宝兰客专节段梁预制施工技术

温建刚

摘 要：宝兰客运专线BLTJ-5标段，线路长度10.628 km，两跨渭河，48 m节段预制拼装梁32孔。48 m节段梁采用分段预制、造桥机现浇湿接缝的方法施工。针对梁场建设工期紧、精度要求高和梁节数量大等特点，现对工程情况进行简要阐述。

关键词：节段梁；预制；施工技术；工艺流程

中图分类号：U21 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0056-03

1 工程概况

宝兰客运专线BLTJ-5标段，起讫里程为IIDK784+313～DK794+940.2，自东南向西北方向前进，两跨渭河，再跨葫芦河至本标段终点。全标段穿过石佛乡、渭南镇和中滩镇3个乡镇，标段内特大桥2座，合计9 935.1 m，占线路全长的93%；1～12 m箱型桥1座，1～6 m框架涵1座，路基703.344 m，占线路全长的7%；预制架设梁254孔，48 m节段预制拼装梁32孔，40+56+40连续梁1联，正线、单线铺轨770 km。

2 方案选定

节段法预制箱梁是近些年预应力混凝土梁在客运专线施工中重要的施工方法之一。因其适用范围广、成本低、施工进度快、梁节质量好、可以模块化施工和工厂化程度高的特点和优势，节段法预制箱梁现已广泛应用于国内外各项工程中。

48 m箱梁采用分段预制，造桥机现浇湿接缝的方法施工。由于箱梁截面大、自重重，对施工机械的要求较高，所以，设备在桥上移动时，机械稳定性尤为重要，是安全方面要重点注意的地方。

本标段设置一处48 m梁段预制场，分别负责三阳川渭河1号特大桥12孔节段箱梁和三阳川渭河2号特大桥20孔节段箱梁的预制，与天水制梁场合建一处，其中节段梁预制场占地约为1.093 hm2。设2个节段梁预制台座，月生产能力60节。设6列存梁台座，每列存梁1孔，加上生产区存梁，最大存梁能力为7孔。

场内采用2台200 t龙门吊机完成节段梁预制、移梁和装车等工作。采用汽车运输至桥下、龙门吊提升上桥的方式进行施工，具体情况如图1所示。

3 施工工艺

3.1 原材料的选控

水泥、钢材、外加剂需有出厂质量证明书、检验合格证书或试验报告单。

箱梁混凝土采用高性能混凝土，按100年使用年限对耐久性进行控制检验。原材料按《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》《客运专线铁路混凝土工程施工技术指南》《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》的技术质量要求，在入场时严格按要求进行检验和复检。

3.1.1 水泥的选用

水泥采用品质稳定、强度等级42.5级的低碱普通硅酸盐水

泥，水泥熟料中铝酸三钙（C3A）含量不大于8%，矿物掺和料仅限粉煤灰或磨细矿渣粉，其性能指标要满足《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB 175—1999）的要求。

3.1.2 细骨料的选用

选用非碱活性，硬质洁净的天然河砂，细度模数为2.6～3.0，含泥量不大于2.0%，要符合《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》和《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ 52—2006）中的质量要求。

3.1.3 粗骨料的选用

选用非碱活性，级配合理，粒形良好，质地均匀、坚固，线膨胀系数小，坚硬、耐久的碎石，其必须要符合《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》和《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGG 52—2006）中的质量要求。

3.1.4 粉煤灰的选用

选用品质稳定、均匀的Ⅰ级粉煤灰，其需水量比不大于100%，烧失量小于3%，符合《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》和《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596—2005）的规定。

3.1.5 磨细矿渣粉的选用

质量要求符合《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》和《高强高性能混凝土用矿物外加剂》（GB/T 18736—2002）的规定。

3.1.6 拌和用水的选用

采用经检测符合《混凝土拌和用水标准》（JGJ 63—2006）规定的水作为拌和用水。

3.1.7 外加剂的选用

选用与水泥有良好的相容性，通过铁道部鉴定或评审，并经铁道部质量监督检验中心检验合格的高效减水剂。外加剂要符合《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》和《混凝土外加剂》（GB 8076—1997）的规定。

3.1.8 钢筋的选用

要选用符合《低碳钢热轧圆盘条》（GB/T 701—1997）、《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB 1499—98）和《碳素结构钢》（GB 700—2006）规定的钢筋。

3.1.9 钢配件材料的选用

钢配件指桥梁所用预埋件和随梁的铁配件。所用钢板、型钢和圆钢的材质、规格要符合GB 700—2006和GB 13013-91的规定。

3.1.10 成孔胶棒的选用

采用抽拔橡胶棒成孔，橡胶棒质量要满足《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》的要求。

3.1.11 泄水管的选用

桥面泄水管和管盖采用PVC管材，要符合《给水用硬聚氯乙烯（PVC-u）管材》的要求。

3.1.12 保护层垫块的选用

采用与梁体混凝土同强度、同耐久性的高性能细石混凝土垫块来保证混凝土保护层厚度。保护层垫块要按照保护层的厚度分别存放。

3.2 生产工艺流程

具体工艺流程详见图2.

