节段预制胶接拼装桥梁在高速铁路中的应用

赵伟

摘要：节段预制胶接拼装简支梁是建造桥梁的一种方法，其原理是结合简支箱梁预制、架桥机架设、预应力混凝土构造、分段施工等方法综合而成，具有经济效益好、工效高、质量标准高、适用性强等特点。本文结合工程实例，介绍节段预制胶接拼装简支梁的施工顺序及控制要点，为今后类似工程施工提供参考经验。

Abstract： Segmental prefabricated glued and assembled simply supported beam is a method of constructing bridge. Its principle is combined with simple prefabricated box girder prefabrication， bridging erecting machine erection， prestressed concrete structure， section construction and other methods and it has the characteristics of good efficiency， high work efficiency， high quality standards and strong applicability. This paper introduces the construction sequence and control points of the prefabricated glued and assembled simple supported beams in combination with engineering examples， and provides reference and experience for similar engineering construction in the future.

关键词：高速铁路;桥梁;节段预制;胶接;拼装

Key words： high-speed railway;bridge;segment prefabrication;bonding;assembling

中图分类号：U448.21+5                                文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）11-0126-03

1  概述

随着社会经济和科学技术的发展，各种新的桥梁设计理念和新的施工方法不断被尝试，节段预制拼装法桥梁施工工艺正在被认可，并开始逐步推广应用。其方法是在节段拼装梁场预制各节段，通过跨线提梁机提梁上桥，使用运梁车逐节段运输至架桥机位置，逐跨悬吊至预定位置，然后施加通长预应力使之连城整体形成桥梁的施工方法。

1.1 节段预制拼装桥梁分类

按用途可分为铁路桥梁、公路桥梁、市政桥梁桥梁等;按结构形式可分为简支梁桥、连续梁桥、拱桥和斜拉桥等;按拼装方法的不同，可分为平衡悬臂法、逐跨拼装法等;按连接形式可分为湿接、胶接和干接桥梁等。

本文主要针对胶接法桥梁进行介绍。

1.2 节段预制胶接拼装桥梁的技术特点

胶接拼装桥梁设置剪力键抵抗剪力，梁段间拼装接缝为环氧树脂胶接缝，预应力钢绞线采用1×7-15.2-1860-GB/T5224，体系锚固为自锚式拉丝体系，张拉设备采用与之配套的机具设备，管道采用金属波纹管成孔。

1.3 节段预制胶接拼装桥梁的工程特点

适用面广，适用于各种桥型和跨度，尤其是环保要求高的地区;梁段预制时间跨度大，能有效消除冬季低温和夏季高温对混凝土质量的影响;工厂化施工，养护效果好，能有效避免混凝土收缩徐变影响;质量标准高，外观质量好，满足高速铁路高平顺性要求;生产效率高，工期短，能产生显著的经济效益; 环保效果好，集中预制节约占地面积、节约养生用水、降低噪音和粉尘;工艺复杂，施工要求高，对人员技能要求高。

2  工程实例

2.1 工程概况

澄江双线特大桥梁全长15.5km，共有435跨（双幅），其中节段拼装梁45跨，采用长线和短线结合法预制、架桥机逐孔拼装的施工方法，共预制箱梁节段585节。

箱梁计算跨度55.4m，梁端距支座中心0.85m，梁全长57.1m，横向支点距5m。箱梁为单箱单室截面结构，箱梁顶板宽12.6m，底板宽6.7m，腹板厚度52cm，顶板厚度40cm，底板厚度35cm，翼缘板长度为2.95m，梁中心高为5.1m，长度有2.55m（2个）、4.4m（2个）、4.8m（9个）三种，每跨梁采用奇数分块，跨中不设接缝，共分13个节段，梁段重量最大为2#节段，178.6t。

