浅谈高速铁路48m预应力混凝土简支梁施工技术

吉祥君

摘 要：我国高速铁路双线箱梁预制施工技术现在已经很成熟，但48m预应力混凝土简支梁的应用较少，48m双线现浇箱梁的质量控制较为复杂。本文以合福铁路安徽段西溪南特大桥48m预应力混凝土简支梁为例，对施工过程各工序采用的方法及处理问题的经验进行总结，得出以下结论：（1）现浇支架的设计应综合考虑地上、地下构筑物及管线位置确定。（2）现浇支架采用分段预压可以加快施工进度、降低工程成本，同时达到整体预压的效果。

关键词：高速铁路；48m；支架；现浇；箱梁

中图分类号：U445 文献标志码：A

1 工程概况

新建合福铁路西溪南特大桥位于黄山市徽州区，桥梁中心里程DK304+674.545，全桥长2784.545m，桥跨布置为：35-32m+（48+80+48）m+2-24m+2-32m+3-24m+1-48m+36-32m。线路与DK304+833.540～DK304+882.840处跨越Y046旅游公路，设计为1m～48m现浇简支箱梁。道路与线路大里程夹角为103°。

梁体预应力体系为单端张拉，截面为等高梁，横向中心处梁高为3.884m，全桥箱梁顶宽12m，隔板设有孔洞，供检查人员通过。重量为1685t。

2 施工方案

2.1 支撑体系

支撑体系在设计前应进行现场调查，摸清楚地下管线，测量现场数据。针对现场实际情况设计支撑体系布置。本桥支撑体系设计之初设4簇钢管柱群（未考虑到绿化带下有排水涵管），为了避开两侧绿化带（绿化带下有排水涵管）将支撑体系设5簇钢管柱群，边支架位于永久墩承台上，中间支架共设3个，每个支架下设扩大基础，如图1所示。

2.2 支撑体系预压

在进行支架预压工作时需要按照以下要求进行：支架预压工作需要在支架架设并完成验收之后，同时需要在支架上完成底模模板的铺设. 支架预压的重压体可以使用重量为梁体1.2倍左右的砂袋来替代。支架预压后需要对支架的变形和下沉情况进行观测记录， 支架下沉量在72h之内累积下沉量<1.0mm左右方为合格，而后卸去支架预压载荷并再次对支架的标高进行检测，通过对支架预压前和卸载后的标高进行检测并计算从而可以获得支架的变形量（包括地基的弹性变形），依据所得出的支架变形数据来设置预拱度。

结合工程实际在对支架进行预压作业时按照以下方法进行：项目梁体重量1685t，扣除墩顶梁体部分重量后，支撑体系承受的重量为1176t，按照梁体的120%预压重量达到1411.2t，按照每袋1200kg计算需要1176袋。现场实际条件及预压材料无法满足整体预压，为了达到预压效果，综合考虑采用分段预压。支撑体系为5簇钢管柱群，每2簇钢管柱群为一个预压阶段，共分为4段进行支撑体系进行预压。

在预拱度设计及箱梁底模标高调整中需要注意的是：梁体自重产生的弹性变形；支架销孔挠度、支架梁的弹性挠度；楔木压缩等非弹性变形。在箱梁底模标高确定上按照以下公式来进行确定。

箱梁底模标高按下式确定：

H=h+y+s

式中：H—底模施工标高；h—梁底设计标高；y—设计预拱度；s—支架预压卸载后的回弹量。

3 模板制作

侧模模板制作按照48m现浇梁设计，并可以使用到32m及24m现浇梁上，因48m梁端支座位置与32m、24m不同，两端支座位置侧模板均单独制作；腹板斜率不同，上下弧板均單独制作，平板通用；腹板侧模面板采用6mm厚钢板，横肋采用[10#槽钢，边框采用12mm×100mm扁钢，弧处采用环筋，环筋采用12*100扁钢，间距600mm一道，桁架采用18#工字钢、12#工字钢、][12#槽钢及120mm×60mm方管组合，剪刀撑采用75mm×75mm的角钢。桁架与模板采用活连接形式，用连接板相连；桁架间距1m，横行采用槽钢相连。

在浇筑混凝土后内模会在混凝土浮力的作用下产生上浮进而导致内模发生位移，影响施工质量。为做好内模的固定通过在箱梁中心位置上以1.5m的间隔来设置拉结钢筋用以完成对于内模的固定，拉结钢筋的上下部分别与底模、底板相连接，从而固定内模用以避免其在混凝土浇筑施工时不会因混凝土的浮力而上浮。

