無(wú)砟軌道預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁施工技術(shù)

王海軍

摘要：隨著我國(guó)客運(yùn)專線建設(shè)的飛速發(fā)展，客運(yùn)專線工程施工技術(shù)水平在不斷提高，橋梁結(jié)構(gòu)型式也復(fù)雜多樣。預(yù)制箱梁以其受力合理、相比現(xiàn)澆箱梁施工速度快捷等優(yōu)點(diǎn)，在客運(yùn)專線橋梁中普遍使用。本文以新建京福鐵路段雙線整孔簡(jiǎn)支箱梁預(yù)制施工為例分析了其施工要點(diǎn)，望對(duì)其它類似施工有所幫助。

關(guān)鍵詞：橋梁；雙線整孔簡(jiǎn)支箱梁；預(yù)制；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、工程概況

新建京福鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá) 350km/h，設(shè)計(jì)使用壽命100年。中鐵隧道集團(tuán)京福鐵路閩贛段VI標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部負(fù)責(zé)標(biāo)段內(nèi)40座橋梁的施工任務(wù)，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁。32 m雙線整孔簡(jiǎn)支箱梁，采用圖號(hào)為通橋（2008）2322A-II，長(zhǎng)32.6m，高3.05m，頂板寬12.0m，底板寬5.6 m;其鋼筋用量62.664 t，鋼絞線用量9.55 t，混凝土用量330.74 m3，梁重826.9T。同時(shí)要求預(yù)制箱梁混凝土為高性能耐久性混凝上，保證耐久性達(dá)到100年。雙線整孔簡(jiǎn)支箱梁采用設(shè)場(chǎng)預(yù)制，使用大噸位提運(yùn)架設(shè)備的方法進(jìn)行架設(shè)。雙線整孔箱梁體積大、自重大、施工質(zhì)量高、精度高，對(duì)施工機(jī)械的要求高，臨時(shí)工程的數(shù)量大。梁體預(yù)制采用整體底模,全長(zhǎng)整體鋼外模,伸縮式內(nèi)模,底腹板、頂板鋼筋分別綁扎 ,用吊具及龍門吊吊裝到模板內(nèi)進(jìn)行整體拼裝。抽拔橡膠棒成孔,強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)攪拌,混凝土輸送泵配合布料機(jī)入模,附著式振動(dòng)器配合插入式振動(dòng)器振搗。梁體采用一次性整體灌筑技術(shù)。鋼絞線用穿束機(jī)穿束, 張拉分三個(gè)階段進(jìn)行，在制梁臺(tái)位上進(jìn)行預(yù)張拉和初張拉,在存梁臺(tái)位上進(jìn)行終張拉?？椎啦捎谜婵蛰o助注漿工藝,梁端用微膨脹混凝土封錨。橋面防水層、保護(hù)層及防護(hù)墻、豎墻在梁架完后施工。

二、雙線整孔簡(jiǎn)支箱梁預(yù)制施工技術(shù)

（一）模板施工

箱梁模型由底模、外模、內(nèi)模、端模四部分組成，端模與外模，夾在底模內(nèi)模之間。端模和外模、底模之間均設(shè)置膠條密封；外模與底模之間用螺栓連接，以抵消側(cè)壓力，內(nèi)模支撐在底模之上，靠自身重力抵消腹板混凝土產(chǎn)生的上浮力。各模板在安裝前需檢查，對(duì)其缺陷需要及時(shí)修整，并涂抹隔離劑。預(yù)制箱梁模板拆除時(shí)的混凝土強(qiáng)度要達(dá)到設(shè)計(jì)60%以上，且能保證棱角完整。拆模時(shí)，梁體混凝土芯部與表層、箱內(nèi)與箱外、表層與環(huán)境溫差不大于15攝氏度，氣溫急劇變化時(shí)不宜拆模。

