淺談高鐵橋梁箱梁施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點

■曹 碩 ■中鐵三局集團第四工程有限公司，北京 102300

高速鐵路以輸送能力大、速度快、安全性好、經(jīng)濟效益好等技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢得到世界各國的認(rèn)可，成為許多國家解決交通運輸問題的有效方法而得到快速發(fā)展［1］。高速鐵路橋梁作為高速鐵路工程建設(shè)的重要組成部分，為保證列車的高速、安全地運行，對其設(shè)計與施工要求越來越高。近年來應(yīng)用較多的預(yù)制箱梁預(yù)應(yīng)力橋梁技術(shù)具有受力大、穩(wěn)定性好、經(jīng)濟實用等特點，逐漸成為當(dāng)前高速鐵路主流技術(shù)［2］。大體積箱梁對箱梁的預(yù)制工藝復(fù)雜、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高，而且其重量大導(dǎo)致的運輸困難等問題都對高速鐵路橋梁的施工提出了更高的要求，需要在工程施工中嚴(yán)格按照施工技術(shù)要求和質(zhì)量控制要點進行施工，從而保證高鐵橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量。

1 預(yù)制箱梁混凝土工程施工技術(shù)及要點

水泥混凝土的質(zhì)量是預(yù)制橋梁箱梁質(zhì)量的基礎(chǔ)，必須從混凝土原材料、配合比設(shè)計、拌制工藝、混凝土澆筑與振搗工藝、混凝土振搗和混凝土養(yǎng)護等多方面進行控制。在混凝土配制前，須對集料、水泥、外摻劑等原材料進行檢測，確保原材料的各項性能指標(biāo)符合要求?；炷恋呐浜媳软毟鶕?jù)原材料品質(zhì)、設(shè)計強度等級、耐久性和施工工作性的要求，經(jīng)計算、試配、調(diào)整等步驟后確定?；炷恋陌柚祈毑捎冒韬险緡?yán)格按照施工配合比的要求進行集中拌制，并將混凝土拌制速度應(yīng)和澆筑速度匹配，從而提高箱梁的成型效率?；炷恋臐仓⒄駬v與箱梁的質(zhì)量密切相關(guān)，梁體混凝土應(yīng)按照底板、腹板、頂板的順序和由中間到兩端再由兩端到中間的原則，一次性連續(xù)澆筑成型，并采用插入式振動棒、附著式振動器、振動梁等方法和對底板混凝土、腹板混凝土進行振搗，特別是對梁體隔墻倒角處重點仔細(xì)振搗，以防止混凝土出現(xiàn)蜂窩麻面。

混凝土養(yǎng)護重點是針對箱梁頂板、腹板內(nèi)側(cè)面、翼板底面、腹板外側(cè)、梁端、底板底面等部位，一般在混凝土初凝后即可用噴霧器灑水養(yǎng)護，灑水次數(shù)以混凝土表面濕潤狀態(tài)為界限，通常白天以1～3小時一次、晚上5小時一次，夏季養(yǎng)護時間不少于7天，其他季節(jié)不少于14天。

