劉衛(wèi)星 左偉民

(中交第三航務(wù)工程局有限公司哈大鐵路客運(yùn)專線項(xiàng)目經(jīng)理部,130033,長(zhǎng)春∥第一作者,工程師)

新建哈大鐵路客運(yùn)專線是我國(guó)《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中投資規(guī)模大、技術(shù)含量高的一項(xiàng)工程,是我國(guó)當(dāng)前正在建設(shè)的高速鐵路之一。其設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá)350 km/h,設(shè)計(jì)使用壽命為100年。中交第三航務(wù)工程局哈大鐵路客運(yùn)專線工程經(jīng)理部負(fù)責(zé)承擔(dān)哈大鐵路客運(yùn)專線TJ-3標(biāo)段第三施工區(qū)段伊通河特大橋的施工任務(wù),其里程范圍為DK702+637.64～DK750+937.64,正線全長(zhǎng)48.3 km。橋梁下部結(jié)構(gòu)采用鉆孔樁基礎(chǔ),矩形空心橋臺(tái),圓端形橋墩;上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁和預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁兩種形式。主要工程量有：鉆孔樁12 656根,墩臺(tái)身1 488個(gè),預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁 1 289孔,連續(xù)梁 5聯(lián)。分別在設(shè)計(jì)里程DK708+500和DK726+500處設(shè)置兩個(gè)預(yù)制梁場(chǎng),以分別完成627孔和661孔梁的預(yù)制、安裝任務(wù)。

高速鐵路的橋梁至少須具備以下功能：①梁體應(yīng)有足夠大的豎向剛度、橫向剛度和抗扭剛度,以保證線路的高平順性和避免不良的車橋動(dòng)力響應(yīng);②橋梁墩臺(tái)應(yīng)有足夠大的縱向剛度,以限制橋上無(wú)縫線路軌道的附加應(yīng)力和制動(dòng)時(shí)的梁軌相對(duì)位移,保證橋上無(wú)縫線路的平順和穩(wěn)定[1]?；谝陨弦?我國(guó)高速鐵路對(duì)于中小跨度橋梁,以32 m雙線整孔簡(jiǎn)支箱梁為主要梁型。

每榀32 m雙線整孔簡(jiǎn)支箱梁,長(zhǎng)32.6 m,高3.05 m,頂板寬12.0 m,底板寬5.6 m;其鋼筋用量62.664 t,鋼絞線用量11.983 t,混凝土用量327 m3,梁重8 370 kN。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)支箱梁采用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)廠預(yù)制,使用大噸位提運(yùn)架設(shè)備的方法進(jìn)行架設(shè)。由于雙線整孔箱梁體積大、自重大、施工質(zhì)量高、精度高,故對(duì)施工機(jī)械的要求也高,臨時(shí)工程的數(shù)量大。雙線整孔箱梁的預(yù)制是項(xiàng)目施工的重點(diǎn)。本文對(duì)哈大鐵路客運(yùn)專線雙線整孔箱梁預(yù)制的施工工藝,從總體施工方案、模板施工工藝、鋼筋制作安裝工藝、混凝土施工工藝、預(yù)應(yīng)力施工工藝等方面進(jìn)行了闡述和研究。

1 總體施工方案

梁體預(yù)制采用整體底模,全長(zhǎng)整體鋼外模,抽屜式內(nèi)模,臺(tái)座上整體綁扎底板、腹板和頂板的鋼筋網(wǎng)架,抽拔橡膠棒成孔,強(qiáng)制式混凝土拌和機(jī)攪拌,混凝土輸送泵配合液壓式布料桿入倉(cāng),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),棚罩法蒸汽養(yǎng)護(hù)。鋼絞線用慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)穿束,張拉分3個(gè)階段進(jìn)行。即在制梁臺(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?？椎啦捎靡淮涡詨簼{工藝,梁端用微膨脹混凝土封錨。橋面防水層、保護(hù)層及擋碴墻在梁架完后施工。梁體施工工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 梁體施工工藝流程

