高铁连续梁节段预制胶拼施工技术

摘要： 常规的高铁连续梁节段预制胶拼技术，对混凝土的灌注和冷却过程采用常温冷却方式，导致混凝土后期易出现开裂现象，基于此，本文提出高铁连续梁节段预制胶拼施工技术。施工前期应准备钢筋建材，使用胶拼技术实现高强度钢筋连接，进而对连续梁节段预制胶拼施工模板进行排布，浇筑混凝土后减少吊杆力控制预制胶拼接缝截面，经检查调整完成对高铁连续梁节段预制胶拼施工技术的设计。在对施工质量的验证中，胶接缝的荷载为5 kN/m2，混凝土的荷载为4.3 kN/m2左右，此结果可保证施工质量。

关键词：高速铁路；连续梁；铁路连续梁；施工技术

中图分类号：G642" 文献标识码：A" 文章编号：

Prefabricated Rubber Assembly Construction Technology for Continuous Beam Segments of High Speed Rail

Abstract：The conventional prefabrication and bonding technology for high-speed rail continuous beam segments adopts a room temperature cooling method for the pouring and cooling process of concrete，which leads to cracking in the later stage of concrete，based on this，this article proposes a construction technology for prefabrication and bonding of high-speed rail continuous beam segments.In the early stage of construction，steel bars and building materials should be prepared，and high-strength steel bars should be connected using adhesive bonding technology，then，the prefabricated adhesive bonding construction formwork for continuous beam segments should be arranged，and the suspension rod force should be reduced after pouring concrete to control the cross-section of the prefabricated adhesive bonding joint，after inspection and adjustment，the design of the prefabricated gluing construction technology of high-speed rail continuous beam segment should be completed.In the verification of construction quality，the load on the adhesive joint is 5 kN/m2，and the load on the concrete is about 4.3 kN/m2，which can ensure the construction quality.

Keywords：high-speed railway;continuous beam;railway continuous beam;construction technique

0 引言

预制胶拼施工技术具有施工速度快、结构性能好、节能环保等优点，能够满足冬季低温和夏季高温等差异性较大的施工环境的拼装需求。因胶拼施工技术具有独特的优势，在高铁连续梁节段的设计中，选用预制胶拼施工技术是未来发展方向之一。该技术具有较高的施工标准和预应力标准，但必须不断克服这些技术难点，以满足其越来越广泛的应用需求。在赵永超等[1]的研究中，对高速铁路节段预制全胶拼连续梁施工进行了线形分析，阐明在高铁道路施工中具有提高结构的承载能力和稳定性的优势；文阳[2]对新型节段预制胶拼技术在高铁预应力连续梁的应用进行了研究，阐明了预制胶拼技术的优势。结合以上研究成果，本文在预制胶拼技术下对高铁连续梁节段的施工进行设计，以期为相关的研究提供一定的参考。

1 工程概况

本工程为新建天津至潍坊高速铁路JBTJ-5标段，其中山东省路桥集团有限公司承建商惠滨2号特大桥DK99+804.66～DK125+832.78段，全长26.02 km，全线钻孔桩6 790根，承台853座，墩身853座，简支梁架设768孔，连续梁13处。惠民制梁场设置在滨州市惠民县麻店镇盖北赵村，位于线路里程DK116+700右侧，784#墩～802#墩范围内，规划临时用地约225 km2。

本次工程施工中，对于工程中的主要要求配置设置如下：在生产区中布置制梁台座11个，用于本次高铁连续梁节段设置的预制胶拼技术的研究，其中分为32 m台座和24 m台座，设置了9个32 m台座，剩余2个为32 m和24 m的共用台座。在模板配置中，上述中的台座对应的外模为11套，内模7套，本次工程中设置的端模为7套，其中固定式外模的生产周期为5 d。除此之外，配有钢筋绑扎胎膜具，具体设置了4个32 m的整体钢筋绑扎胎具，1个24 m和32 m共用的钢筋绑扎胎具，胎具的主要作用为将梁体底腹板和顶板钢筋绑扎成型，并采用龙门吊进行吊装。场内道路布置：场内承重道路共2条，分为生产主道路、搬运机通道。生产主道路设置宽9 m，长522 m，梁场所有材料和设备均从此路进场，运输车进场道路贯通整个辅助生产区；搬运机通道按照梁场提梁方式，设置转向区、走行区。在梁场设置箱梁静载试验台1个，用于箱梁的静载试验。根据箱梁钢筋绑扎台位布置和施工进度的需要，梁场内设置1个钢筋加工场，内含原材堆放和加工制作区，用于钢筋堆放、下料、弯曲、摆放等作业。

