广珠城际双箱单室预制箱梁施工技术研究

摘要：文章针对城际铁路双箱单室梁施工的特殊性及其重点、难点问题，研究了该种梁的施工工艺、施工方法和设备选型等。解决了该梁型施工生产过程模板拼装、抽拔成孔、混凝土浇筑、小孔道穿束、移梁方式等问题。

关键词：双箱单室箱梁；模板；穿束；移梁

中图分类号：U448.21+3

文献标识码：B

文章编号：1008-0422（2014）02-0117-02

1、前言

广珠城际轨道交通工程设计时速为200公里，设计选用了双箱单室箱梁梁型，此类梁型用于客专线上在全国尚属首次。其大弧形外观及低高度梁设计，使箱梁外观更呈流线型。针对广珠城际双箱单室箱梁施工的特殊性及其重点、难点问题，对箱梁模板结构分析、预应力管道成孔工艺、混凝土施工及养生工艺、预应力施工等问题进行研究，具有重要的价值和意义。

2、双箱单室梁梁型结构特点

广珠城际双箱单室简支梁是按0.6UIC荷载设计的，32m单箱双室箱梁中心高2.2m，顶板宽11.6m。桥面按1.5%的坡度由两侧向中间放坡。每孔梁由两榀梁组成，每榀梁理论重量337t。梁端截面顶板厚40cm，外腹板厚50cm，底板厚60cm；跨中截面顶板厚23cm，外腹板厚25cm，底板厚23cm。截面形式如图1。

梁型特点：荷载设计低，结构安全系数小；底板、腹板和顶板结构尺寸小，预应力管道定位精度要求高；防撞墙墙要求与梁体同时施工，模板安装难度大；梁体结构尺寸小，钢筋密度大，混凝土灌注难度大；箱内尺寸小，内模设计和拆模施工难度大。

3、梁场布置

梁场根据提供场地的大小、地形及与线路关系，采取横列式的布置方式。梁场内设箱梁预制区、箱梁存放区、混凝土加工区、砂石料存放区、钢筋加工及绑扎区、移运梁通道等。移梁采用移梁台车移梁。

4、施工工艺

准备工作清理底模、涂隔离剂安装侧模安装底、腹板钢筋骨架预应力管道定位安装内模安装端模、锚垫板安装顶板钢筋骨架灌注混凝土养护、抽拔橡胶棒拆端模、松内模和外模清孔、穿束箱梁预张拉拆内外模清孔、穿束预应力初张拉移梁清孔、穿束钢绞线终张拉孔道真空注浆封端钢筋、模板制安灌注封端混凝土施做防水层进入下一循环。

5、设备配置（如表1）

6、施工方法

6.1 模板工程

箱梁模板由底模、侧模、内模和端模组成，均采用钢模制作，模板形式如图2所示。

6.1.1 底模

底模采用固定式，在梁端留一楔形活动块，拆除后作为移梁小车位置。底模采用钢板拼焊而成，分三个8m节和两个4m节，以便于调整底模预留反拱。底模安装时预留压缩量，梁跨中底模预留反拱，其余地段按二次抛物线过渡，在梁体两端设置支座板安装位置预留孔。

6.1.2 侧模和内模

侧模采用钢板直接焊接制作而成，侧模分为8m一节，侧模的垂直高度可通过外模桁架底部手动千斤顶调节，侧模上装有震捣器。

内模采用液压系统，中部三个8m段，端部两个4m段，采用整体入模，分开脱模的方式。内模由内模板、模板伸缩油缸、内模小车、轨道、螺旋撑杆等组成。内模在横截面上对称分成5块，1块顶模、2块上侧模、2块下侧模。顶模与上侧模间、上侧模与下侧模间均采用铰销联接，依靠油缸的伸缩带动模板绕销轴转动，实现模板的张开与收缩。内模小车由车架、伸缩支腿、车轮、油缸等组成。由设在车体上的液压站通过胶管和快换接头提供液压源。操纵手动换向阀，控制内模板的张开与收缩及内模车伸缩支腿的顶起和收回。内模车的轨道采用P24钢轨，依靠锥销支撑在底模上。