2 模板施工工藝

在預(yù)制過(guò)程中應(yīng)保證箱梁的結(jié)構(gòu)尺寸;在設(shè)計(jì)模板時(shí),應(yīng)保證模板具有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性,而且在安裝、拆卸模板時(shí),要省時(shí)、省力、快速、高效,以縮短工序占用時(shí)間;模板的加工誤差滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

雙線整孔箱梁模板由底模、側(cè)模、內(nèi)模、端模共四部分組成。底模采用12 mm厚的鋼板作面板,用型鋼作縱橫肋板,整體結(jié)構(gòu)鋪設(shè)在條形混凝土基礎(chǔ)的工字型橫梁上;底模下設(shè)調(diào)整裝置,根據(jù)設(shè)置的梁體反拱度及箱梁底部的尺寸制作成型。外側(cè)模由型鋼框架、面板、支架調(diào)整裝置組成;外側(cè)?？梢栽O(shè)計(jì)成移動(dòng)式側(cè)模(多個(gè)制梁臺(tái)座可公用一套側(cè)模)或固定式側(cè)模(一個(gè)制梁臺(tái)座用一套側(cè)模)。在箱梁外側(cè)模翼緣板模架兩外側(cè)面設(shè)置型鋼網(wǎng)架和橋面振搗機(jī)導(dǎo)軌?；炷翝仓r(shí),此部分作為橋面混凝土澆筑、磨面作業(yè)時(shí)的操作平臺(tái)。單側(cè)外側(cè)模為整體框架式結(jié)構(gòu),制作時(shí)按4～6 m分節(jié)制造,運(yùn)抵預(yù)制場(chǎng)后在制梁臺(tái)位拼接成整體,同時(shí)預(yù)設(shè)反拱線形。內(nèi)模采用全液壓收放式,由頂模、側(cè)模、下腳模和液壓收放以及控制模塊、縱向走行部件等幾部分組成。內(nèi)模入模時(shí)采用制梁場(chǎng)龍門吊整體吊入;拆除時(shí),內(nèi)模上的頂壓絲桿及支承內(nèi)模主梁的保護(hù)襯套應(yīng)先行松開(kāi),再分別將各頂升油缸回油收縮,然后檢查內(nèi)模是否準(zhǔn)確落在滑移軌道上,如有偏差應(yīng)及時(shí)調(diào)整,利用卷?yè)P(yáng)機(jī)從一端牽引出模。端模設(shè)置為整體形式,由面板和縱橫肋組成,采用螺栓栓接固定在側(cè)模、底模和內(nèi)模上,制作時(shí)其張拉槽口位置應(yīng)保證準(zhǔn)確。

底模與側(cè)模間設(shè)置加厚特制的耐油橡膠條,所有模板接縫均設(shè)密封耐油橡膠條,以防止混凝土澆筑時(shí)漏漿。

雙線整孔箱梁本身設(shè)置有通風(fēng)孔、泄水孔及吊裝孔,施工時(shí)按照設(shè)計(jì)要求予以布置。此部分孔洞模型采用機(jī)加工件,設(shè)置時(shí)與梁體內(nèi)外模采用栓接固定,以保證成孔準(zhǔn)確。模板安裝尺寸的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 模板尺寸允許偏差和檢驗(yàn)方法

3 鋼筋制作安裝

雙線整孔箱梁鋼筋規(guī)格多、數(shù)量大,在鋼筋加工車間按照梁體鋼筋的規(guī)格、型號(hào)進(jìn)行半成品鋼筋加工,并分區(qū)堆放;預(yù)應(yīng)力鋼筋定位網(wǎng)片和預(yù)埋件采用專用胎卡具加工。為確保施工精度和綁扎質(zhì)量以及綁扎速度,鋼筋綁扎作業(yè)采取在鋼筋綁扎臺(tái)位固定胎架上綁扎,分別整體吊裝入模。

