铁路客运专线预制箱梁施工技术

摘 要 ：铁路客运专线预制箱梁的施工牵扯许多重要工序,掌握这些工序的技术要领对工程十分重要.本文从高速铁路客运专线应用广泛的简支箱梁整体预制施工流程入手,对施工过程中的钢筋加工与绑扎等重要环节进行了阐述,系统提出了一套实用性很强的高速铁路预制箱梁施工技术,为做好客运专线预制箱梁的施工提供了技术的支撑,也为以后施工提供了借鉴.

中图分类号：U445 文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

随着经济的发展,社会对铁路客运专线工程质量的要求越来越高,如何提高预制箱梁施工技术对整个工程意义重大,需要从理论方面不断探索,在实践方面不断总结.而把理论与实践结合起来,把技术系统化与精细化,对做好现场施工尤其重要.

1.预制箱梁施工特点

在铁路客运专线的建设中,采用现场预制的方法制作预应力混凝土箱梁,特别是目前应用广泛的混凝土预制简支箱梁有许多优点.一是不需要长途运输箱梁,有利于进行施工管理,可以在保证工程质量的同时,缩短工期,降低成本,提高效益.二是采用工厂化预制,施工工艺可以满足新结构、新标准的要求,保证制梁质量,生产效率也高.三是运用高性能混凝土技术进行客运专线箱梁预制,刚度大,整体性好,抵抗横向变形的能力强.

2.箱梁工艺流程

梁体混凝土质量是箱梁施工重点的重点,为了保证梁体混凝土的施工质量,我们分析研究了箱梁预制施工工艺流程.

此种是一次成型工艺,其流程为：梁体钢筋制作→吊装钢筋底、腹板钢筋骨架→安放内模→顶板钢筋制作→吊装顶板钢筋骨架→安装外模、端模→浇注底板、腹板、顶板混凝土→养生→拆端模→清孔、穿束、预张拉→拆内膜、侧模→初张拉→吊移梁→终张拉→孔道压浆→封锚.

这种工艺是在梁体钢筋及模板安装就位并检查合格后,采用混凝土输送泵＋布料机,连续浇筑,一次成型,浇筑时间控制在6h以内.

3.施工技术准备

进行预制箱梁施工,要提前做好各项技术准备工作.一是对客运专线的技术标准和质量控制标准要熟悉掌握,并了解确定这些标准的依据；二是研究施工工艺和施工方法,保证其满足标准的要求；三是考察施工需要的检测仪器以及机具设备,保证施工机械和检测仪器可以满足技术质量标准要求,能够合理配套,先进适用.为此,要在收集资料的基础上,组织技术以及施工人员进行学习.同时,利用好社会资源,向有经验的专家借力.在具备条件的情况下,充分借鉴学习国外的施工经验和先进技术.

4.关键施工技术和标准

4.1 预制箱梁工序分析

箱梁的生产、运输和架设,要按照客运专线砼箱梁预制技术条件的要求进行,按工厂化组织生产.目前,在国内铁路客运专线建设中,作为大型构件的简支箱梁的预制施工技术应用比较广泛.总体来看,箱梁预制包括诸如钢筋加工和绑扎、模板组装、混凝土浇筑、养护、拆模、压浆、封锚、张拉等一些比较复杂的工序.其中的压浆、封锚、张拉等工序为预应力施工.预应力施工是箱梁预制工序中的重要环节,全部或部分抵消箱梁架设以后外荷载对混凝土产生的拉应力只有通过施加预应力才能实现,这与箱梁的承载力以及使用寿命关系密切.

4.2 重要工序的技术要领

(1)钢筋加工和绑扎.钢筋应除锈、调直,弯度、下料准确.在钢筋骨架内外侧分别绑扎数量不少于4个/m2的细石混凝土垫块.底腹板和顶板钢筋在各自的胎模具上分别绑扎后整体吊装安放.

(2)模板组装.内模采用箱梁液压内模模板,可以节省时间和大量模板投入成本.内模板要快速安装和拆除.精确控制箱梁尺寸.混凝土灌筑和箱梁初张台座底模四支点高程误差应当控制在2mm之内.外模采用定型钢模板,钢面厚度为6mm.箱梁外模大块拼接并形成灵活的开合模板,其刚度、强度应当满足技术标准要求.内模的节段拼装与伸展收缩都要灵活可靠,其设计与制造要满足强度、刚度以及整体推拉滑移或吊装要求.模板定位标志要稳定.

(3)拆模.箱梁混凝土芯部与表面、表面与环境温差（不大于15℃）、混凝土强度等指标,拆模后宜进行早期张拉,及时喷涂混凝土养护剂.拆模时要注意天气变化,大风和气温急剧变化时要停止进行.

(4)混凝土浇筑.采用高性能混凝土,要求一次浇筑量大和浇筑时间短.优化混凝土的配合比,应该满足设计强度（C50）和施工强度R≥50MPa,弹性模量35.5GPa,坍落度（18±2）cm,扩展度（400±20）mm.要控制好各种成分的含量和用量,主要是碱含量、氯离子含量、水胶比以及水泥用量.配料与拌和要控制好称量误差以及拌和时间；拌和站下不能直接使用混凝土输送泵泵送入模的方式.拌合物入模温度应该控制在10—30℃的范围.模板温度控制在5—35℃的范围.混凝土用布料机布料,风速超过六级布料机停止工作；风速超过四级不能拆除和安装布料机.不能使用超过3米的末端软管浇注,软管不能插入浇注的混凝土.

(5)养护.根据环境温度和施工条件采用蒸汽养护或者自然养护.蒸汽养护要严格控制静停的时间、升温以及降温速率,使混凝土温度均匀变化,严格控制蒸养的最高温度不超限,严格控制拆模时混凝土与环境的温差,防止温度突变引起温差裂纹.在自然养护时,要及时覆盖、保温和保持混凝土表面充分潮湿.

(6)张拉.张拉采用后张法.预张拉一般在混凝土强度达到设计强度的60％＋3.5Mpa,并拆除端模、松开内模和外模紧固件后进行.其作用是防止梁体出现早期裂纹.一般在梁体混凝土的强度达到设计强度的80％＋3.5Mpa后进行初张拉.其作用是加快制梁台座的周转,从而避免移出过程中箱梁因为自重产生裂纹或裂缝.终张拉要在混凝土强度达到设计强度的100％＋3.5Mpa、弹性模量达到100%、混凝土龄期大于等于10d后进行.其作用是在梁体内建立起可以抵消架梁后外荷载产生的应力.三种不同程度的张拉都需要遵循“对称、同步、同时”的原则.

(7)压浆.压浆前要先对孔道试抽真空,直到真空度保持稳定时,停泵1分钟,压力降低小于0.02MPa时孔道基本达到并维持真空.压浆时孔道的真空度要达到负压0.08 MPa左右,加上0.5～0.6MPa的正压力,才能把优化后的水泥浆体压入预应力孔道.管道真空辅助压浆是在终张拉完成24小时后进行,48小时内完成.

(8)封锚.梁体封锚应尽早进行.封锚采用强度等级不低于C50的与梁体混凝土等强度的无收缩混凝土.封锚前,对锚具凿毛处理,用聚氨酯防水涂料对预应力筋、锚具以及垫板处进行防水处理.新旧混凝土结合部要采用聚氨酯防水涂料进行二次防水处理.