3.2.1 钢筋加工

钢筋加工成型的工艺流程是准备—划线—试弯—批量加工。梁体钢筋绑扎，要先考虑内模安装，将箱梁钢筋绑扎分阶段进行，底、腹板钢筋骨架与顶板钢筋骨架分别在专门设计的绑扎胎具上绑扎，待内模拼装后，在预制梁台座上将顶板钢筋骨架与底、腹板钢筋骨架拼装绑扎和焊接。成孔胶棒安装是要将胶棒安装牢固，绑扎铁线不扣入胶皮，胶棒内穿入一根7φ5钢绞线，以增加胶棒刚度，保证管道顺直。在预埋件、预留孔的设置方面，梁体的各种预埋件、预留孔与模板、钢筋骨架同时安装，以保证设置齐全、位置准确。

3.2.2 模板安装制作

模板分为底模、端模、侧模、内模。底模、端模和侧模采用整体式钢模板，内模采用液压式自动缩放内模。模板的安装程序是底模调整—侧模安装—吊装底、腹板钢筋骨架—安装端模下部—吊装内模—安装端模上部—吊装顶板钢筋。在技术上要求钢模板需具有足够的强度、刚度和稳定性，要能保证节段梁各部预埋件和结构尺寸位置的准确，且多次使用不变形。

3.2.3 混凝土的施工

3.2.3.1 混凝土配置拌和前的准备

混凝土拌和之前，要对所有机械设备、工具、需用材料进行认真检查，确保混凝土的拌制和浇筑正常、连续进行。上料搅拌前要检查施工配合比是否按试验室提供的配合比进行配料，搅拌中需严格按照实验室提供的施工配合比进行称量和配料，并在电脑上做好日常记录。采用电子泵自动计量，配料允许有误差，砂、石为±2%，水、水泥、掺合料、减水剂为±1%.

3.2.3.2 混凝土拌制

搅拌时，加水前先向搅拌机内投入粗骨料、细骨料、水泥、矿物掺合料和外加剂，干拌均匀后再加入水，加水后继续搅拌直至均匀。每一次循环搅拌的时间不能少于30 s，每一盘混凝土搅拌时间不能少于90 s。

混凝土的含气量必须控制在2%～4%之间，坍落度须控制在16～20 cm之间，每次拌和的前3盘要逐盘检测。在混凝土拌和中，要及时进行混凝土坍落度、和易性、保水率的试验和观察。

3.2.3.3 泵送混凝土

节段梁采用泵送混凝土、布料机连续浇筑梁体。在施工过程中，混凝土必须始终连续输送，中途不能中断。

3.2.3.4 混凝土浇筑

3.2.3.4.1 浇筑顺序

混凝土的浇筑必须连续浇筑一次成型，两侧边墙混凝土同步对称浇筑。浇筑的总原则是“先节段梁板底中部和底板两侧，再节段梁腹板顶部和底板中部，最后是顶板部分”，采用水平分层、斜向分段、连续浇筑、一次灌筑成形的方式，从节段梁的一端向另一端的两侧腹板进行浇筑，采用等高往复的浇筑顺序，浇筑顺序详见图3.

3.2.3.4.2 浇筑和振捣的方法

浇筑时，采用水平分层、斜向分段的方法，两层混凝土浇筑的间隔时间小于30 min，每片节段梁浇筑时间不能超过6 h。夏季天气温度高，应选择在傍晚或气温低时进行浇筑。浇筑时，钢模板的温度应控制在5～35 ℃，混凝土拌入模温度应控制在5～30 ℃。浇筑时，混凝土应严格控制塌落度，防止混凝土产生离析现象，泵管口距离混凝土面不超过2 m，要保持预应力管道孔不发生挠曲和位移，布料机管道口要控制方向，不能使混凝土对腹板槽产生冲击。

3.2.3.5 混凝土养护

高性能混凝土养护工序非常关键，必须确保混凝土强度慢速增长，防止混凝土失水过快产生干缩和温度裂纹，特别是天水地区夏季海拔高，昼夜温差大，要特别注意这个问题。

梁浇筑后，梁节及时采用土工布蓄水，篷布苫盖，梁体拆模后对梁体浇水养护。当环境湿度小于60% 时，自然养护时间不少于28 d；当环境湿度大于60% 时，自然养护时间不少于14 d。

3.2.3.6 抽拔胶棒

胶棒抽拔时间以不造成孔道变形、塌陷、裂纹或无法抽拔为准。一般以混凝土强度达6～8 MPa为宜。胶棒抽拔顺序是先上后下，每次抽拔胶棒不超过2根。拔出的胶棒要清理污碴，并仔细检查有无损伤，严重损伤或压扁的不能继续使用。