預(yù)應(yīng)力管道跟隨底板、腹板鋼筋綁扎時(shí)及時(shí)組織安裝,嚴(yán)格控制預(yù)應(yīng)力孔道定位鋼筋網(wǎng)的位置,布設(shè)預(yù)應(yīng)力管道并確保管道圓順;底板上下層鋼筋網(wǎng)片間用架立筋墊起綁牢,鋼筋骨架內(nèi)預(yù)埋鋼件支立內(nèi)模。鋼筋保護(hù)層采用與梁體同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土墊塊形成。鋼筋綁扎胎架采用型鋼結(jié)構(gòu)作支撐桿件,通過(guò)縱橫聯(lián)提供準(zhǔn)確的箱梁外輪廓線。在此胎架上進(jìn)行梁體結(jié)構(gòu)分布筋的縱橫向標(biāo)志確認(rèn),保證鋼筋骨架固定牢固、位置準(zhǔn)確。

雙線整孔箱梁鋼筋綁扎成型分兩個(gè)階段：第一階段為在底、腹板綁扎胎架上綁扎底、腹板的鋼筋并安裝預(yù)應(yīng)力管道,在頂板鋼筋綁扎胎架上綁扎橋面板鋼筋,在內(nèi)模拼裝平臺(tái)上組裝內(nèi)模;第二階段為采用龍門吊依次將底、腹板鋼筋骨架,內(nèi)模,頂板鋼筋骨架吊至制梁臺(tái)座上組裝。鋼筋安裝檢查項(xiàng)目及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 鋼筋安裝檢查項(xiàng)目

鋼件在加工場(chǎng)集中加工。梁體使用的鋼配件主要指錨具、錨墊板、支座墊板、防落梁擋塊預(yù)埋鋼板及其他預(yù)埋件。鋼配件的制作應(yīng)嚴(yán)格按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中的材料、尺寸、工藝進(jìn)行加工;鋼配件進(jìn)場(chǎng)后,按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn),檢查合格后方能使用;鋼配件在存放、搬運(yùn)過(guò)程中,嚴(yán)禁摔、砸、翻倒、磕碰,以免變形、損壞,從而影響質(zhì)量;鋼配件應(yīng)安裝牢固、位置準(zhǔn)確,安裝完畢后,按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查。

4 混凝土施工工藝

混凝土的生產(chǎn)能力應(yīng)滿足箱梁在6 h內(nèi)灌注完畢的基本要求。

4.1 混凝土配制和拌和

由于箱梁混凝上為耐久性混凝土,對(duì)原材料要求高。應(yīng)按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)條件的要求對(duì)水泥、粉煤灰、外加劑、砂、石、水進(jìn)行檢驗(yàn),以滿足箱梁的各種性能要求;混凝土施工配合比由試驗(yàn)室提供,按批量測(cè)定混凝土塌落度,以便及時(shí)對(duì)混凝土配合比進(jìn)行調(diào)整。

拌和站攪拌混凝上時(shí),先向攪拌機(jī)投入細(xì)骨料、粗骨料、水泥、礦物摻和料和外加劑,攪拌均勻后,再加入所需用水量,并繼續(xù)攪拌至均勻?yàn)橹埂Ｉ鲜雒恳浑A段的攪拌時(shí)間不少于30 s,總攪拌時(shí)間不少于2 min,且不超過(guò)3 min。

