非标准箱梁场内制运架一体化施工技术

非标准箱梁场内制运架一体化施工技术

乐鹿峰

中铁十七局集团第三工程有限公司河北石家庄050081

摘要：非标准梁型是指梁长不是国家指定的标准梁长32.6m或者24.6m，其梁长小于32.6m的箱梁称之为非标准梁（简称非标梁）。介绍利用箱梁制梁场原有标准梁模板进行改造，钢筋胎具绑扎底腹板、顶板钢筋，吊入模板内预制，运架一体化等各项施工工艺，辅与相应的质量控制措施，从而在项目上产生一定的经济效益和社会效益。本施工技术可为类似工程提供借鉴。

关键词：非标梁，预制、运架一体、质量控制，经济效益

1实施背景

老河沟特大桥为新建郑州至万州铁路河南段ZQZW-8标重要桥梁之一，26.6m梁位于老河沟14#墩，位于村庄口。目前国内对于非标梁多采用支架现浇施工工艺，其需大面积临时征地，对下部结构施工干预较多，箱梁现浇结束后，需对临时用地按规定进行复耕及拆除相应支架，因非标梁施工中对下部结构施工节点工期要求较高，且操作空间占用较大，如何加快非标梁施工成了制约项目施工进度及施工节点的重要因素。结合本工程实例，本桥梁全长为26.6m（跨度25.5m），介于24.6m与32.6m标准梁之间，采用32.6m标准梁改造成26.6m是最佳最优方案。

2施工工艺技术

根据对非标准箱梁数理分析研究，确定“非标准梁调整端头模板位置”施工工艺技术，设计并制作内、外、端模以达到在箱梁预制场内预制生产顺序和施工方案，在箱梁预制场内按照箱梁标准化施工方案和工艺流程及工艺参数，通过对工序的逐级过程控制，有效的安全、质量、环保、运架一体等措施，确保在非标梁满足设计要求的前提下，又快又好的完成非标梁的施工。工艺流程如下。

内外模设计改造与制作→端模设计与加工→制梁台座承载力验算（模板安装调试）→台座沉降观测及模板反拱预设→钢筋下料、加工绑扎（绑扎胎具改造与制作）→定位网坐标及定位（预埋件安装施工）→混凝土浇筑施工→端模及侧模拆除梁体养护→箱梁预初张拉→提梁至存梁台座→模板修复、调整再使用→箱梁终张拉、压浆封端→箱梁终张拉、压浆封端（梁端涂刷防水层）→箱梁运架一体化。

3内外模板设计改造与制作

非标梁在预制标准梁制梁台座上施工，找出内外模板基本参数的变化，加工制作配套的模板保证符合各项基本参数符合图纸设计规范。采用中间标准段截取6m（32.6m-6m=26.6m）的方法进行模板改造。

采用外模一端做端头起点，使用钢卷尺+弹簧秤量取所需梁长，划出尺寸线，利用三点一线原理，确定中点和另一侧端头线，复核梁长。划出支座板与防落梁挡块中心线，对称复核梁跨度，保证尺寸符合设计规范要求。

定出底模、侧模、翼板处泄水孔位置，采用全站仪定点，定边线，保证误差在允许偏差范围内。利用倒钩原理，在泄水孔点位处焊接螺母，倒钩固定的方式固定泄水管预埋件。利用倒钩原理，在模板泄水孔点位中心处做好十字标记，在其点位处焊接螺母，制作8根钩子，长度为465mm，一端为弯钩，一端为带有螺旋的钩子，顶部制作比泄水孔内径大5mm的圆盘，通过倒钩固定的方式固定泄水管预埋件。定出端头处圆弧倒角位置，有效保证了支座预埋板预埋位置的准确性。

选取内模标准段，中间标准段截取6m（32.6m-6m=26.6m）来制作非标准箱梁内模，调整油缸及油路，改造内模通风孔及泄水口位置，二次焊接切缝，保证不平整度≤2mm。

因箱梁翼缘板处需预留滴水槽，其距离梁边角模处仅10cm，在施工过程中发现翼缘板掉块严重，且修补难度较大，利用等腰三角形原理，因斜边受压面积大，钝角受拉易裂，在外模翼缘板处斜角焊制一道宽30mm、厚3mm的扁铁、有效的解决了翼缘板掉块的问题。在外模改造完成后，调整底板、顶板预设反拱，焊接牢固，保证梁跨中和端头梁高一致。

4端模设计及加工

为保证端模锚穴位置的准确性，通过在外模内移动端模，以达到控制梁长的重要措施，要求端模尺寸比外模尺寸小1cm，在确定好位置的同时把端模吊入外模进行试拼装，保证顶板与底板“同轴同心”，为后期箱梁架设提供有力的保证。