（二）鋼筋綁扎

為了保證鋼筋綁扎位置的準(zhǔn)確及加快模板的周轉(zhuǎn)時(shí)間,使鋼筋綁扎與箱梁混凝土施工能夠同時(shí)進(jìn)行,特制了底腹板鋼筋綁扎胎具以及頂板鋼筋綁扎胎具。鋼筋綁扎胎具利用槽鋼、角鋼和工字鋼焊接而成,并按鋼筋坐標(biāo)預(yù)設(shè)卡口來(lái)對(duì)鋼筋綁扎進(jìn)行定位。鋼筋綁扎前對(duì)胎具下部的角鋼進(jìn)行高程測(cè)量,確保底板部位的鋼筋在一個(gè)平面上,控制所有角鋼點(diǎn)高度在同一個(gè)平面上,確保底板鋼筋水平,保證胎具底面和底模面狀況一致,吊裝后保護(hù)層、預(yù)應(yīng)力管道定位準(zhǔn)確。預(yù)應(yīng)力管道定位網(wǎng)片事先在固定的樣板胎具上焊好,然后在綁扎鋼筋骨架的箍筋、蹬筋時(shí),將定位網(wǎng)片按編號(hào)在設(shè)計(jì)位置與箍筋、蹬筋同時(shí)綁扎好。在胎具上進(jìn)行鋼筋綁扎時(shí),進(jìn)行抄平,按照相對(duì)高程的位置控制,縱向至少拉5道線,控制橫向坡度,在鋼筋整體吊裝到制梁臺(tái)座以后,要檢查是否有因?yàn)榈跹b引起的變形,若有變形,進(jìn)行整改,確保鋼筋平面位置準(zhǔn)確。當(dāng)梁體底腹板鋼筋及橋面鋼筋籠綁扎完成后,抽拔棒安裝在梁體鋼筋綁扎臺(tái)位上進(jìn)行。保護(hù)層墊塊采用高性能細(xì)石混凝土墊塊,抗壓強(qiáng)度不小于50MPa，每平方不少于4個(gè)。

預(yù)應(yīng)力孔道成型:縱向預(yù)應(yīng)力孔道采用抽拔橡膠棒預(yù)埋成孔。

當(dāng)?shù)赘拱邃摻罱壴戤?、?nèi)模拼裝完畢、頂板鋼筋綁扎完成后,采用龍門吊通過(guò)專用吊具整體依次吊裝入模。

（三）混凝土澆筑

采用2臺(tái)混凝土輸送泵，灌注時(shí)間要求不超過(guò)6 h。泵送過(guò)程中，遇高溫或低溫環(huán)境時(shí)，分別采用濕簾或保溫材料覆蓋。混凝土灌注采用從一端開(kāi)始，逐步推進(jìn)的方式，每層混凝土厚度不宜超過(guò)30 cm，2臺(tái)布料機(jī)分別從兩端及兩側(cè)同時(shí)向中間灌注。灌注時(shí)，采用高頻側(cè)振和插入式高頻棒聯(lián)合振搗成型的方式。

混凝土澆筑順序：首先，從腹板下混凝土灌注下腹板區(qū)域，這一區(qū)域的高度不得超過(guò)0.6 m，振搗主要是附著式振動(dòng)器，使混凝土向底板流動(dòng)。然后，打開(kāi)內(nèi)模頂板上的天窗，通過(guò)天窗灌注底板混凝土。再分層灌注腹板區(qū)域，每層厚度不超過(guò)30 cm。腹板混凝土灌注時(shí)應(yīng)兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，嚴(yán)禁單側(cè)灌注混凝土或兩側(cè)灌注混凝土量不均勻造成內(nèi)模向一邊傾斜。底、腹板混凝土灌注完畢，關(guān)閉內(nèi)模頂板預(yù)留灌灰口，開(kāi)始灌注頂板混凝土，灌注完畢，收面時(shí)應(yīng)邊收面邊覆蓋，防止風(fēng)吹出現(xiàn)干縮裂紋。

高性能混凝土坍落度不易控制，混凝土坍落度大了易造成翻漿，影響混凝土質(zhì)量?；炷撂涠刃×艘自斐啥鹿?，延長(zhǎng)灌注時(shí)間。所以在混凝土初期攪拌時(shí)，試驗(yàn)室從攪拌、運(yùn)輸、灌注3個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)確定配合比的最終加水量，并隨時(shí)測(cè)定砂子、碎石含水量，及時(shí)調(diào)整，混凝土坍落度的控制在160～190 mm為宜。

考慮到箱梁內(nèi)模上浮及底板混凝土的密實(shí)，不宜進(jìn)行內(nèi)模封底，但為防止灌注腹板時(shí)混凝土拌和物的大量擠出，又要給腹板混凝土下陷予以阻力以保證腹板的密實(shí)，因此在內(nèi)模側(cè)面拐角處加放壓漿板。

（四）預(yù)應(yīng)力筋的張拉

初始應(yīng)力階段:初始應(yīng)力主要是為了使鋼絞線從松弛狀態(tài)達(dá)到受力狀態(tài),減小伸長(zhǎng)值測(cè)量誤差,并使同束各根鋼絞線受力趨于一致,初始應(yīng)力值取終拉控制應(yīng)力的20%。當(dāng)鋼絞線張拉到初始應(yīng)力值時(shí),松開(kāi)千斤頂?shù)趵K,使千斤頂自動(dòng)對(duì)中,用特制套管(即撐腳)擠壓工具錨夾片,使夾片緊緊握裹鋼絞線,以減少鋼絞線的回縮。同時(shí)用標(biāo)定過(guò)的深度尺測(cè)出油缸外露長(zhǎng)度及擠緊的工具錨夾片的外露長(zhǎng)度,在質(zhì)量記錄上進(jìn)行記錄。