2 高铁连续梁节段预制胶拼施工技术设计

2.1 布置施工前期钢筋准备

根据箱梁施工特点及场地和设备选用情况，本文对梁场总体平面采用横列式双台位布置方案，制梁场划分为5个区域：生活办公区、生产辅助区、制梁区、存梁区、提梁区。并且设置相应的设备，工程中的钢筋弯曲质量需要在实际的工程作业前进行检测，对应的钢筋加工偏差需要符合表1要求。

钢筋的绑扎是预制胶拼施工中的重要环节之一，其目的是将钢筋连接在一起，形成一个稳定的骨架结构，以确保预制构件的强度和稳定性。当梁体出现碰撞问题时，需要适当调整梁体钢筋，避免工程误差，也避免被钢筋划伤，并在对应的螺旋处设置绑扎钢筋，通过钢筋的位置关系，确定桥面的泄水孔是否需要移动，结合螺旋筋和十字钢筋进行钢筋作用的加强[3]。

在工程施工中，为了保证各项工程的准确性，将根据实际的工程作业情况对钢筋架立，并且通过架立钢筋的数量来固定底板顶板等钢筋位置。在钢筋绑扎过程中，需要对钢筋位置进行固定，在钢筋的交点处设置间隔绑扎，虽然可以减轻用料需求，但是在拐角处必须进行绑扎，以固定钢筋位置，确保安全。在钢筋的交点处，可以按照逐点改变钢筋的绕丝方向，使用8字形正反扣进行交错扎结并固定钢筋，同时需要注意保护层的保护方式，绑扎钢筋的铁丝不得伸入保护层内，以防扎破保护层，造成工程误差。

在钢筋的保护层垫块的设置中，为了保证足够的钢筋外混凝土厚度，需要在钢筋和模板之间设置对应的垫块，并且为了增加保护层的强度，选择了C50的高性能混凝土作为保护层的施工用料。钢筋的级别、直径、根数和间距均应符合设计要求，绑扎或焊接的钢筋网和钢筋骨架不得有变形、松脱和开焊，钢筋位置的允许偏差不得超过表2的规定值。

在梁体钢筋的绑扎过程中，搭接长度要符合规范要求，对接处要用铁丝绑扎牢固。电焊机要安装漏电保护装置，确保安全。

2.2 胶拼技术下钢筋高强度连接

胶拼技术采用专用的胶粘剂，可以实现高强度的钢筋连接。相比传统的焊接或螺栓连接方式，胶拼连接具有均匀性、牢固性和适应高速铁路连续梁的强度要求等优势。其连接技术的实现过程如下。

1） 胶粘剂选择：为了实现高强度的钢筋连接，选择合适的胶粘剂至关重要。本文选用高性能环氧树脂胶粘剂，该胶粘剂为常用胶粘剂，具有粘接力强、抗剪强度高及耐化学品和耐热性能好的特点。

2） 胶粘剂涂布：先将胶粘剂均匀涂布在预置的钢筋连接部位上，确保胶粘剂与钢筋充分接触。可以使用专用的刷子或辊涂的方法进行胶粘剂的涂布。同时，根据设计要求和钢筋连接的强度要求，确定胶粘剂的涂布厚度。

3） 钢筋定位：在胶粘剂涂布后，需要将贴有胶粘剂的钢筋按照设计要求进行定位。通过调整和检验，确保钢筋的位置和间距符合规范要求，并且与预制构件的钢筋粘结面充分接触[4]。

4） 施加压力：为了提高钢筋与胶粘剂之间的粘结强度，通常在胶粘剂涂布后施加压力，可以通过机械夹持设备或压力板等工具实现此目的。压力的施加时间和强度应根据胶粘剂的特性和施工要求进行确定。