6.1.3 端模

了便于内模的入模，端模分为上下层及检查孔T型架三部分。用螺栓与侧模、底模内模连接。

6.1.4 防撞墙模板

防撞墙模板采用悬臂式设计，用螺栓与侧模相连，与梁体混凝土一起浇注。防撞墙模型与侧模关系图见图3。

6.1.5 模板安装

底模固定在生产台位上，侧模、端模、内模和防撞墙模板进行周转。模板安装前，先检查模板尺寸、预留压缩量、预设反拱值达到设计要求，平整度满足技术要求及其他指标检查合格以后，安装底模部分预埋件：支座板和防落移梁挡块。底模预埋件安装完成后安装侧模，内模，最后安装端模，组合成完整的模板系统。钢筋绑扎完成后，安装防撞墙模型。

6.2 钢筋工程

钢筋下料及成型在钢筋车间和绑扎台座上进行。箱梁钢筋成型及绑扎分为两部分。一部分为底、腹板钢筋，另一部分为箱梁顶板钢筋。钢筋分2次吊装，为使骨架受力均匀，防止变形，吊装采用2台46t龙门吊及特制吊架整体起吊安装入模型。在吊装前，对钢筋骨架进行加固，防止吊装过程中发生偏移和扭曲。加固完成以后用钢丝绳把骨架悬挂在专用吊架上进行吊装。底腹板钢筋吊装入模以后必须再次检查预应力橡胶棒道、钢筋间距、钢筋保护层垫块，同时对支座及防落移梁添加加强钢筋。检查合格后安装内模和端模。内模和端模安装合格后，吊装梁体桥面钢筋。

6.3 混凝土工程

预制箱梁所需混凝土由梁场配置的两台HZS90混凝土搅拌站供应，搅拌站配备微机程控系统及精确电子计量系统，其生产效率和混凝土搅拌质量满足制梁要求。配备2台80 m3/h混凝土输送泵和2台移动式HG21混凝土布料杆，两点同时输送混凝土入模灌注箱梁。混凝土输送泵直接置于搅拌机出料口下，减少混凝土中间运输环节，改善混凝土因运输造成的工作性能改变，同时节约了成本。

6.3.1 混凝土浇筑

采用连续灌筑，一次成型的方式。灌筑时间控制在6h之内。振捣以插入式振动棒为主，附着式振动器为辅。浇筑顺序为：从两端向中间，水平分层，两侧腹板对称。每层混凝土浇筑厚度不大于40cm，工艺斜度不大于5°，由两台布料机从箱梁一端到另一端对称、往复、连续浇筑。

该箱梁腹板最薄处只有40cm，且钢筋密集，混凝土灌注下料困难。因而底板和腹板下料采用振捣棒辅助引流的方式，防止腹板混凝土灌注不密实。底板、腹板混凝土采用插入式振动棒与附着式高频振动器相结合的振动方式。在芯室内引流时需注意，当混凝土从腹板第一层下料开始便要将振动棒插入腹板下梗肋处进行引流。引流到底板的混凝土，必须按照15cm的间距进行插振，已便于混凝土气泡的充分引出。待混凝土从下梗肋处涌出，呈微鼓的堆积状时，应停止引流。此时用铁锤敲击模板下梗肋处，可辅助判断混凝土是否密实。当腹板再一次下料时，由桥面振捣人员将振动棒从腹板往下插入上一层混凝土5～10cm左右。

待腹板混凝土振捣完毕，混凝土已达腹板与顶板转角处，此时从顶板补料口对芯室内混凝土不足的区域进行补料。用振动棒将底板混凝土振捣密实，振捣工艺采用快插慢拔的方式，禁止平拖。此时振动棒离压浆板应该保持10cm左右，避免引起腹板混凝土松动涌出。

