高速铁路320m单线箱梁

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1、高速铁路32。Om单线箱梁预制施工技术总结前言秦沈铁路客运专线跨度32。0m后张法预应力混凝土箱梁为我国 首次采用旅客列车时速200km以上，轻快货物列车时速100km以上 的单线、直曲线梁，具有速度高、对线路轨道平顺性要求高的特点. 采用单箱单室截面形式，于端部设置横隔墙，箱梁上部宽6.15m，下 部宽3.0m，梁高2。7m，设置有通风孔、泄水孔和梁底检查孔。接 触网支柱基础和挡碴墙及盖板竖墙采用预埋钢筋，待箱梁架设完后现 浇施工,防水层采用由氯化聚乙烯防水卷材和聚氨脂防水涂料共同构 成的 TQF-1 型防水层，并与梁端伸缩缝处进行连续的防水铺装，保 护层采用 400纤维混凝土保护层。1 、

2、工程概况 秦沈铁路客运专线六股河特大桥位于辽宁省兴城市境内，全长1679m，上部结构设计为51孔102榀跨度32。0m单线箱梁，该梁全 长32.6m.单线整孔箱梁主要工程量为：500#混凝土 148m3；钢筋制安 22T;高强度低松弛II级钢绞线5。5t。该梁主要特点为技术含量高、 标准要求高、施工难度大。2、总体施工方案与工艺流程 梁体预制采用整体底模,全长整体滑移钢外模，折叠抽取式内模，台 座上整体绑扎底板、腹板和顶板钢筋网架，抽拔橡胶棒成孔,强制式 混凝土拌合机搅拌，混凝土输送泵配合液式压布料杆入仓,附着式振 动器配合插入式振动器振捣。梁体采用一次性整体灌注技术，棚罩法蒸汽养护，钢绞线用

3、慢速卷扬机穿束,人工配合。预应力采用两期张拉（终张拉）,建立最终应力值，孔道采用一次性压浆工艺，梁闻风 而采用微膨胀混凝土封锚,桥面防水层、保护层及挡碴墙在梁架完后 施工。工艺流程图见图13、主要技术参数根据工期要求进行测算,模板循环时间4d/循环，制梁台位循环时间8d/循环，投入4套整体滑移式侧模，4套折叠抽取式内模、8套底模、8 个制梁台位,设计能力为每月生产单线梁24孔，存梁场存梁能力为36 孔.另据现场实测及计算,32。0m单线箱梁反拱预留值取20mm，都较设计都偏大，施工后检测证明选择参数恰当。4.1 生产台座及配套设备制梁台位地基承载力按200Kpa/cm2设计，考虑到梁体张拉后两

4、端支 撑，于台座跨中部设60cm厚素混凝土结构，梁两端设120cm厚钢筋 混凝土结构，并预埋角钢和钢板以便与底模联接。顶梁孔处局部加垫 钢板，避免压碎.在制梁台座混凝土结构沿中线方向开设30X 30m槽口，横方向每隔1-1.5m设30X20cm槽口，以利于中部蒸养管道蒸养时箱梁底部受热均匀和安装外侧模下拉杆。4.2模板设计及其使用32.0m单线箱梁分左右线梁，且部分箱梁上设接触网锚柱，针对此情况，内外模的设计须具有拆装方便、结构刚度好、通用性强等特点。预应力混凝土箱梁施工工艺流程图图14.2.1 底模底模设计时基本按4。0m分节，跨中部分采用10mm厚的钢板，端 部采用20mm厚钢板，通过与预

5、埋角钢焊接和塞焊直接固定于台座 上。底模铺设时按25mm反拱调整，梁跨部分预留20mm压缩量，预 留支座螺栓和端模螺栓孔洞，以便支座板和端模的精确定位。4.2.2 内模内模采用折叠抽取式，中间部分每节8。0m，靠近端部每节7。5m， 两端0。25m为小块钢模。小块钢模重量不大于30kg/块，以便人工 拆装，每节面板采用5mm厚热轧钢板，框架采用2Z100X80X6对焊 形成矩形方钢，分顶模、侧模、转角模五大块，各块之间增设活动铰， 斜撑采用120钢管制作，并设可调丝杆装置，10槽钢纵向加劲， 各节之间通过M16X50螺栓栓接。施工时在台座外将内模分节调整到位，用龙门吊吊装进入已绑扎钢筋 笼内组

