短线法节段梁预制和架设施工质量控制技术研究

2022-03-16王晓磊

高速铁路技术 2022年1期

王晓磊

(中铁三局集团广东建设工程有限公司，广州 510630)

1 节段梁预制和架设施工工艺

某高架桥工程结构型式为节段拼装连续刚构，预制施工采用短线法施工工艺，架设施工采用“先简支后连续”的节段拼装施工工艺，是一种国内前所未有的创新设计，技术难度高，且国内目前没有成熟的施工经验可供借鉴。

本高架桥结构型式多变，孔跨类型多，箱内有多种施工齿块，底板也设计有多种临时张拉齿块，预制时每节段都不相同，施工工艺复杂多变，钢筋奇形怪状，管道数量多变，腹板设计大角度薄壁结构，预制施工难度大，质量控制难度大[1]。架设在国道G105中间施工，节段拼装架设施工条件复杂，施工场地局限性大，安全风险高，且施工工序繁多，施工周期长，交叉作业多，架设施工难度大，安全质量控制点多。因此，需对预制和架设施工质量控制关键技术进行研究。

短线法节段梁预制和架设施工工艺流程如图1、图2所示。

图1 节段梁预制施工工艺流程图

图2 节段拼装架设施工工艺流程图

2 质量控制关键技术研究

2.1 测量质量控制关键技术

2.1.1 测量仪器的选用

测量系统由测量塔、固定端模组成。测量塔基础应无沉降，测量塔柱采用混凝土灌注，隔热材料包裹避免热胀冷缩，设置测量棚保证测量环境温度一致，并定期对测量塔进行校核。

测量仪器采用莱卡TS15A全站仪，精度1 s。仪器均定期自校和送计量局校准。由第三方专业公司建立数据库，保证数据的正确性。测量数据和放样数据采用GeomPro软件进行数据处理，软件自带纠偏功能。

2.1.2 测量精度控制

(1)编制合理的测量方案。

(2)测量作业由专业的测量组执行，采用复测制度，记录采用互检制度。

(3)每次测量均对固定端模基准点进行校对，校对无误后方可测量。

(4)测量仪器采用莱卡TS15A全站仪，在超出测量精度要求的气息条件下，仪器会自动报警并自动停止工作[2]。

(5)避免在6级以上大风天气进行测量作业。

(6)避免在高温时段进行测量作业。

(7)若测量过程存在误差，则将误差需均匀分布到各节段梁上。

2.2 混凝土浇筑施工质量控制技术

2.2.1 研究思路

混凝土浇筑施工质量控制的研究思路为：发现问题—分析原因—采取措施—施工检验。重复以上过程直至问题得以解决。分析原因和采取措施时采用逐条排除法，明确解决方向，逐步解决问题。

2.2.2 混凝土浇筑施工质量控制关键技术

(1)混凝土配合比选取

根据施工条件和施工环境，配制满足设计和规范要求的理论配合比，并结合现场施工性能要求，做到因地制宜。

(2)混凝土拌制、运输、检测控制

①根据混凝土的供应方式，制定相应的施工性能控制。

②根据运输距离、施工季节等条件，制定混凝土的出机和到场施工性能，根据现场实际情况总结施工经验，确定适合现场的实际施工性能控制参数。

(3)混凝土浇筑施工工艺

①混凝土浇筑选择“水平分层，斜向分段”的浇筑工艺。

②根据现场施工结构，选择实际浇筑分层厚度，确定浇筑的方量。

③选择“插入式振捣为主，高频振动器辅助”的振捣方式，振捣时间根据现场实际情况确定。

④浇筑用的工装做好计量标记，保证计量准确。

⑤混凝土收面采用“二次收面”施工。

⑥混凝土桥面及时进行蓄水养护。

⑦留置符合设计和规范要求的混凝土试件。

(4)临时张拉台混凝土浇筑质量控制技术

①按照临时张拉台型号，加工组装简便的定型钢模板，钢模板预留成孔管孔洞，直径较设计直径大5～10 mm，采用对称螺杆固定[3]。

②浇筑前必须对浇筑范围内的混凝土进行凿毛处理。

③模板的中心线必须与梁体中心线重合。

④采用定位装置确保临时张拉台预留孔位置准确，且保证预留钢筋处于中间位置。

⑤混凝土浇筑采用插入式振捣棒进行振捣，振捣时间和振捣点位结合实际制定。

⑥混凝土须与待浇梁一同浇筑。

⑦浇筑前对预留钢筋位置进行核对，位置过偏时必须进行处理。

2.3 预应力工程施工质量控制技术

2.3.1 研究思路

预应力工程施工质量控制技术的研究思路为：根据施工条件制定可行的施工方案，施工后根据发现问题改进施工方案，进行施工实践，再结合现场作业队的经验和建议，重复改进和实践过程，逐步完善施工工艺，直至达到施工操作简单、质量可控、高效作业的水平[4]。