4.2 混凝土澆筑

采用混凝土輸送泵配合液壓式布料機(jī)連續(xù)灌注,一次成型,灌注時(shí)間為6 h;振搗以插入式振搗棒為主,附著式振搗器為輔。

澆筑順序?yàn)椋簭膬啥讼蛑虚g,水平分層、斜向分段,兩側(cè)腹板對(duì)稱、連續(xù)澆筑。每層混凝土的澆筑高度不超過(guò)30 cm?；炷翉牧焊拱鍍蓚?cè)對(duì)稱下料。新舊混凝土間隔時(shí)間一般不大于混凝土的初凝時(shí)間。先灌注1.2 m高度的腹板范圍內(nèi)混凝土,后補(bǔ)充灌注底板,再腹板,最后灌注橋面。底、腹板灌注過(guò)程見(jiàn)圖2。首先,從腹板下混凝土依次灌注①②③④區(qū)域,使混凝土向底板流動(dòng);補(bǔ)充灌注底板區(qū)域⑤內(nèi)的混凝上;再分層灌注腹板區(qū)域⑥及其以上區(qū)域。兩側(cè)腹板須對(duì)稱灌注,以防兩側(cè)腹板混凝土高差過(guò)大造成內(nèi)模偏移。1.2 m高度的腹板范圍的混凝土振搗以附著式振搗器為主,側(cè)振要短振、勤振;其他部位以高頻振動(dòng)棒為主。

圖2 底板、腹板混凝土的灌注順序

4.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

為加快制梁速度,縮短工期,混凝土灌注完畢后應(yīng)采用蒸汽養(yǎng)護(hù)和自然養(yǎng)護(hù)。蒸汽養(yǎng)護(hù)期間及撤除保溫設(shè)施時(shí),梁體混凝上心部與表層、表層與環(huán)境溫差不應(yīng)超過(guò)15℃,否則應(yīng)讓其自然延時(shí)降溫。蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)設(shè)置測(cè)溫元件并每半小時(shí)測(cè)量一次各部位溫度。蒸汽養(yǎng)護(hù)結(jié)束后,在整個(gè)潮濕養(yǎng)護(hù)過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)混凝土溫度與氣溫的差別及變化,及時(shí)采取措施,控制混凝土的升溫和降溫速率。

自然養(yǎng)護(hù)采用土工布覆蓋灑水,并在其上覆塑料薄膜養(yǎng)護(hù)。灑水養(yǎng)護(hù)采用自動(dòng)噴水系統(tǒng)和噴霧器進(jìn)行,以保證不間斷養(yǎng)護(hù)。灑水次數(shù)以能保持混凝土表面充分潮濕為度?；炷梁笃诘淖匀火B(yǎng)護(hù),要使混凝土始終處于濕潤(rùn)狀態(tài),養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)能滿足混凝土硬化和強(qiáng)度增長(zhǎng)的要求,使混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

5 預(yù)應(yīng)力施工工藝

前幾孔梁進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉前應(yīng)進(jìn)行錨口摩阻、鋼絲回縮、喇叭口摩阻、孔道摩阻等試驗(yàn),以確定張拉時(shí)的錨下控制應(yīng)力。雙線整孔箱梁張拉分3個(gè)階段進(jìn)行,即在制梁臺(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。

預(yù)應(yīng)力張拉采用兩端整體張拉,雙向控制法,以張拉力控制為主、伸長(zhǎng)量控制作為校核。張拉時(shí),應(yīng)按“對(duì)稱、均衡”原則進(jìn)行,相同編號(hào)的鋼束應(yīng)左右對(duì)稱進(jìn)行張拉。

5.1 張拉

張拉前的準(zhǔn)備工作為：檢查梁體混凝土強(qiáng)度及混凝土彈性模量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,計(jì)算鋼束理論伸長(zhǎng)值,清除箱梁端部錨墊板上及喇叭管內(nèi)的水泥漿,調(diào)整箱梁兩端鋼絞線束的外露長(zhǎng)度使其大致相等。

5.1.1 預(yù)應(yīng)力鋼筋的下料、穿束

1)預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料、穿束。鋼絞線采用砂輪切割下料。先在切斷處畫線,在每端距切口30～50 mm處用鐵絲綁扎,以便不散頭。下料后在兩端系上鐵皮牌標(biāo)示,注明編號(hào),以免混雜。

2)鋼絞線穿束。鋼絞線對(duì)號(hào)穿入孔道內(nèi),同一孔道穿束可整束整穿或用穿索機(jī)將鋼絞線逐根穿入。應(yīng)保證孔道暢通,無(wú)水和其他雜物。預(yù)應(yīng)力筋在蒸汽養(yǎng)生完成之后安裝。預(yù)應(yīng)力筋安裝后,管道端部密封以防止?jié)駳膺M(jìn)入。