6、拼，定位进利用端模从一端向另一端拼装，底部通过设置50 拉杆防止上浮，拆除时先拆除联接螺栓，然后拆除各节撑杆及拉杆， 采用手拉葫芦将每节沿转铰轴收缩到位，置落于滑床板上，由卷扬机 整节拖拉出箱梁内腔。4.2.3 内模 外侧模采用整体桁架式，于下部设置支承框架，框架安置在两台特制 走行小车上，走行小车设置横移滚轴。工厂分节加工完毕后，于现场 按25mm反拱调整好线型后除将外模桁架联成整体。为保证模板就位 后支撑牢固，于支承框架处间隔4。0m设两根可调丝杆作就位后的支撑。作竖向支撑；拆除外模先拆除上、下拉杆，采用千斤顶顶紧后 松掉可调丝杠,然后千斤顶回油，落于两台滚轮小车上，采用倒链或 螺旋丝杆将

7、模板横移后,卷扬机拖拉位置于下一个制梁台位.4.3 存梁台座的设置 存梁台座根据制梁台座标高的位置相应设置，地基承载力 300Kpa/cm2，采用混凝土基础，于滑移钢轨下布设一层钢筋网片，施 工时可先用10cm厚混凝土垫层找平，铺设钢轨以保证每延米高差不 超过2mm，且无突变点，相邻两股钢轨高差不超过5mm，存梁场须 做好排水设施，防止台座浸泡产生不均匀沉降。5。主要生产设备（见表一）6。主要施工工艺6.1 钢筋制作与绑扎6.1。1 钢筋制作（1）螺纹钢筋应采用闪光对焊。对焊接头应焊接良好、完全焊透且 不得有钢筋烧伤及裂缝等现象。钢筋焊接前，应先试焊，经试验室取 样，做接头冷弯和抗拉强度试验，

8、试验合格后。方可进行批量加工， 加工过程中，试验室应按每200个对焊接头抽样6个,其中3个做接 头冷弯试验和3个做抗拉强度试验。（2）钢筋冷拉调直时，伸长率应控制在如下范围内：螺纹钢18、 16、12W1.0%；10W1。5%。圆钢 8W3。0%.钢筋冷拉调直 后,不得有死弯.在拉伸过程中，如发现对焊接头有裂纹、拉断等,应加 强检查焊接质量；如发现钢筋脆断、劈裂拉不直等异常现象进，应及序号名称规格单位数量用途备注1混凝土拌合站35m3/h座1混凝土拌制、配料2拖式混凝土泵HBT60A台2混凝土输送3混凝土布料机HGY13台2混凝土布料全液压4龙门吊SMJ门式20t台2模板吊装5龙门吊桁架式30

9、0t台2箱梁装车6附着式振动器ZW7台100混凝土振捣7插入式振动棒ZN-50台40混凝土振捣8穿心式千斤顶YCM250B台8张拉9电动油泵ZB4500台8张拉10灰浆泵UB3台2压浆11灰浆拌合机JW180台2制浆12油压千斤顶QMF200-20B台8顶梁13钢筋切割机GJ40台6钢筋切割14钢筋弯曲机GJ740台4钢筋弯曲15钢筋对焊机UN-75台2钢筋对焊16砂轮切割机TCH-300台8钢绞线切割17电焊机台8焊接18卷扬机JJM-3台3模板拖拉19动力变压器650KVA台1动力电源20发电机250KW台1备用电源21装载机ZL40台1拌合站上料主要生产设备表1时反映，并对材质进行复查。

10、（3）梁体的定位钢筋是采用梁体箍筋与圆钢（直径8mm）点焊预 制而成.6.1.2 钢筋绑扎（1）钢筋骨架绑扎前，应先检查制作钢筋的质量、数量及种类，是 否符合图纸的要求,底模是否符合设计要求，合格后,方可准备进行钢 筋绑扎。（2）钢筋绑扎顺序：底板及腹板钢筋一顶板钢筋一挡碴墙、端边墙 及接触网一般支柱、锚柱处的预埋钢筋。（3）梁体钢筋所有的交叉点全绑，不允许有跳绑现象。绑扎点应拧紧， 扎丝扭断的必须重绑。NORMOFIA承重型和MINIFIX圆形硬塑钢筋保护层垫块，取得了较 好的效果。6.2 混凝土原材料及配合比选定6.2.1 原材料选定（1）水泥：为防止梁体产生微裂，选用了唐山冀东水泥厂生产