5） 固化硬化：胶粘剂固化硬化的过程需要一定的时间。根据胶粘剂的特性，确定适当的固化时间，以保证胶粘剂的粘结强度达到预期。同时，对环境温度和湿度进行合理控制，以加速胶粘剂的硬化。

通过以上步骤，完成高强度钢筋连接的胶拼技术。这种连接方式在保证连续梁结构强度的同时，具备均匀性和牢固性的优势。它能够满足高速铁路连续梁对强度和安全性的要求，并提高施工效率和结构质量。

2.3 排布连续梁节段预制胶拼施工模板

钢筋连接完成后，需要根据设计要求将模板准确安装在钢筋连接部位上，以提供适当的支撑力。模板的稳定性和准确性对于保证施工质量和节段形状的一致性非常重要。在箱梁的模板排布中，本文为了节约施工过程中的模板成本，并减少模板在使用过程中的变形情况，需要对模板的强度、刚度等进行稳定性的划分。在外侧模板的设计中，本文选择大刚度与台座相结合，通过结合后所形成的支撑结构，对钢结构进行支撑。在内侧模板的设计中，本文设置相应的整体倒模方式，将内模进行抽拔，这有利于保证倒模后施工构件的完整性。安装在模板底部的油缸，用于控制液压的动力源及控制模板，并且能够控制模板的张合形式。本文所选择内模能够根据制造方向进行抽拔，内模与外模的连接，通过高强度的螺栓进行整合。本文所设置的模板施工安装顺序如图1所示。

2.4 浇注混凝土

胶拼技术避免了常规施工中混凝土灌注和冷却过程带来的问题。由于混凝土的灌注和冷却过程是在常温下进行，不会引起热应变差异，从而减少了混凝土开裂的风险。在对模板进行说明后，设定相应的混凝土工序流程，在混凝土实际进行泵送前，需要设定混凝土泵的泵送速度，根据工程需求，调整了混凝土泵在初始灌注阶段的泵送速度，使其以慢速匀速的方式进行。同时，为了确保施工的灵活性，还确保了随时可以进行反泵操作。对其进行观察，然后将泵送速度设置为由慢到快，如果出现泵送困难的情况，需要立即停止泵送，采取措施排除问题。

本文为了对混凝土灌注过程的施工进行表述，首先通过对混凝土进行取样，来判断混凝土中的各项参数的应力需求。在对参数的计算中，分别从施工项目中的不同位置，即连续梁节段中的腹板和顶板等部位进行取样研究。在混凝土的灌注中，需要及时对施工过程进行记录。

在灌注混凝土后需要对梁体的混凝土进行养护，本文选择蒸汽养护以加快施工进度，该技术手段根据混凝土的凝结状况分为了四个时期，通过初步的静停养护对混凝土进行初步应力强度的建设，进而在混凝土凝固阶段，对其进行升温处理，以提高混凝土的养护强度[5]。在养护阶段的升温阶段，主要目的是降低混凝土与钢筋之间的粘结强度。而在养护的恒温阶段，为了防止空气导致混凝土开裂，需要确保混凝土环境的温度保持稳定。此外，混凝土在恒温期的施工质量取决于所选择的建筑材料。在混泥土养护的降温阶段，温度控制不当也会造成混凝土出现结构损伤的现象，需要采取通风设备来降温。

2.5 控制预制胶接缝截面

在高铁的连续梁胶接缝截面控制的影响因素中，一般分为可调控和不可调控两类因素，根据对架桥机和实际施工工艺的分析得出，后者因为在短期内无法进行变更，所以被称为不可调控因素；而前者可以通过天车松钩前后进行调整，所以被划分为可调控因素。

在对预制胶接缝截面进行控制的过程中，仅根据原有设计中的临时束，不能够完全抵抗因为其他因素产生的拉应力。另外，由于预制过程中临时束锚固台座预留孔的存在，方便了临时束的安装。然而，增加大范围的临时束将消耗大量的材料和时间。相比之下，临时束相对于永久束而言，在减小梁顶拉应力方面的作用并不明显。因此，在设计中采用永久束来代替临时束是一个更合理的方案，必要时可以使用临时束进行补强。

在主梁的胶拼过程中，为了避免设备中的刚度影响，通过减小吊杆力完成对吊杆的控制。在永久束和临时束的共同作用，加强主梁胶接缝的界面包络曲线，通过节段中吊杆力的不同步情况，来规划抗力包络曲线的容许范围。主梁胶接缝的截面梁顶剩余压应力储备值计算如表3所示。