5.1.2 張拉機(jī)具的檢驗(yàn)與校正

千斤頂校驗(yàn)采用壓力環(huán)校正法,壓力環(huán)的讀數(shù)精度按±0.3%控制。校正千斤頂用的壓力環(huán)應(yīng)保證在有效期限內(nèi)。用于測(cè)力千斤頂?shù)挠蛪罕?采用防振型,其精度不低于1.0級(jí);油壓表盤直徑不小于150 mm,油壓表的最大量程為工作壓力的2倍;被量測(cè)的壓力荷載,在油壓表總?cè)萘康?/4～3/4。油壓表應(yīng)與千斤頂配套校驗(yàn),配套使用。

5.1.3 張拉步驟

1)張拉力為 0～初應(yīng)力(0.l σk,σk為預(yù)應(yīng)力筋的控制應(yīng)力)階段,量測(cè)油缸伸長(zhǎng)量與工具錨夾片外露量。

2)張拉至 σk,持壓5 min。

3)持壓5 min過(guò)程中若油壓略有下降,補(bǔ)拉至σk,測(cè)量油缸伸長(zhǎng)量與工具錨夾片外露量;檢查鋼絞線伸長(zhǎng)量是否與設(shè)計(jì)伸長(zhǎng)量相符,若不相符則分析原因,提出有效措施并處理,退錨后重新張拉。

4)錨固后,量測(cè)錨具回縮值。

5)油缸回油,量測(cè)工作錨夾片外露量,并仔細(xì)檢查有無(wú)斷、滑絲。

5.2 壓漿

預(yù)制梁終張拉完成后,在48 h內(nèi)進(jìn)行壓漿。壓漿采用真空輔助壓漿工藝,壓漿泵采用連續(xù)式,同一管道壓漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,一次完成。壓漿前管道真空度應(yīng)穩(wěn)定在-0.06～-0.10 MPa,漿體注滿管道后,應(yīng)在0.50～0.60 MPa下持壓 2 min;壓漿最大壓力不超過(guò)0.60 MPa,確認(rèn)出漿濃度與進(jìn)漿濃度一致時(shí),方可封閉保壓。水泥漿攪拌結(jié)束至壓入管道的時(shí)間間隔不應(yīng)超過(guò)40 min。冬季壓漿時(shí)應(yīng)采取保溫措施,并摻加防凍劑。

5.3 封端

壓漿結(jié)束并檢查合格后,進(jìn)行封端。在封端前,對(duì)梁端錨穴處混凝土鑿毛,鏟除承壓板表面的粘漿和錨具外部的灰漿,然后安裝鋼筋網(wǎng),澆筑封端混凝土。封端混凝土采用無(wú)收縮混凝土,抗壓強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,封端前應(yīng)對(duì)錨圈與錨墊板之間的交接縫用聚氨酯防水涂料進(jìn)行防水處理。封端混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí),灑水并在其上覆蓋塑料薄膜,以保持混凝土表面濕潤(rùn)。在封端混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后,應(yīng)采用聚氨酯防水涂料對(duì)封端新舊混凝土之間的交接縫進(jìn)行防水處理。

6 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)哈大鐵路客運(yùn)專線雙線整孔箱梁預(yù)制的施工工藝進(jìn)行了闡述和探討,提出了雙線整孔箱梁預(yù)制工藝的施工要點(diǎn)。施工過(guò)程中,應(yīng)從臺(tái)座、模板、鋼筋、混凝土灌注、張拉和養(yǎng)護(hù)等方面都嚴(yán)格按工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。任何環(huán)節(jié)的疏漏都可能會(huì)導(dǎo)致箱梁品質(zhì)的下降或不合格。上述的雙線整孔箱梁預(yù)制工藝的施工要點(diǎn)可供以后類似工程施工作參考。

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[5] TZ 213—2005 客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[S].

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