2.2 总体预制、拼装工艺

澄江双线特大桥节段梁施工包括上部结构预制节段的预制、运输、吊装、张拉，包含支座安裝。

箱梁节段预制施工工序（以一跨为例）如下：

梁段预制时，以每跨为一个单元、按拼装顺序进行预制（澄江双线特大桥大里程向小里程进行预制及架设，162#→115#）。根据本项目特点，结合箱梁的结构型式，箱梁节段选用长线短线结合匹配法进行预制，即在预制场设置两条生产线，每条生产线配置一个短线制梁台座和一个长线制梁台座，同步施工。钢筋加工采用钢筋场集中加工，统一配送。钢筋骨架在钢筋绑扎胎座上绑扎，整体吊装入模。侧模和内模采用液压定型钢模板，每跨起始梁段（1#段）采用一端固定端模，一端活动端模进行浇筑，其余梁段一端利用已浇筑的前一梁段做匹配梁段，一端为固定端模进行浇注，确保了相邻节段拼装精度。当新浇段初步养生、拆模后，匹配梁段即运至养生区存放，而把新浇梁段作为新的匹配段完成下一节段的预制，并依次循环完成整跨梁段的预制。（图1）

2.3 箱梁节段总体拼装程序（以一跨为例）

节段预制成型→运梁至桥位→龙门吊提上桥→运梁车运输→尾部喂梁→安装制作、固定首节段→环氧树脂胶拼下一节段→张拉临时预应力→完成一孔梁拼装→张拉梁跨内简支钢束→压浆、封锚→造桥机前移过孔准备→完成全部架设→拆除造桥机位。

2.4 箱梁节段拼装施工方法

2.4.1 架桥机构造

架桥机采用双桁架式主梁，共4个支腿，“步履式”过孔。整机采用双跨布置形式，全长136.6m，宽12m，高19.5m。主要包含以下组件：①主梁;②前支腿;③主支腿;④吊挂;⑤主天车;⑥后支腿;⑦辅助天车等。示意图如下图2所示。

2.4.2 标准跨架设作业流程

步驟1：

①架桥机首孔从拼装桥跨向前自行一跨开始架设;

②架桥机各支腿如图3所示站位;

③运梁车从桥面运梁到位。

④准备架设节段梁。

步骤2：

①主天车从架桥机后端桥面提梁至架设跨;

② 节段1按图4所示吊挂在主梁下。

步骤3：

①其余各梁段如图5所示吊挂于主梁下部;

②中间节段最后在跨中进行旋转。

步骤4：

①调整好各节段位置标高，涂抹环氧胶后临时张拉;

②整跨节段梁穿索永久张拉。（图6）

2.5 主要控制要点

2.5.1 张拉及体系转换

张拉完成形成简支状态后，整孔落梁时控制前支腿及中支腿主落梁油缸前后交替将梁体荷载完全落于支座上（每次交替落梁约2cm），落梁过程中防止梁体受扭。待架桥机主梁下降达到原先主梁最大挠度后停止落梁，拆除吊挂。梁底高程复核设计要求，支座中心线与垫石十字线重合，检查无误后将支座灌浆锚固。然后依次胶拼至1#段，临时预应力完成后进行1#段支座灌浆，待灌浆料强度达到要求后，进行永久预应力张拉。

张拉完毕后，架桥机前、支腿及主支腿油缸降低，消除架桥机主梁弹性挠度，解除吊杆，完成体系转换。

2.5.2 节段拼装线形控制

箱梁在施工过程中，其线形受很多因素的影响，如箱梁自重荷载、施工荷载、混凝土徐变、预应力作用以及日照引起的温差等，致使箱梁的线形控制及调整难度加大。为确保最终线形满足设计要求，在箱梁拼装中主要采取以下措施：

严格控制模板制作质量;充分考虑设计线形和预拱度，确定箱梁各节段上控制点的座标;加强对现场具体情况的监测，修正各方面因素对线形的影响;对1#梁段精确定位，确保基准块位置的准确;节段拼装时，胶接层涂抹均匀，对称临时加压;加强安装过程中的监控;严格按要求的程序进行节段拼装;若出现线形偏差，认真分析原因，并及时进行调整。

3  结论

节段预制胶接拼装简支梁在高速铁路中的应用，提高了质量标准，加快了施工进度，解决了工程项目湿地保护区的环境污染问题，减少了土地破坏，同时，给无砟轨道系统提供了更高的平顺性，保证了高铁列车的运行舒适性，具有很好的优势效果。本文谨就节段预制胶接拼装简支梁施工方法进行简要阐述，供施工技术人员作为参考。

参考文献：

[1]张立青.节段预制拼装法建造桥梁技术综述.

[2]张立青.铁路节段预制胶接拼装法建造桥梁技术与应用.

[3]袁飞.高速公路大桥钢箱梁设计研究[J].黑龙江交通科技，2015（07）.