浅谈铁路箱梁预制施工工艺

浅谈铁路箱梁预制施工工艺

刘宝忠

刘宝忠（中铁九局集团第一工程有限公司，辽宁锦州121000）

摘要：箱梁质量在桥梁施工中尤为重要。影响预制箱梁质量的主要因素有：施工工艺，原材料质量，施工人员的业务水平和素质等。本文结合盘营客专第三工区预制箱梁施工情况，对施工工艺进行浅显的分析。

关键词：箱梁；施工工艺；工艺流程

1研究目的

通过施工总结出新技术、新材料、新工艺、新设备，提高生产率，缩短工期，降低成本和确保工程质量，并推广实用新技术、新材料、新工艺为公司以后的施工提供捷径。

2工程概况

中铁九局盘营客专工程TJ-1标段第三综合作业队施工的绕阳河特大桥里程范围Dk22+948——DK29+381.5，，承台137个，墩台137个，钻孔桩1134根。本区段施工的绕阳河特大桥32m简支梁112孔，24m简支梁18孔，20m简支梁7孔。

3施工工艺

3.1模板制作。（1）32m、24m、20m箱梁模板由底模、侧模、内模和端模组成。除留有湿接缝外露钢筋处采用活动块拼装模板外，其余模板均采用整体钢模板。面板材料采用热轧钢板。（2）外侧模、端模、底模的挠度不应超过模板构件跨度的1/400，内模的挠度不应超过模板构件跨度的1/250。模板的面板变形不应大于1.5mm。32m、24m箱梁在存放期间其上拱度可以忽略不计，在铺设底模时可不设拱度，但应考虑底模可以调整高度，以便根据箱梁张拉情况调整拱度。（3）模板在设计制造时，应有足够的强度、刚度及稳定性，确保梁体各部位结构尺寸正确及预埋件的位置准确，且具有能够多次反复使用不至产生影响梁体外形的刚度。（4）为便于运输底模分6块制造，到工地后在制梁台位条形基础上拼装：两端支座及活动底模各两截，中间固定底模一截。其功能如下：两端支座底模为纵向活动式，以便梁体张拉后与梁体同步收缩；与支座底模相连的活动底模在梁体张拉前拆除抽掉，以便梁体张拉后支座底模可以纵向滑动，同时兼作移梁台车的转换支点；中部底模为固定式底模，以作为底模和侧模安装的基准。（5）底模加工制造要求：底模四个支座相对高差不大于2mm，同一支座四角高差不大于2mm，每米高低差不大于2mm。（6）侧模采用分段制造，制造要求如下：模板接缝处应严密，焊缝采用熔透焊，焊缝打磨平整，预留工地组拼的接缝须采用刨边对接，预拼后对接缝不大于2mm，错台不大于1mm，板面不平整度小于2mm/m。

3.2模板安装

3.2.1侧模板安装。（1）侧模预拼合格后用螺栓将两节侧模初步连接成整体，然后用电焊将侧模的连接缝焊接堵严。焊接宜在不与混凝土接触的背面进行，当必须在与混凝土接触的板面焊接时应用砂轮打磨平整。（2）侧模纵向移动采用卷扬机牵引台车移动，侧模到位后利用台车上水平千斤顶顶推侧模靠近底模。为便于侧模与底模螺栓连接，螺栓位置除精确放线外，尚须加大螺栓孔直径。侧模到位后先纵向精确对位后，在侧模支承骨架下内外侧各安装一台千斤顶，千斤顶全部安装到位后逐个调整千斤顶的高度使模板升高到位，然后将大螺栓拧上使其初步对位，精确调整千斤顶的高度逐个拧上小螺栓。（3）侧模拼装步骤如下：纵移台车对位，利用台车上水平千斤顶将侧模顶推到位→侧模底部安装纵向千斤顶→调节侧模高度→安装底模与侧模紧固螺栓→检查上翼缘内外侧尺寸。

3.2.2端模安装。（1）为便于内模安装，端模在结构上分为上端模和下端模。（2）底、腹板钢筋吊装后安装下端模，为便于端模安装，梁端外露钢筋待端模安装后逐根插入绑扎。（3）端模安装时波纹管及衬管应逐根与端模上锚垫板孔对应穿入，穿进时应缓慢平稳，端模两侧同步移动，不得强行推进，以免波纹管变形。

