高速铁路32.0m单线箱梁

1、高速铁路 32.0m 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

3、线用慢速卷扬机穿束，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

4、，考虑到梁体张拉后两端支撑，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3030m 槽口，横方向每隔1-1.5m 设 3020cm 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 1底模检测调整张拉机具标定安装支座板支座板制作安装底腹板钢筋网架钢筋网架制作安装锚

5、垫板预埋安设橡胶棒制孔橡胶棒整修立模备机具制水泥浆安装顶板钢筋网灌筑梁体混凝土拌制混凝土安装蒸养罩制混凝土试件抽拔橡胶棒梁体混凝土养护锅炉供蒸汽拆内外模清理孔道钢绞线制备穿放钢束钢束 1 期张拉压混凝土试件顶升梁安装滑道滑移梁至存梁场浇水养护钢束 2 期张拉压混凝土试件孔道压浆制水泥浆试件安装封锚模板灌注封锚混凝土制混凝土试件出厂检验压混凝土试件移梁、吊梁、运梁4.2.1 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

6、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 2100806 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 M16 50 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

7、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

8、，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，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

9、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、121.0%；101.5%。圆钢 8 3.0%。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，应及主要生产设备表 1序名 称规 格单位数量用途备注号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 300t台2箱梁装车6附着式振动器ZW-7台100混凝土振捣7插入式振动棒ZN-

10、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ZB4-500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GJ-40台6钢筋切割14钢筋弯曲机GJ-740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拌合站上料时反映，并对材质进行复查。（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

11、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：底板及腹板钢筋顶板钢筋挡碴墙、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

12、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 2650-2660kg/m3，颗粒为 5-25mm 连续级配，母岩饱和抗压强度 154Mpa，碎石压碎值 5.5-8.6%，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）粉煤灰：选用内蒙古元宝山发电厂生产的级粉煤灰，其需水量为 91%，

13、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，18-20cm 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 混凝土浇灌方法（ 1）混凝土开盘前先对各项准备工

14、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）梁体腹板及底板处的混凝土，采用附着式振动器与插入式

15、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（静停时间从梁体混凝土全部灌注完毕起算），静停时间的养护温度

16、为 2025（如自然环境温度超过 25 不限）升温速度不宜超过每小时 10。恒温温度控制在 4550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 10，降至 25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15，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15时，才允许脱模。（见图 2）温度( C)恒温阶段48静停25降温升温6832时间34时间（ h）（ 2）自然养护时，箱梁

17、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 10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（80mm 为 OVM15-9 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，每根长为 1618m，每根预留孔道是

18、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 15mm，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制的架子内，抽出内圈头，用人力牵引至规定

19、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 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，然后开动卷扬机的钢丝绳引入孔道， 从另一端拉出后，

20、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OVM15-9 、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， 避免预留孔道压浆是时漏浆，且保证千斤顶安

21、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）早期张拉控制应力（测伸长值，计算并校核伸长值）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）张拉到控制应力（测伸长值，计算并校核伸长值，静停 5 分钟）回油锚固（测回缩量） 。b.经初张拉的钢束的张拉程序： 0早期张拉控制应力（作伸长值标记）张拉到控制应力（测伸长值，计算并校核伸长值，静停5 分钟）回油锚固（测回缩量）。6.4.4 孔道压浆及封锚1、孔道压浆必须在终张拉完毕24 小时以后进行，且

22、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-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