4.1绑扎胎具改造及制作

采用32m绑扎胎具进行改造，采用端头线往内移动以满足梁长和跨度要求，把改造后的端头预埋件和其他标准段组合而成新的绑扎胎具。

4.2定位网片尺寸加工及位置的确定

定位网片是后张法预应力简支箱梁核心所在，定位网片的尺寸和位置直接关系到预应力孔道的平顺，直接决定了箱梁预应力张拉数据的好坏。在非标梁定位网片加工中，采用在地上划出坐标图，在定位网加工平台上焊制的方法，焊制完成后核查每个网片的坐标，保证其位置准确无误后抬放到底腹板绑扎胎具中。

4.3钢筋加工及绑扎

在后台加工钢筋时对箱梁使用的各种钢筋做相应指标的试验，有效保证各种钢筋的基本参数符合规范要求，基本参数合格后进行加工弯制。在通长筋进行闪光对焊时，使原材、闪光对焊机、对焊平台在同一个平台上，以对焊机为中心两侧各焊制槽钢，槽钢“Ⅴ”面朝上，有效保证了钢筋“三同心”可有效保证两根钢筋的菱条在同一轴线上，焊缝饱满。

5预埋件安装施工

预应力管道采用穿棒机进行抽拔棒穿孔，传统预应力成孔工艺采用人工穿抽拔棒，效率低，线性差，定位网片在穿抽拔棒时容易倾倒，使用穿棒机，成孔质量得到有效的保证，有效的解决了现浇法安装金属波纹管无法远距离保证线性的难题。

支座预埋板、防落梁预埋板预埋，在预埋板上刻出预埋板中线，准确量测与底板刻度线重合无误后，使用水准仪测量支座预埋板四角高程，有效保证高差符合规范要求，在预埋板上焊制30cm长的钢筋，八字型排列，可有效保证预埋处不空鼓。

综合接地采用HPB300直径16mm的圆钢焊接，保证焊缝长度大于10d，在焊接完成后进行综合测试，完全避免了现浇法在高空中进行高空作业，有效的减少了高空坠落的风险，又保证了电阻小于1Ω。各泄水孔预留位置、角度，利用模板上预留的“螺母”，可完全避免模板开孔焊接固定这种粗放的施工方法。

测量接触网和拉线预埋板位置，采用接触网固定架固定其位置，完全避免了现浇法在高空预埋接触网，且有效保证了接触网的垂直度。连接套筒的预埋，为了保证后期桥面系施工时准确找到套筒的位置，在套筒上加设胶套，有效保证了套筒的高程（高于梁面3mm）在设计要求范围内，线性平顺。

6混凝土浇筑

混凝土浇筑前调试机械，保证正常使用。检查钢模板支撑、端模与外模连接，再次对螺母、销子拧紧加固，在设定的位置放入高频振动器。混凝土拌合前由试验室开出混凝土配料单，检测原材（沙石）含水率。出机时对混凝土各项指标（含气量、坍落度、扩展度等）进行检测，确保混凝土质量符合规范要求。混凝土到现场时再次对混凝土各项指标（含气量、坍落度、扩展度等）进行检测，并做好记录，每50m³测定一次，现场做好标养试块和同养试块，为脱模和张拉提供有力的数据支持。浇筑时从一端到另一端，禁止两端同时浇筑。在端模与内模倒角处安装平板振动器，内箱浇筑振捣时，及时检查内模的螺杆，确保不松动，内箱施工时加强对支座和防落梁预埋板处的振捣，保证预埋板处混凝土振捣密实。浇筑完成后对梁面进行二次收面并在线路两侧进行拉毛作业。

6，1拆模及养护

混凝土浇筑完成后，及时对梁体进行洒水养护，土工布覆盖，保持湿润。在箱内箱外养护过程中采用自制三通式喷淋装置进行喷淋养护。在实验室对同条件养护试块进行抗压强度测定，且强度大于脱模强度33.5Mpa，方可进行脱模。

6.2箱梁预初张拉

在实验室对同养试块进行抗压强度测定，且强度大于初张强度43.5Mpa进行预初张拉，选取合适的锚垫板，全程采用智能张拉设备，设定好张拉力，设定好张拉行程，有效保证了伸长量偏差≤6%，不同率≤5%。完全避免了现浇法预应力手动张拉的关键工艺，质量可控，自动记录了张拉数据，为后面终张拉做好数据支持。

6.3提梁至存梁台座

在箱梁张拉完成后，使用900t提梁机将非标梁提至存梁台座，落梁之前对存梁台座进行沉降观测，对存梁台座高程进行测量，有效保证非标梁落在存梁台座上均匀受力。检查非标梁外形外观，保证外观质量满足设计要求。