張拉階段:張拉階段升壓應(yīng)平穩(wěn),升壓速度用油泵側(cè)面的節(jié)流閥進(jìn)行控制。當(dāng)油表指針接近控制應(yīng)力油表讀數(shù)值時(shí)減緩升壓速度,由于預(yù)應(yīng)力筋是自錨,因此嚴(yán)禁超張拉。

預(yù)、初張拉控制應(yīng)力階段:設(shè)計(jì)要求為梁體提供移梁下臺(tái)位所需的預(yù)加應(yīng)力值、防止梁體出現(xiàn)裂紋。鋼絞線張拉到控制應(yīng)力值后,測(cè)量油缸伸出長(zhǎng)度及工具錨夾片外露長(zhǎng)度并記錄。

自錨階段:預(yù)應(yīng)力筋回縮自錨應(yīng)在油泵停機(jī)狀態(tài)下打開(kāi)頂部的控制閥(側(cè)面節(jié)流閥處于擰緊狀態(tài))來(lái)完成。錨固結(jié)束后測(cè)量油缸長(zhǎng)度,以便計(jì)算自錨階段的鋼絞線回縮量。

油缸回程:開(kāi)動(dòng)油泵,打開(kāi)控制閥及節(jié)流閥,使油缸回縮,當(dāng)油缸外露長(zhǎng)度達(dá)到1～2cm時(shí),關(guān)閉油泵完成油缸回程操作。卸除工具錨及千斤頂,測(cè)量工作錨夾片的外露量,并在距離夾片端頭2～3cm處的鋼絞線上用石筆劃出標(biāo)記,觀察24小時(shí)再次測(cè)量,以判斷鋼絞線及夾片的回縮量。

（五）孔道壓漿

采用普通壓力壓漿工藝往往存在漿體不致密、收縮大、管道不飽滿等問(wèn)題，這主要是由于水泥漿質(zhì)量不穩(wěn)定、封錨頭不密實(shí)而導(dǎo)致漏漿。真空壓漿是解決上述問(wèn)題的最新施工工藝。

1、真空輔助壓漿原理

壓漿前，先用真空泵抽吸預(yù)應(yīng)力孔道中的空氣，使孔道中的真空度達(dá)到負(fù)壓0.06～0.08MPa左右，然后在孔道另一端用壓漿泵以一定的壓力將攪拌好的水泥漿體壓入預(yù)應(yīng)力孔道。真空輔助壓漿的關(guān)鍵是要保證管道及錨固體系的密封性，能保證管道內(nèi)形成一定壓力的負(fù)壓。

壓漿作業(yè)流程示意圖

2、真空壓漿注意事項(xiàng)

整個(gè)連接管路如果不能承受1MPa的正壓力和0.1MPa的負(fù)壓力，說(shuō)明管路氣密性不好，必須及時(shí)檢查更正，合格后方能進(jìn)入下一道工序。漿體攪拌時(shí)，水、水泥和外加劑的用量必須按配合比嚴(yán)格控制。 灌漿劑自拌制至壓入孔道的延續(xù)時(shí)間，視氣溫情況而定，一般不超過(guò)60～90分鐘內(nèi)（漿體流動(dòng)度不大于30秒）。漿體在使用前和壓注過(guò)程中應(yīng)連續(xù)攪拌。對(duì)于因延遲使用所致的流動(dòng)度降低的漿體，不得通過(guò)加水來(lái)增加其流動(dòng)度，應(yīng)予以廢棄。壓漿過(guò)程中及壓漿后48h內(nèi)，結(jié)構(gòu)混凝土地溫度不得低于5℃，否則應(yīng)采取保溫措施。當(dāng)氣溫高于35℃，壓漿宜在夜間進(jìn)行。壓漿完畢，應(yīng)用自來(lái)水將攪拌機(jī)、壓漿泵以及壓漿管道清洗干凈，以防止?jié){體硬化堵塞壓漿管或壓漿孔。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁毅.鐵路客運(yùn)專線箱梁預(yù)制場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)原則與方法[J].鐵道建筑技術(shù)，2012（05）.

[2]馬永杰.京津城際鐵路客運(yùn)專線32m-900t 箱梁預(yù)制臺(tái)座的設(shè)計(jì)與施工[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2012（14）.