3.2.3.7 拆模

当混凝土强度达到规范和设计要求强度的60%以上时方可拆模。节段梁混凝土内部与外部、梁内与梁外、表层温度与现场温度差不大于15 ℃，且梁体达到一定强度能拆模时，在不破坏梁体棱角完整度的条件下方可拆模。气温温差变化快时不宜进行拆模。

3.2.3.7.1 拆外模

拆模时，先拆除底模与侧模底部连接的螺栓拉杆和其他的连接螺栓，然后松开底部内外两侧的螺旋千斤顶，使侧模与梁体脱离并落在千斤顶上，通过缓慢下降千斤顶将侧模落到移模台车上。拆端模时，要先松开所有模板之间的连接螺栓，利用移模小车将端模模块分别拆除、移走。端模拆除后，及时对梁端锚穴进行凿毛处理。

3.2.3.7.2 拆内模

拆除外模后，再拆除内模。液压内模拆卸流程为安装拖行轨道—拆卸螺旋支撑—收缩端部变截面模板—按序分段收缩中部液压式内模的一、二级动模板—拆除横向固定轴销，收缩顶升油缸—落下轮箱滚轮到轨道上—模板整体下落—用卷扬机将内模整体拖出，运至内模清理和拼装区存放。箱梁结构详见图4.

4 结束语

4.1 施工优点

该施工技术的施工优点是：①施工进度快。节段梁的预制和下部结构可同时施工，同时养生，等强、收缩和徐变不占用工期。②工厂化施工占地少。节段拼装法将大跨度梁化整为零，在预制厂制造，制梁条件好，操作简单、安全，内在质量和外观质量都能够得到有效控制。③质量可控制。节段梁要求在预制场存放等强，强度达到要求后才进行桥位吊装，这样做能够保证质量，避免发生意外。④节省投资。在可工厂化预制节段梁的情况下，相比传统的支架现浇法，其施工的经济性更明显。

4.2 存在问题

主要包括以下几方面：①钢筋位置放置不正确，影响混凝土结构的有效承载拉力。如果覆盖层不够，不能对钢筋进行长期的保护，会影响梁的使用寿命。②预应力孔道位置不对，可能会引起拉应力的变化，并导致混凝土开裂。③在混凝土达到规范要求的强度前，拆模会产生拉应力和压应力，引起梁节开裂和变形。④梁节结构构件如果出现施工误差，会引起结构和美观问题。如果梁节结构构件超出设计和规范允许范围，会导致桥梁偏心，无法拼装，会延长工期，造成经济损失。

4.3 施工体会

梁节的施工过程控制是非常关键的，每道工序都应重点控制。在施工中，每个环节都应责任到人，层层把关，明确责任。施工技术人员、质量检验人员必须跟班作业，发现问题及时解决。要确定责任区，采取分工负责制。

通过以上施工技术方案和施工控制措施，宝兰客专跨渭河1，2号特大桥节段箱梁质量达到了规范和设计要求，施工进度也满足计划的要求，取得了较好效益。成功的施工经验将为今后类似节段箱梁预制提供有益的借鉴和参考。

参考文献

[1]客运专线铁路混凝土工程施工技术指南[M].北京：中国铁道出版社，2007.

[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. GB/T 18736 —2002 高强高性能混凝土用矿物外加剂[S].北京：中国标准出版社，2002.

[3]中国建筑科学研究院.JGJ 63—89 混凝土拌和用水标准[S].北京：中国建筑工业出版社，1989.

[4]中国建筑材料科学研究院房建材料与混凝土研究所. GB 8076—1997 混凝土外加剂[S].北京：中国标准出版社，1997.

[5]马鞍山钢铁股份有限公司，江苏永钢集团有限公司，青岛钢铁有限公司，等. GB/T 701—1997 低碳钢热轧圆盘条[S].北京：中国标准出版社，2008.

[6]冶金工业信息标准研究院，首钢总公司，邯郸钢铁集团有限责任公司，等.GB 700—2006 碳素结构钢[S].北京：中国标准出版社，2007.

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[6]冶金工业信息标准研究院，首钢总公司，邯郸钢铁集团有限责任公司，等.GB 700—2006 碳素结构钢[S].北京：中国标准出版社，2007.

通过以上施工技术方案和施工控制措施，宝兰客专跨渭河1，2号特大桥节段箱梁质量达到了规范和设计要求，施工进度也满足计划的要求，取得了较好效益。成功的施工经验将为今后类似节段箱梁预制提供有益的借鉴和参考。

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通过以上施工技术方案和施工控制措施，宝兰客专跨渭河1，2号特大桥节段箱梁质量达到了规范和设计要求，施工进度也满足计划的要求，取得了较好效益。成功的施工经验将为今后类似节段箱梁预制提供有益的借鉴和参考。

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