桥面布料采用人工用铲子把混凝土初步整平后再用振动棒进行振捣，不能用振动棒平拖混凝土进行平整，对不平整的地方要及时用铲子填补混凝土。桥面混凝土用振动棒振捣密实后，对桥面混凝土进行整平。当整个桥面浇注完3-4m后，即可对混凝土进行找平、提浆，并立即用湿土工布遮盖。需要光面的区域采用人工用铁抹子二次收浆，其余区域以人工用木抹子搓毛为主。后一次收浆的时间应根据混凝土的表面情况决定，混凝土初凝前需完成收浆抹面工作。灌筑防护墙混凝土时振动棒不能插入下层混凝土太深，约50mm为宜。

6.3.2 混凝土养护

在混凝土灌注完毕，混凝土初凝后桥面和箱内均蓄水保湿。梁体表面应采用湿土工布覆盖，梁体洒水次数应能保持混凝土表面充分湿度为度。当环境相对湿度小于60%时，自然养护不应少于28d；相对湿度在60%以上时，自然养护不应少于14d。

6.4 预应力工程

6.4.1 预应力孔道成孔

预应力成孔：预应力管道采用φ80的抽拔橡胶棒成孔。抽拔管在布管前，按设计规定的管道坐标进行放样，并用定位网钢筋控制张拉管道的各点坐标，定位网在钢束直线段间距不大于50cm，弯曲段为40cm，与主梁钢筋焊牢。当主筋预扎完毕后，将预应力成孔管穿入设计位置，待主筋吊入制梁台位后，再全面检查并细调制孔管，使其完全满足设计要求。一束管道由两根18m的橡胶棒成孔，两根橡胶棒之间用1 mm厚的铁皮管套接，铁皮管套接以后，再用胶布把铁皮管和橡胶棒接缝处粘贴密实防止铁皮管脱落或混凝土进入。端模安装好以后，在两端橡胶棒中各穿入一根20m的钢绞线，可以防止灌注过程中混凝土的冲击力造成胶管较大变形；同时在混凝土灌注好后抽拔橡胶棒时候有利于橡胶棒顺利拔出。混凝土初凝后，使用两台慢速卷扬机从箱梁梁端缓缓把橡胶棒拔出，用清孔器对孔道进行一次清理，确保孔道内无其他杂物。

6.4.2 张拉

张拉分为3个步骤：预张、初张和终张。张拉采用两端同步，两侧对称张拉的方式进行。张拉过程采用“双控措施”，即以张拉控制应力为主，张拉伸长值作为校核。依据千斤顶的实际工作状况，计算出相应的理论伸长值用于张拉过程中的“双控”。预施应力过程中应保持同束两端的钢绞线伸长量基本一致，钢绞线实际伸长值应在±6%计算伸长值（按实际弹性模量计算）的允许偏差范围内。

6.4.3 压浆

预制梁终张拉完成后，在24h之后，48h之内，进行管道压浆。压浆采用连续式压浆泵；同一管道的压浆作业必须连续进行，一次完成。管道出浆口需装三通管，必须确认出浆浓度与进浆浓度一致时，方可封闭保压。压浆前管道真空度要稳定在-0.06MPa～-0.10 MPa之间；浆体注满管道后，要在0.50MPa～0.60MPa下持压3min压浆最大压力不能超过0.60MPa。制备好的水泥浆，其流动度小于25s，30min后流动度小于35s水泥浆搅拌结束至压入管道时间间隔不能超过40min，必要时用流动度测式议检查水泥浆流动度是否满足要求，不满足要求的不能用于压浆。

6.5 移梁、存放及发运

箱梁初张拉完毕以后，用YL225移梁小车从生产台位上移出，移至存梁台位。移梁的过程中设专人观测梁的梁端运行，确保同步，防止箱梁受扭。存放前四个支点必须先找平，确保其相对高差不大于2mm。梁体存放到位后，需按规定定期观察沉降，避免不均匀沉降引起梁体变形。箱梁存放于存梁台座上，建立完全的产品技术档案以便发运时进行交付。生产部门建立每孔箱梁的台帐，包括生产、张拉、压浆、封锚、发运等一系列日期，以便于产品追溯。

7、结语

我国城际铁路刚刚起步，施工0.6UIC设计荷载的箱梁在我国还处于首次，很多工艺都是参考和借鉴国外的先进技术，我们需要不断地总结经验和教训，理论联系实践，提高我们的施工技术水平。