由表3可以分析出主梁胶接缝界面梁顶位置中的永久束和临时束共同作用后剩余的压力值。

2.6 预制胶拼施工吊装收尾

最后对整体的施工进行收尾，在前几道工序已保质保量完成、初张拉已完成、模板已完全拆除不影响移梁作业的前提下，将梁体吊移至存梁台的上方，在进行对准之后才能够平缓落梁。在桥梁存放之前，需要事先铺设对应的支墩建材，并在检验施工质量后，进行后续工序，在保证支墩的水平统一后，进行下一步工序。

在落梁过程中，需要密切关注箱梁与已架箱梁的前后位置，避免发生碰撞。并对梁体的水平位置进行调整，调整到位后，事先设置千斤顶的预顶力，以消除支垫的间隙和变形。

在过孔时，将架桥机的辅助支撑架设在下导梁上，并对架桥机前的辅助支腿进行设置，根据已有的下导梁长度，设定架桥机的主梁长度、支撑点位置和数量、负载分布与承载能力及操作参数等参数，经过计算，使架桥机安全通过。

3 施工质量验收

根据本文高铁连续梁节段预制工程项目提出的施工方案展开施工，为验证施工后的施工质量，对施工中的胶拼和混凝土的应变差异进行测定试验。

胶接梁底缘受拉侧布置了应变片，并获得了不同荷载下的应变曲线，如图2所示。在应变片较短的工作区域内，应变能够反映胶接缝和混凝土整体部分在受力时的差异性。胶拼试验梁初期受力阶段的应力-应变关系基本呈现线性趋势。将该线性段进行拟合，直线的斜率即为胶接缝处和混凝土整体部分的弹性模量。换言之，通过线性拟合可以得到胶接缝与整体混凝土的弹性特性。虽然与实际的施工过程存在一定的差别，但是仍然能够作为验收结果对施工质量进行检验。

根据图2的应变曲线关系分析得出，胶接缝在应变为0时的荷载＞混凝土的荷载，所以在正常情况下胶接缝能够保障施工中混凝土的稳定性，并且本次施工在注重施工质量的同时，胶接缝附近的混凝土的极限抗拉强度虽然受到一定折减，但是仍然能够具有较高的安全冗余度。在应变为0时，胶接缝的荷载为5 kN/m2，混凝土的荷载为4.3 kN/m2，二者的数据关系都能够保证施工质量。

4 结语

本文对高铁连续梁阶段预制胶拼施工技术进行分析，在高铁连续梁节段预制胶拼施工中，前期准备尤为关键。钢筋建材需严格筛选，确保质量上乘。采用先进的胶拼技术，使高强度钢筋得以稳定连接，为后续施工打下坚实基础。模板排布是核心环节，直接关系到连续梁的质量与稳定性。合理布局模板，确保各部分精准对接，为浇筑混凝土创造有利条件。在浇筑过程中，控制预制胶拼接缝截面的吊杆力，能有效减少混凝土开裂现象，进一步提升工程质量。竣工后，细致的检查与调整不可或缺。通过严格的质量把关，确保高铁连续梁节段的预制胶拼施工达到预期效果，为高铁的安全、高效运行提供有力保障。通过应变曲线结果，验证了本文所阐述的施工技术的可行性。

参考文献

[1]赵永超，左连芹，杜西启，等.高速铁路节段预制全胶拼连续梁施工线形分析[J].铁道勘察，2023，49（2）：93-99，105.

[2]文阳.新型节段预制胶拼技术在高铁预应力连续梁的应用[J].鄂州大学学报，2022，29（6）：110-112.

[3]李磊.铁路80 m跨节段预制胶拼连续梁施工技术与创新[J].铁道建筑技术，2022，（9）：136-140.

[4]邢雨，周岳武，王永标.高速铁路3×60 m跨度节段预制胶拼连续梁建造关键技术研究[J].铁道标准设计，2023，67（1）：152-156，174.

[5]吴俊，牛子民，许志忠.连续梁三跨式双T构同步胶拼架桥机设计优化与施工[J].施工技术（中英文），2021，50（17）：22-27.