2.3.2 设计预应力孔道成孔方案

波纹管用双“#”形定位钢筋固定(定位钢筋间距直线段为80 cm，曲线段及底板束为50 cm)，在钢束竖弯、平弯的曲线段及底板钢束沿梁底曲线布置段设置防崩钢筋，防崩钢筋采用“U”形定位钢筋，间距 0.1 m，开口朝向曲线凸侧。顶板及腹板悬拼束锚垫板通过锚槽盒用螺栓直接固定在固定端模上，拧紧螺栓防止漏浆。

2.3.3 优化后的预应力孔道成孔方案

(1)波纹管钢筋骨架绑扎定位

波纹管用双“#”形定位钢筋固定(定位钢筋间距直线段为50 cm，曲线段及底板束为30 cm)，在钢束竖弯、平弯的曲线段及底板钢束沿梁底曲线布置段设置防崩钢筋，防崩钢筋采用“U”形定位钢筋，间距 0.1 m，开口朝向曲线凸侧。波纹管定位后，预应力波纹管在吊装前填充比管径小5 mm的硬PVC管，横向预应力管道固定端预留排气管。

(2)波纹管与端模定位

①与固定端模定位

在固定端模上，采用硬质尼龙楔形塞(堵头)定位，堵头直径比管径小2～5 mm，堵头长度15～20 cm，穿入波纹管头5 cm。固定时需将固定螺栓拧紧，使堵头端面与固定端模间无缝隙。

②在匹配面处，采用堵头将待浇梁段波纹管与相应位置匹配梁波纹管“连接”，堵头采用中间粗，两头小的楔形结构，长30 cm，直径比波纹管内径小2～5 mm，两头各5 cm。在待浇筑梁波纹管上安装内径和设计波纹管外径相同的套管，套管长 10 cm，待堵头安装完成后，旋转与匹配梁密合，用胶袋进行封堵，并设“U”卡固定，防止波纹管端部在混凝土浇筑过程中移位和砂浆进入管道。

③顶板及腹板悬拼束锚垫板通过锚槽盒用螺栓直接固定在固定端模上，锚槽盒与固定端模间设止浆条，并拧紧螺栓防止漏浆。

2.3.4 预应力孔道成型质量保证技术

采用预应力孔道定位装置，保证了预应力波纹管管口与模板和匹配梁的有效固定；采用预应力管道套管技术，封闭了预应力波纹管与端模的预留空隙，保证混凝土不进入管道；采用内衬管装置，保证预应力塑料波纹管不会整体变形和局部凹陷。该施工技术操作简单，工装可重复利用，施工效率高、质量优、节能环保。

(1)根据现场施工实际需要，优化设计定位钢筋的间距和形式，保证钢筋骨架上孔道定位的准确和牢固。

(2)采用硬质厚壁的PVC圆管作为填充管，填充管外径比预应力管道内径小3 mm,既可避免振捣棒和钢筋挤压引起管道变形量超标，也可避免管道破裂引起浆体封堵管道，保证管道成孔质量。

(3)采用专门设计的定位管道堵头，堵头外径比管道内径小2 mm，长度适中，保证了管道口与模板和匹配梁管道口的对接，既可保证定位牢固准确，也可保证相邻节段孔道的对接质量。

2.4 节段梁涂胶施工质量控制技术

2.4.1 环氧树脂胶的选用和拌制

节段梁拼接用胶采用专用K-801结构胶，胶由A组分和B组分组成，重量比为3∶1，即9 kg∶3 kg。使用时，将B组分倒入A组分的桶中，利用手持式搅拌设备将两种组分充分搅拌至颜色均匀即可开始涂胶，搅拌时间约30 s，并做到随拌随用。环氧树脂胶选用时，还应根据不同地区和不同施工季节选用对应的产品，保证施工性能。

2.4.2 孔道胶圈的设计

为避免环氧树脂胶在挤压过程中进入预应力管道，在每个预应力管道周边设置1个密封胶圈。密封胶圈既要满足密封要求，又不能对拼缝质量造成影响，孔道密封胶圈的设计要点如下：

(1)胶圈厚度为3～5 mm，胶圈内径比孔道直径大20 mm，胶圈环宽度为5～8 mm。

(2)密封胶圈一面带胶，并带有保护纸，使用时撕开保护纸，直接黏贴到梁面，方便快捷。