2 預(yù)制箱梁模板施工技術(shù)及要點

模板制作是高速鐵路橋梁預(yù)制箱梁工作的基礎(chǔ)，箱梁模板通常由底模、側(cè)模、內(nèi)模和端模組成［3］。為保證箱梁的澆注質(zhì)量，需采用整體式鋼模板，并嚴(yán)格控制模板的撓度，保證模板的變形范圍符合規(guī)范的要求，從而保證模板整體機構(gòu)具有足夠的強度、剛度及穩(wěn)定性，使得模板可以重復(fù)使用而不影響梁體的形狀和成型質(zhì)量。由于預(yù)制箱梁所在結(jié)構(gòu)部位的不同，梁體的結(jié)構(gòu)尺寸及預(yù)埋件的位置都存在一定的差異，模板制作時需要確保各部位預(yù)留孔洞位置的準(zhǔn)確性，并盡量考慮到模板的重復(fù)利用性，從而降低工程模板制作成本。在模板的安裝過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進行操作，以保證模板符合工程的應(yīng)用要求。此外，為保證橋梁預(yù)制箱梁的外觀美觀，需將模板面板與混凝土接觸面的焊縫打磨平整，避免出現(xiàn)梁體的外觀缺陷。在預(yù)制箱梁模板施工中，除了需要嚴(yán)格控制梁體全長、箱梁跨度、箱梁高度、翼緣寬度、腹板厚度等基本形狀指標(biāo)，還應(yīng)對側(cè)模垂直度、相鄰模扇高差、底模和側(cè)?？v向彎曲等影響箱梁結(jié)構(gòu)受力特性的指標(biāo)加強施工監(jiān)督，從而確保高速鐵路橋梁預(yù)制箱梁的質(zhì)量［4］。

3 預(yù)制箱梁預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)及要點

混凝土預(yù)應(yīng)力橋梁具有經(jīng)濟實用、受力大和穩(wěn)定性好的特點，在預(yù)制箱梁中采用預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)不僅可以發(fā)揮預(yù)制結(jié)構(gòu)施工速度快的特點，還可以充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的特點，使其成為當(dāng)前高速鐵路橋梁建設(shè)的重要施工技術(shù)。由于預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)的實施情況直接關(guān)系到橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，使其成為高鐵橋梁施工中的核心內(nèi)容之一，通常預(yù)制箱梁預(yù)應(yīng)力張拉技術(shù)主要包括鋼絞線束制作與穿放和千斤頂與油表校正兩方面。

在預(yù)應(yīng)力橋梁箱梁施工中，首先必須對鋼絞線進行性能測試，并按試驗報告單的測試結(jié)果領(lǐng)取材料，從而確保鋼絞線的質(zhì)量。然后，將多根鋼絞線按設(shè)計的要求進行編束并進行編號存放，鋼絞線束在搬運時必須保證支點之間的距離小于3m，端部懸出長度小于1．5m，防止鋼絞線束長期存放產(chǎn)生較大的變形。在鋼絞線穿放前，必須預(yù)先清除箱梁內(nèi)部孔洞的雜物，以減少對鋼絞線束穿放和預(yù)應(yīng)力張拉的影響。在完成鋼絞線在梁體內(nèi)的穿放工作后，需盡快進行預(yù)應(yīng)力張拉，防止長時間放置引起鋼絞線的銹蝕，縮短鋼絞線的使用壽命。千斤頂與油表校正是預(yù)制箱梁預(yù)應(yīng)力張拉施工的重要環(huán)節(jié)，一般在千斤頂張拉200次以上、到達校正期限、經(jīng)過修理后等情況，都必須在預(yù)應(yīng)力施前重新校正張拉千斤頂。為保證預(yù)應(yīng)力的精確，必須選用防震型、精度為0．4級、最大量程達到60MPa的油壓表，并及時校正油壓表。

為防止高鐵橋梁箱梁產(chǎn)生早期裂紋，在預(yù)應(yīng)力張拉過程中一般需按照預(yù)張拉、初張拉和終張拉的順序進行，預(yù)張拉時要保證混凝土強度達到計強度的60%以上，初張拉時混凝土強度要達到設(shè)計強度的80%以上，也可將預(yù)張拉和初張拉合并進行，終張拉需要在混凝土強度達到計強后進行。為確保預(yù)應(yīng)力張拉操作的安全和質(zhì)量要求，在發(fā)現(xiàn)諸如早期張拉錨具夾片斷裂、錨具內(nèi)夾片錯牙過多、錨具內(nèi)夾片斷裂超過2個、錨環(huán)裂紋受損、錨具與鋼絞線滑絲等現(xiàn)象時需要換鋼絞線重新張拉。在預(yù)應(yīng)力張拉操作中，尤其要注意安全，張拉前必須對高壓油管的耐壓性進行測試，確保與油壓表、油泵、千斤頂?shù)认噙B的高壓油管及油路各部接頭暢通與完整緊密，當(dāng)張拉時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，必須立即停止張拉，進行全面檢查與維修。此外，為嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力張拉的質(zhì)量，在實施預(yù)應(yīng)力后需對鋼絞線兩端張拉伸長值進行測量，確保其不超過設(shè)計計算值的要求，對于全梁斷絲、滑絲及鋼絞線回縮量的值也要進行嚴(yán)格控制。

