按初始预应力值、中间预应力调整值和设计预应力值进行标定，建立油压与张拉力关系图表。标定时对千斤顶、油泵和压力表配对编号，工地使用时按此编号组配，并应对张拉设备按规范要求定期标定。
② 钢绞线下料：
根据孔道计算长度并考虑锚头高度、千斤顶支撑点至尾部工具锚间长度、工具锚外富余量，从成卷钢绞线中截取。
③ 预应力钢束的张拉：
采取左右两侧对称同步张拉，以控制张拉力为主、伸长量为辅的双控法进行。张拉顺序是；张拉初始应力做标记→张拉吨位→测量伸长量→持荷五分钟→回油至零→锚固。
（8）预应力孔道的压浆封端
① 当预应力钢束张拉后，对预应力孔道应及时进行压浆处理。按设计要求，孔道压浆采用标号不低于C50的纯水泥浆。压浆具体步骤如下：
a．注水清孔：清除孔内的遗杂物。注水时同时检查梁体是否有渗漏水现象，发现有渗漏水的部位应用砂浆堵漏。
b.压浆：用UB3型压浆机将拌制好的纯水泥浆从梁的一端压向另一端。孔道两端均设有控制阀，当出浆端排出浓浆后，先把出浆端控制阀关死，压浆端继续压浆，当孔道内压力升到0.6MPa后，稳压3分钟，将压浆端控制阀关死。
c．补压浆：压浆机前移至原出浆端，检查出浆端的浆是否充满孔口。发现空隙的孔道应进行补压浆处理。
② 封 端
在所有孔道压浆完成之后，对箱梁端部进行清理，绑扎封端钢筋，立封端模板，灌注混凝土。
主要施工步骤及工艺要点见后图（4.2）
4.3重点部位施工方法、施工工艺
4.4.1 梁段调整及浇筑湿接缝
第一步：将如上图所示的梁段安装到位。
第二步：精确调整所有预制梁段的位置达到设计线型，进行湿接缝钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑、养生及整孔张拉后架梁完成。
4.4.2箱梁下挠控制
预应力混凝土梁在张拉后上挠，摆放梁段时应该预留反拱度，因此施工时应严格控制箱梁的下挠度。
（1）、根据设计院提供的混凝土梁预留反拱度确定梁的预留拱度值，摆放梁段时必须保证每个梁段的标高。
（2）、由于每一个梁段均由四个螺旋顶支撑，并且每个支撑点都有三个自由度，这三个自由度相互制约，调整其中一个必将影响其余两个。所以梁段调位是一个反复调整，逐渐趋近的过程，故在施工中按先纵向调整→横向调整→竖向调整→纵向调整→横向调整→竖向调整的次序反复循环调整，直至达到设计要求。
（3）、箱梁预应力钢绞线分批张拉，分次调梁，每次的回调量分四次调整悬吊螺纹钢筋的长度即小行程多次调整。
（4）、根据架设同类桥梁的经验，及以往数据资料实施调整。
（5）、在梁段摆放、预应力张拉过程及完成后定期进行挠度监控。
4.4.3盆式橡胶支座（KTPZ）安装
箱梁节段拼装施工中，各节段之间有部分混凝土现浇，根据通桥（2005）8356对铁路桥梁盆式橡胶支座（KTPZ）安装的有关说明，造桥机节段拼装造架梁参照《通桥（2005）8356》3.2现浇连续梁盆式橡胶支座安装工艺，对该桥支座安装做出如下处理：
（1）、支座垫石的混凝土强度等级不低于C40，垫石高度应考虑安装、养护和必要时更换支座的方便，垫石顶面四角高差不得大于2mm。
（2）、支座采用预埋套筒和锚固螺栓的连接方式，在墩台顶面支承垫石部位需预留锚栓孔，锚栓孔预留尺寸直径为套筒直径加mm，深度为锚栓长度加mm，预留锚栓孔中心及对角线位置偏差不得超过10mm。
（3）、盆式橡胶支座在工厂组装时，应仔细调平，对中上、下支座板，并预压50KN荷载后用上、下支座连接角钢将支座连接成整体。
（4）、支座安装前，工地应检查支座连接状况是否正常，但不得任意松动上、下支座连接螺栓。
（5）、1#段架设时，其余7个梁段按照一定顺序在膺架上吊装到位。
（6）、拆除各支座的上、下支座连接角钢及螺栓，用横移顶，纵向移动1#段，为张拉预留1cm混凝土收缩徐变量。
（7）、1＃段支座锚孔中浆体强度达到设计要求，其余七个梁段吊装到位后，则整孔梁段组拼工作结束，进入下道工序。
参考文献：
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[3]罗要云.浅析56m预制节段拼装箱梁张拉压浆技术[J].中国高新技术企业，2015.
论文作者:王文玉
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期供稿
论文发表时间:2015/12/21
标签：台座论文; 混凝土论文; 腹板论文; 支座论文; 预应力论文; 模板论文; 孔道论文; 《基层建设》2015年15期供稿论文;