4 梁体施工

4.1 普通钢筋工程

在进行普通钢筋工程的施工时需要对项目施工所使用钢筋的型号、强度进行检测，确保正确使用钢筋。在钢筋绑扎施工中严格按照施工设计进行施工，选用正确的钢筋型号按照先底板及腹板钢筋的绑扎，在完成对于底板及腹板钢筋的绑扎后再对顶板钢筋进行绑扎，当普通钢筋绑扎遭遇预应力筋时，普通钢筋需要通过适当的调整来完成绑扎作业，避免移动或是碰撞预应力筋。在项目梁段的所有预留孔处应当增设环状钢筋用以增强预留孔的强度；施工中为确保腹板、顶板、底板钢筋的位置准确，可采用增加W形或矩形的架立钢筋等措施。

4.2 预应力波纹管安装

对于梁体所采用的金属波纹管在安装过程中注意做好检查，避免使用破损、缺陷的波纹管。对于存在缺陷的波纹管要及时进行更换以避免漏浆。对于梁体的锚固端需要采用与之相应配套的支承垫板。梁体中的定位筋需要严格按照设计图纸进行预设和定位，确保梁体施工中预应力管道位置的准确性。在波纹管接头位置处使用长度>30cm且直径超过波纹管外径2mm的接头来进行波纹管的连接，保障波纹管的密封性。在波纹管和固定排气管的封堵上分别采用高强无收缩砂浆和PE管来进行封堵。

4.3 混凝土施工

在混凝土浇筑施工是采用泵车将混凝土泵送至梁体，梁体混凝土浇筑按照从中间向两端浇筑的顺序进行。混凝土的浇筑采用分层浇筑方式，各层浇筑厚度不得超过30cm，在每层浇筑后及时进行振捣用以确保浇筑的均匀性。在浇筑分层上结合梁体的结构和尺寸将底板分为一层、腹板按照3层、顶板分为一层进行浇筑。混凝土浇筑作业中应避免中断且上层混凝土的浇筑必须在下层混凝土的初凝之前完成。

4.4 预应力张拉

梁体的预应力拉张应在梁体浇筑混凝土强度和弹性模量分别达到预设值的95%和100%时进行，拉张时混凝土的固化时间应大于5d以上。拉张采用单端拉张方式按照腹板束-底板束的顺序进行，按照从外到内左右对称进行拉张作业，最大不平衡束不超过1束。在预应力拉张的过程中应当确保所需拉张的预应力钢束以梁体中心线为轴进行左右拉张，确保预应力钢束的拉张质量。预应力拉张时预应力读数以油压表读数为准，通过双控措施来校验拉伸量。梁体的预应力拉张按照：0→初应力（0.2σcon）→控制应力σcon→持荷5分钟→锚固的流程进行。

4.5 孔道压浆

在进行孔道压浆作业时，首先采用真空泵将预应力孔道中的空气抽出使孔道形成-0.06MPa～-0.08MPa的真空度，而后在在孔道的另一端使用以0.7MPa以上的压力将水泥浆压入预应力孔道中。孔道压浆作业需要在浆体搅拌完成后的40min以内完成，且统一孔道的浆体压入作业需要连续一次完成。压入浆体的温度控制在20℃±10℃的区间范围内，压入浆体后的养护阶段应确保梁体温度>5℃以上，如温度过低需要采取加温、保温措施。高于35℃时应延后或是降温处理。

5 支架和模板拆除

在混凝土浇筑完成后需要进行良好的养护作业，用以确保混凝土施工质量，避免出现裂缝等的缺陷。在浇筑混凝土的强度达到预设85%以上时即可拆除梁侧模及端模，在端模、内膜、侧模拆除时应注意洒水养护，拆模时应轻拿轻放保证梁体棱角完整，避免因拆除作业而导致梁体混凝土表面出现破损、麻面等的缺陷。底模和支架的拆模作業应在预应力钢绞束张拉完成，管道压浆强度达到设计要求后进行。底模拆除时应按照同步、对称的原则进行拆模作业。贝雷梁拆除时，同步打开砂箱底部漏砂孔，贝雷梁整体将缓慢下放，采用汽车吊吊放至地面拆解。

6 结论与建议

西溪南特大桥48m现浇梁的施工，通过支架方案的比选、模板工程的优化等，得出以下结论：（1）现浇支架的设计应综合考虑地上、地下构筑物及管线位置确定。（2）现浇支架采用分段预压可以加快施工进度、降低工程成本，同时达到整体预压的效果。经施工完成后的各种检测表明，整个现浇梁施工完成后线型、梁体应力等基本与设计情况相符，达到了顺利成桥的目的。

参考文献

[1]梁兵.48m简支箱梁现浇组合支架设计与施工技术[J].价值工程，2014（11）：97-99.

[2]赵长明，袁明，张志勇.杭南长线东新赣江48m简支梁设计研究[J].四川建筑，2012（2）：72-73，76.

[3]胡金光.高速铁路现浇梁支架及钢管桩基础施工控制技术研究[D].天津大学，2014.