11、的P。 042.5（低碱型）普通硅酸盐水泥。（2）细骨料：选用了非碱活性的辽宁省兴城市花营河砂，其表观密度2630-2660kg/m3,细度模量 2。9-3。0,含泥量 0.5%1%.（3）粗骨料:选用河北抚宁驻操营石场的非碱活性石灰岩碎石，其表观密度为26502660kg/m3,颗粒为525mm连续级配，母岩饱和抗 压强度154Mpa,碎石压碎值5。58.6%，含泥量为0。3-0.7%。(4) 高效减水剂：选用上海花王化学有限公司生产的“迈地100高效减水剂,其减水率 14.6%，抗压强度Rs3d=141%,Rs7d=129%,Rs28d=123%，较之传统的减水剂效率高、稳定性好.(5)

12、粉煤灰:选用内蒙古元宝山发电厂生产的I级粉煤灰，其需水量为91%,烧失量为 1。62%，三氧化硫含量 0.43%。(6) 缓凝剂:选用山海关华原柠檬酸厂生产的柠檬酸。(7) 原材料计量：水泥、水及减水剂准确到1%，碎石、砂准确到2%。6。2.2 配合比设计(1) 满足设计标号C48号要求,28天弹性模量$35Gpa，抗压强度保证达到设计强度的 100。(2) 每立方水泥用量不大于500kg，砂率不大于40%(3) 进行多组混凝土配比设计，初凝时间大于6小时，混凝土坍落 度设置16-18cm,1820cm两种不同范围，分别满足不同气候情况下的 混凝土灌制要求.6。3 混凝土灌筑及养护6.3.1

13、混凝土浇灌方法(1) 混凝土开盘前先对各项准备工作进行全面检查(水、电、备料、 拌合站、机具状态及其计量，混凝土输送泵和振捣器等)由于混凝土 方量大，为保证整孔梁连续灌筑,对混凝土输送和布料采用了龙门吊 料斗备用方案.（3）灌注混凝土时,沿梁长度方向斜向分段，斜向长度约810米 左右，每层混凝土的灌注高度不超过30cm，混凝土从梁腹板两侧对称 一料，以附着式振动器与插入式振动棒相结合的原则，进行振捣混凝 土。当混凝土的高度在距腹板1.2m以下时，主要用附着式振动器与插 入式振动棒；当混凝土的高度在距底板1.2m左右时，相应底板处已 灌满混凝土后，停止使用附着式振动器，只用插入式振动棒。（4）梁

14、体腹板及底板处的混凝土，采用附着式振动器与插入式振动 棒相结合，振动棒插振的间距和时间，应以保证混凝土密实，不产生 离析为宜，振动棒禁止触碰橡胶棒。振捣混凝土密实的标准为:混凝土顶面不再出现气泡、混凝土不再 下沉、混凝土表面出现返浆三个条件都同时出现时，混凝土才振捣密 实.（5）灌注桥面混凝土时，先用插入式振动棒振捣混凝土，然后， 人工抹面二次，此时，应抹出桥面的排水坡度（梁端部纵向40、 其余横向2%的排水坡度），为以后的桥面防水层、保护层的施工打好 基础。6。 3.1 混凝土的养护（1）蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温共四个阶段。静停时间为： 夏季 46 小时；冬季68 小时（静停时间从梁

15、体混凝土全部灌注完毕 起算），静停时间的养护温度为2025C（如自然环境温度超过25C不 限）升温速度不宜超过每小时10C。恒温温度控制在4550C以内， 并保持90100%的相对湿度，恒温时间不得小于24小时，若混凝土强度达不到设计强度的 80%，则应延续恒温时间，直到混凝土强度达到 设计强度的 80为止，才能结束恒温时间，允许降温.降温速度不得 超过每小时10C，降至25C时拆除保温设施.拆模时梁体表面温度与 自然环境温度之差不得大于15C，否则桥梁应带模让其自然延进降 温，直至梁体表面温度与环境温度之差小于或等于15C时，才允许 脱模。（见图2）48256832 34温度 （）0时间（h