3.2.3内模安装。（1）内模采用液压式内模，整体拼装入模、分段脱出。内模全长分为5节。（2）拼装方法如下：内模在拼装台位上拼装，拼装前应清除表面铁锈及浮浆，局部接缝处的漏浆须清理干净，局部变形应及时修复。内膜从箱梁内脱出后吊装到内模拼装台位上，将内模车轮子与台位上钢轨对位。向内模车立柱顶伸千斤顶供油，立柱升高至模板在台位上的安装高度，内模车立柱分为两节，其原理如同汽车吊的伸缩臂。伸展内模两侧千斤顶将内模板块由下向上逐块顶推到位，安装内模撑杆并锁紧螺母；伸展内膜两侧模板时应注意保持三台千斤顶同步，否则会造成内模面板变形。将内模小车的4个支承螺杆向下调整到位，用同样的步骤安装第二节模板。两节模板安装到位后，利用龙门吊将两节模板对位后用螺栓将内模主梁及面板连接在一起。（3）利用千斤顶将内模顶撑到位后，应及时安装机械式撑杆，液压千斤顶不得长期处于受力状态。（4）内模拼装成整体后，用不干胶将接缝处密封。（5）检查各部位尺寸、连接及油管接缝处是否有渗漏等。

3.3张拉台座。20m箱梁设计23根Φj15.24钢绞线，单根张拉力195.3kN，整体张拉力P＝195.3×23＝4491.9kN。重力式台座一般适用于1000～2000kN的张拉力，就张拉力而言，槽式台座较合适，但不利于大型钢模的拆装。故采用重力式和槽式组合台座，即在重力式墩之间设传力柱，并设横向联系。传力柱一部分埋于地下，另一部分作为预制箱梁的底模的基础。这个方案同时解决了地基较软，箱梁自重大，松张起拱容易压坏底模的问题，而且省去了底模基础，节约了成本。

3.4原材料。（1）钢绞线。钢绞线应做抗拉强度、延伸率、松弛率和弹性模量试验。试验结果符合设计要求，方可使用。千斤顶、油泵和油表配套校验，所用压力表的精度不低于1.5级。使用6个月或200次以及在千斤顶使用过程中出现不正常现象时，应重新校验。根据施工经验，考虑3％的预应力损失，即实际张拉力为设计张拉力的1.03倍。台座一端为单根张拉端，分两级（每级20%）张拉总张拉力的40%，即所有钢铰线张拉到20%的张拉力后，再进行第二级张拉，不得一次张拉到40%。钢绞线单根张拉时对称截面中心线进行。（2）钢筋。钢筋采用两次成型法：在加工区分别制作梁体钢筋、顶板和翼板钢筋。钢筋严格按图纸尺寸下料、制作，采用梅花形点焊形成骨架。加强对内模定位筋的绑扎。只要按设计图纸规定的位置和数量双根绑丝绑扎定位筋，一般不会出现内模上浮现象。（3）砼。设计砼为C50，保证砼强度是保证箱梁内在质量的一个重要方面，因此要严格控制原材料质量。此处不作过多论述。应严格按配合比施工，坍落度一般控制在７～９ｃｍ为宜，坍落度太大，强度不易保证，并且很难消除表面的气泡、砂线等缺陷；因钢筋密集，若坍落度太小很难保证振捣密实。

4工艺流程

底板质量是箱梁施工重点的重点，为了保证底板的施工质量，我们分析研究了两种工艺流程。

一种工艺流程为：梁体钢筋制作→钢绞线张拉→支立侧模→浇注底板→安放内模→顶板、翼板钢筋制作→浇注腹板、顶板→养生→拆模→放张→存梁。这种流程易保证底板振捣密实，但要求施工人员多，工时长，配合紧密。若某一环节出现问题，将影响工程质量。特别是底板和腹板、翼板的浇注间隔长，易产生明显的施工接缝。

另一种是一次成型工艺，其流程为：梁体钢筋制作→钢绞线张拉→支立侧模→安放内模→顶板、翼板钢筋制作→浇注底板、腹板、顶板→养生→拆模→放张→存梁。这种工艺是在钢筋、模板都完成后，从腹板处下灰浇注底板。由于底板厚度只有18cm，却分布着两层钢绞线和梁体钢筋，对混凝土的流动有很大的阻滞作用。为防止木板吸水膨胀，内模都用塑料纸包裹。从两侧下灰，容易因排气不畅而在底板形成空洞。即使没有空洞，也很难保证振捣密实。从一侧下灰，流到另一侧的大部分是灰浆，也很难保证底板质量。并且侧压力大，易导致内模和钢筋偏位。

我们对这种工艺的改进主要在内模上，把内模里的木撑改为用螺丝相连的角铁骨架，在内模底部留10～20cm宽的槽。浇注底板时，在开槽处用振动棒引流混凝土，振捣密实后整平混凝土，用木板封住槽口，继续浇注腹板、顶板。这样既保证了内在质量和外观质量又加快了施工进度。

结束语

施工工艺对工程质量有直接而重大的影响，要提高箱梁的施工质量就必须有好的施工工艺，并使其不断完善。本文所述的组合台座，既满足了张拉力的要求，又满足了大型钢模治理支立的空间要求。改进后的施工工艺，使箱梁混凝土一次浇筑成型，既保证了箱梁（特别是底板）的施工质量，又大大提高箱梁的施工效率，是提高箱梁质量的合理工艺。