6.4模板修复、调整再使用

箱梁张拉完成，提梁至发梁台座后，标识着非标梁的预制已经完成。对模板进行修复、复原到标准梁型使用的内外模。内模延着焊接的地方二次切割补焊、外模端头倒角重新焊制、端模从新定孔，工序比较简单，而且耗时极短。不耽误标注箱梁施工生产。对模板损伤下，避免了模板材料的浪费。

6.5箱梁终张拉、压浆封端

在实验室对同养试块进行抗压强度测定，且强度大于终张强度50Mpa（弹模大于35.5GPa）龄期大于10d，进行终张拉。全程使用智能张拉设备，将预初张拉数据导入到终张拉界面内，完成数据整理后进行终张拉，在张拉过程中手动记录几孔数据，复核智能张拉数据的准确性。张拉完成后对钢绞线进行滑丝标记，全过程采用智能张拉，在地面作业，有效规避了高空风险，准确的数据也为非标梁的成品质量作出了正确的诠释。终张拉完成后对梁体进行全自动计量设备进行压浆，有效保证了孔道浆体的饱满度。压浆完成对梁端进行封端。非标梁场内预制完成。

6.6箱梁运架一体化

当箱梁涂完端头防水，架桥机到达桥墩大里程方向，900t提梁机将非标梁提至发梁台座，由两台450t龙门吊提梁上桥至运架体位，运架一体化机运架至架梁前端进行架设。

7非标梁施工要点

浇筑标准箱梁采用一头往另一头，两边同时浇筑；浇筑非标梁从未改动的一侧往改动的那一侧浇筑，避免混凝土压力过来导致改造后的端模跑模现象。

浇筑标准箱梁采用平板振捣器+振捣棒振捣，平板振动器固定在侧模上；浇筑非标准箱梁平板振动器固定在内模上，加强对非标面的振捣。标梁的模板是定型模板，本身不具有调节所要浇筑的箱梁长度的作用，通过改造端模，移动端模所在的位置来达到非标准梁长的设计要求。端模及侧模在非标中作出了以下改变：

通过将原有标准梁端模上锚穴孔取下，通过角尺+水平尺控制新的锚穴孔的位置，二次焊接，保证焊缝满足设计要求。在原标准梁锚穴孔处做好标记，切割相应直径大小的钢板将取下的锚穴孔填平后打磨，要求打磨后平整度≤2mm。

锚穴孔定位焊接完成后，在端模下倒角焊制一道20mm×20mm的角钢，防止端头混凝土因张拉而出现裂纹。整个端模在设计过程中，因端模与侧模采用“侧包端”的固定方式，与标梁“端包侧”不同在于，采用“侧包端”，端模要比侧模小，整个端模比侧模小1cm，原因一在于混凝土在浇筑完成后会出现热涨冷缩，留出足够空间保证混凝土强度提升过程中无阻碍。原因二端模在拼装和拆卸中，因其尺寸比侧模小1cm，操作方便。

在侧模与端模圆弧倒角连接处开出一道20cm的方形口，保证端头混凝土振捣产生的气泡能有效排出，保证了混凝土的成品质量。

箱梁在提至存梁台座时，对箱梁进行外形外观的检测，确保各项尺寸满足设计及规范要求。

非标梁终张拉及压浆、封端完成后再次对梁体进行上拱度测量，完成出场后的最后一道工序。

采用运架一体机将梁架设至前方桥墩上，在质量、安全上均在可控范围内。

4经济效益和社会效益

7.1经济效益

非标梁场内预制，其预制施工利用既有的模板进行改造，节约模板租赁及支架搭设、拆卸费用共计30万余元。非标梁场内预制，节约各种大型设备，吊车、钢筋弯曲机、泵车相应费用2万余元。非标梁场内预制，无需再额外征用土地，节约土地征用费用2万余元。非标梁场内预制，利用场内胎具及既有人工、机械，节约人工费用10万余元。非标梁场内预制生产，可累计节约总成本45万余元。

7.2社会效益

非标梁在场内预制，从根本上减少了农用地的临时征收，与现浇非标梁需要大面积场地施工相比，极小的产生噪音及施工风险。减去了模板的投入，极大的降低了工程成本，加快了整体施工进度，提高了工效。

8结论

箱梁制梁场非标准梁制运架一体化施工技术，从预制生产及箱梁架设各工序都在可控范围内，有效的较少了人力、物力、机械的投入使用，极高的保证了箱梁成品的质量。极大的解决了临时用地的征用，受到了业主及监理单位的高度评价，并取得了良好的经济效益和社会效益及环保效果，在工程实践中具有广阔的应用前景。

参考文献

［1］一种适用不同跨度的非标准T型梁的制造方法[P].王金海。

［2］通桥（2016）2322A-Ⅱ-1.预制无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁（双线）.中铁铁路总公司.2016.06

［3］TB/T3432-2016.高速铁路预制后张法预应力混凝土简支梁。中华人民共和国行业标准.国家铁路局.2016.08