16、）2）自然养护时，箱梁的桥面用海绵进行覆盖；如不覆盖，应采取必要的措施，以保证桥面潮湿。箱梁拆模后，自然环境温度大于 10C时，应对梁体混凝土表面浇水养护，浇水养护时间不少于 14 天，洒 水养护的次数应随天气变化而定,白天不宜超过两小时一次；夜间4 小时一次，向阳和向风的一侧，应多浇一些水,浇水次数应能使混凝 土表面保持充分潮湿为度.6.4 预应力施工6。4。1 预应力孔道成孔(1)钢绞线的预留孔道是采用橡胶棒预制，抽拔形成的。橡胶棒直 径为 80mm 和 90mm (O 80mm 为 OVM159 用， 90mm 为OVM15-12 用)，施工中应加以区别，不能穿错，外层为光面橡胶所组成，

17、每根长为1618m，每根预留孔道是由2根橡胶棒，在跨中对 接而成。(2) 制孔橡胶棒的接头在箱梁的跨中，接头方法是：将2 根橡胶棒 对齐靠拢,接头外套铁皮加工的套筒，套筒内径为 82 或 92，套筒 长约400mm,套筒外包裹不干胶一层。( 3 )绑扎底板、腹板钢筋骨架的同时，安放定拉筋，定位筋沿梁长 度方向的误差W15mm,定位筋应与梁体纵向分布钢筋牢固绑在一起, 定位筋的编号应与其位置相符，不能放错。(4) 制孔橡胶棒在定位筋中,应与定位横筋全绑在一起。橡胶棒在绑扎 时，要求结扣拧紧，但扎丝又不能陷入橡胶棒内.6。 4。 2 钢绞线下料、编束和穿束 (1)钢绞线下料：先将捆装的钢绞线放入特

18、制的架子内,抽出内圈头, 用人力牵引至规定长度后，用砂轮切割机切断，钢绞线的端头应采取 适当的措施，以防散股，钢绞线切断长度误差为土 50mm。并进行外观 检查，劈裂、死弯、锈蚀、油污、电接头等，不可挽回的不得使用。(2) 整束钢绞线用 18 号铁丝捆绑制成，成束是应保证钢绞线束顺直 不扭转，钢绞线束两端应整齐，相错不超过50mm.钢绞线有12根与9 根两种规格，捆绑时应加以区别，以免在穿束进穿错.(3) 钢绞线束穿入预应力孔道，可采用卷扬机引拉，也可采用人工穿。如采用卷扬机引拉时，应先穿入单根钢绞线将卷扬机的钢丝绳引入引 道，从另一端拉出后，将钢绞线束与钢丝绳之间用联结套筒联结，然 后开动卷

19、扬机的钢丝绳引入孔道，从另一端拉出后，将钢绞线束与钢 丝绳之间用联结套筒联结，然后开动卷扬机穿束。穿束前，应清除锚 垫板上及喇叭管。6.4.3 张拉1、张拉采用YCM250型张拉千斤顶和OVM159、OVM15-12型预应力体系。2、箱梁张拉分为两次进行,第一次为初张拉，初张拉是用以承受梁的 自重而起、移梁达到加速制梁台座的周转，第二次为终张拉（亦称二 期张拉），张拉全部钢绞线束到设计张拉力的 100（包括早期张拉的 钢绞线束补拉到设计张拉力的 100%）。必要时进行防裂张拉。3、张拉前箱梁端部在锚垫板上及喇叭管内的水泥浆，必须清除干净， 防止工作锚环的底面不能与锚垫板全面接触，从而引起滑丝,

20、避免预 留孔道压浆是时漏浆，且保证千斤顶安装时,千斤顶的中心、锚环的 中心与预留孔道的中心,三中心重合.4、预应力钢绞线的张拉程序（1）初张拉的张拉程序：0初应为（作伸长值标记）f早期张拉控 制应力（测伸长值,计算并校核伸长值）一回油锚固（测回缩量）。（2）终张拉的张拉程序：a.未经初张拉的钢束的张拉程序：0初应 为（作伸长值标记）f张拉到控制应力（测伸长值,计算并校核伸长值， 静停5分钟）f回油锚固（测回缩量）。b.经初张拉的钢束的张拉程 序：0f早期张拉控制应力（作伸长值标记）f张拉到控制应力（测伸 长值，计算并校核伸长值，静停5分钟）f回油锚固（测回缩量）。6.4。4 孔道压浆及封锚1、