4 管道壓漿及封錨工程施工技術(shù)及要點

在完成橋梁混凝土預(yù)應(yīng)力張拉后，須及時采用真空輔助灌漿工藝進行管道壓漿作業(yè)，壓漿作業(yè)的施工溫度不得低于5℃，并確保漿體的流動性及水泥漿質(zhì)量符合施工要求。在壓漿施工前，錨頭須采用鋼制密封罩封錨，并打開真空泵抽吸管內(nèi)空氣以測試管道的密封性，然后通過高壓水沖洗孔道以達到?jīng)_走雜物、濕潤孔道內(nèi)壁的目的。在壓漿施工中，應(yīng)先啟動真空泵使得孔道內(nèi)保持-0．06～0．IMPa的真空度，在啟動壓漿泵灌注水泥漿以排除殘存在壓漿泵及管道內(nèi)的水份和空氣后開始正式壓漿，直至排出的漿液稠度和儲漿筒內(nèi)的一致，并持續(xù)壓漿2min，在壓漿完后12小時后方可拆除壓漿端和出漿端的球閥［6］。

水泥漿的質(zhì)量是管道壓漿施工的前提，為保證水泥漿的均勻性和漿體質(zhì)量，須采用高速攪拌機進行攪拌。真空輔助壓漿時，可以采用鋼制密封罩封錨，并選用高強橡膠管作為壓漿管，壓漿過程應(yīng)連續(xù)一次性完成，并通過水泥漿的凈用量來控制壓漿數(shù)量，從而確保水泥漿壓漿施工的質(zhì)量。封錨是預(yù)制箱梁預(yù)應(yīng)力施工的最后一步，在封閉前須采用聚氨酯防水涂料涂抹封端錨具、錨墊板表面及外露鋼絞線等部位，從而減少雨水對錨固端的銹蝕，并采用無收縮混凝土進行封錨，在經(jīng)過充分濕潤養(yǎng)護后，可防止封端混凝土與梁體之間裂紋的產(chǎn)生。

總之，高速鐵路可以有效提高我國鐵路網(wǎng)的整體運輸能力，促進我國國民經(jīng)濟的發(fā)展。高速鐵路橋梁工程作為高速鐵路建設(shè)工程的重要內(nèi)容，必須通過嚴(yán)格控制橋梁的施工質(zhì)量來確保橋梁整體的質(zhì)量。對于目前常用的預(yù)應(yīng)力橋梁箱梁張拉施工技術(shù)，必須從預(yù)制箱梁的混凝土質(zhì)量、模板施工質(zhì)量、預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量、管道壓漿與封錨工程質(zhì)量等主要內(nèi)容入手，嚴(yán)格按照工程施工的技術(shù)要點進行施工質(zhì)量控制，從而保證高速鐵路橋梁的施工質(zhì)量。

［1］管府．高鐵混凝土簡支預(yù)應(yīng)力箱梁施工技術(shù)研究［J］．蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校學(xué)報，2011，06∶35-38．

［2］翟洪志．京滬高速鐵路32m預(yù)制箱梁施工［J］．橋梁建設(shè)，2009，05∶9-12．

［3］李艾，史紹明，尹華東．滬杭高速鐵路箱梁安全高效架設(shè)施工技術(shù)［J］．鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2011，06∶101-108．