21、孔道压浆必须在终张拉完毕24 小时以后进行,且宜在3 天内完成。 压浆前,应检查有无滑丝、失锚及其它异常情况。如有滑丝、断丝， 应采取措施（如更换钢绞线、锚具、重新张拉等）加以解决,确认合格 后，才允许进行压浆。2、压浆以前的24 小时内,宜采用砂轮机割多余的钢绞线，切割位置 在距夹片尾部 3。 0cm 处，钢绞线不能留得太长，以影响封锚混凝土 的灌注。如采用气切割多余的钢绞线，则一边切割，一边用水管向锚 具上浇水降温，防止锚具受热而滑丝。3、钢绞线切割后，应在锚具及锚垫板上涂881 I型聚氨脂防水涂 料，进行防水处理。经检查合格后，方能进行下一道工序.堵塞钢绞 线与锚具夹片间的缝隙，用强度等

22、级为42.5R的普通硅酸盐水泥加粒 径小于0。3mm的细砂，按1:1。5的配合比，适当加水拌匀，宜稠 不宜稀。堵缝工作，主要是手工操作,要耐心致，以防止孔道压浆不 密实。4、孔道压浆采用一次性压入法.从甲端压入水泥浆，乙端喷出浓水泥 浆，封闭乙端，待甲端压力升至0。60.7Mpa时，再封闭甲端.压浆管 道不宜太长，否则应提高水泥浆的压从搅拌到压入孔道的间隔时间， 不得超过40分钟.5、封锚时凿毛锚穴周围混凝土对锚具进行防腐处理，同时检查有无漏压管道，安装完模板后，灌筑400微膨胀混凝土，同时对封头上 部进行防水处理。6.5 纵向滑移及装车1、一期张拉完毕，在制梁台座与存梁台座间安装移梁专用垫垛

23、（16Mn 钢制），铺设活动钢轨，于底模顶梁孔安装200t油压千斤顶，允一端顶 起脱离台座后，另一端也顶升脱离台座，待四台顶调好梁体水平后同 步顶升到设计高度，安装滚轮小车及滑板.2、将梁体稳步落于滑板上，安装顶推千斤顶和卡轨器，高压油泵供 油后顶推移梁.3、顶移梁时，须有专人负责，注意梁体的稳定性，防止顶偏，使梁 体受力不均匀导致开裂。4、装车时，将梁移进吊梁区，中线对中后，穿放吊具，安装吊梁垫块， 两台300。0t龙门吊先行试吊无误后再稳步提升，提升注意观察梁体 有无歪斜开裂现象，将梁提升到高度后，运梁车开进箱梁底部，对中 后将梁稳步落于运梁车上运走.6.6 附属工程施工6.6.1 挡碴墙

24、待箱梁架设完毕，采用 400混凝土整体灌注每孔梁挡碴 墙。6.6.2 箱梁伸缩缝采用耐性钢板及橡胶止水带待箱梁架设完后及时安 装。6.6.3防水层采用由阻燃防水卷材JS-18和881 I型聚氨脂防水涂料 共同构成的TQF-1型防水层，施工时保持梁体顶板平整，涂刷均匀，伸缩缝处进行连续的防水铺装。6.6.4 保护层：待梁体防水层铺设完后，采用400#玻纤维混凝土，每 隔2。0m设一道伸缩缝。6。6.5 遮板、盖板及人行道栏杆采用预制后人工安装。7、结束语 秦沈铁路客运专线六股河特大桥运用该技术已生产32米单线箱梁102 榀，实践证明该技术成熟可靠、经济实用，其主要表现在： （1）整体移动钢外模板，安装与拆除方便，省工省时，安拆一个循环 仅需 56 小进.（2）折叠抽取式内模整体性好，变形小，安拆方便，使操作工人于 箱内工作强度大大降低，每拆装一次仅需1214 个工日。（3）采用快装蒸汽锅炉对梁体进行棚罩法恒温蒸汽养护22-26 小时 后，混凝土强度可达到35Mpa,大大加快了台位、模板的周转周期。