陳永彪　荊剛毅　張培根　劉　毓

(中交第二公路工程局有限公司　西安　710119)

寧高城際軌道交通輕軌預(yù)制箱梁預(yù)制施工技術(shù)

陳永彪荊剛毅張培根劉毓

(中交第二公路工程局有限公司西安710119)

摘要寧高城際軌道交通二期工程輕軌預(yù)制箱梁屬于輕軌大噸位預(yù)制箱梁，文中對梁場布置、臺座設(shè)置、鋼筋籠整體綁扎吊裝入模、混凝土澆筑等一系列工藝進(jìn)行了敘述，總結(jié)出一套完整的輕軌預(yù)制箱梁施工工藝，并且在項目中成功應(yīng)用，最終完成了輕軌箱梁預(yù)制施工。

關(guān)鍵詞軌道交通預(yù)制箱梁預(yù)制施工

1工程概況

寧高城際軌道工程上部結(jié)構(gòu)主要為25，30 m預(yù)制箱梁，梁高1.8 m,頂板寬9 m,底板寬4.1 m,頂板厚度25 cm，跨中腹板厚度28 cm, 跨中底板厚度25 cm,端部腹板厚度90 cm，端部底板厚度50 cm,設(shè)計采用C50混凝土,其中30 m預(yù)制箱梁單榀混凝土理論方量(30 m)為158.2 m2，箱梁斷面結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1　箱梁斷面結(jié)構(gòu)圖(單位：cm)

2梁場布局

輕軌大噸位整孔預(yù)制箱梁自重大、體積大，施工時須投入大型設(shè)備。施工工藝復(fù)雜，轉(zhuǎn)運(yùn)困難，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高于常規(guī)設(shè)計施工規(guī)范，傳統(tǒng)的箱梁預(yù)制方法已經(jīng)不能滿足施工的需要。在制梁工藝上需采用大型預(yù)制場集中預(yù)制，在施工工藝、梁場布局等方面提出了更高、更嚴(yán)格的要求。其中梁場布局是影響制梁最為關(guān)鍵的控制因素，從場地規(guī)劃、箱梁預(yù)制、存放等工藝，都要求標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、集中化，因此對箱梁預(yù)制規(guī)范化和機(jī)械化提出了更高的要求。針對寧高項目輕軌預(yù)制箱梁的特點(diǎn)，梁場布局要求如下。

(1) 梁場在規(guī)劃時，根據(jù)制梁數(shù)量和進(jìn)度要求，經(jīng)過計算確定梁場規(guī)劃面積、制梁臺座數(shù)量、存梁臺座數(shù)量、模板數(shù)量，并按上述指標(biāo)進(jìn)行梁場生產(chǎn)資源配置。

(2) 梁場布置在工程線路的右側(cè)臨時用地內(nèi)，采用縱列式布局。梁場的布局具體分為6個區(qū)域:生活區(qū)、鋼筋加工及存放區(qū)、制梁區(qū)、混凝土拌和區(qū)、提梁及存梁區(qū)，主要機(jī)械設(shè)備包括：450噸提梁機(jī)、50 t龍門吊、卷揚(yáng)機(jī)、拌和站、汽車泵、智能張拉壓漿設(shè)備。

(3) 梁場布局從鋼筋制作及安裝、立模、 灌注、 養(yǎng)護(hù)、 拆模、 初張拉等整體為流水線設(shè)計，方便施工。

3梁場地基處理

預(yù)制梁場位于石臼湖區(qū)域團(tuán)結(jié)圩蟹塘內(nèi)，淤泥深度4～6 m，現(xiàn)場需對預(yù)制梁場范圍內(nèi)魚塘進(jìn)行換填處理。場地?fù)Q填先采用毛石土進(jìn)行擠淤，擠淤0.6～1.0 m深，然后分層回填1.5 m厚碎石土或6%灰土，路面采用30 cm厚C30鋼筋混凝土進(jìn)行統(tǒng)一硬化。預(yù)制場地要求平整、堅實(shí)，根據(jù)地基及氣候條件，采取必要的排水措施，防止場地被雨水浸泡后發(fā)生不均勻沉降。

4制梁臺座設(shè)計及施工

制梁臺座設(shè)計是大噸位箱梁預(yù)制成敗的關(guān)鍵，對地基承載力和沉降有非常高的要求，由于制梁區(qū)所處位置為魚塘，軟弱淤泥厚，地基承載力差，傳統(tǒng)的臺座地基處理方法不能滿足預(yù)制箱梁對沉降的要求，通過在臺座下打設(shè)直徑為40 cm，長度為12 m的PC管樁27根，樁的傾斜度不大于1%[1]，再對地表換填0.5 m厚的灰土，體積配合比為2∶8或3∶7[2]，成功地解決了不良地質(zhì)條件下的臺座沉降難題。制梁臺座主要由3道連續(xù)墻、橫系梁、地基板組成，制梁臺座總高 1.4 m，總寬6 m，露地部分高0.8 m，頂面寬度為3.6 m，臺座配有受力鋼筋，基礎(chǔ)地基板與周邊混凝土需隔離，臺座頂面與底模連接預(yù)埋件，外側(cè)模與地面支撐連接通過預(yù)埋件固定。制梁臺座結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2　制梁臺座結(jié)構(gòu)示意圖(單位：cm)

5存梁臺座設(shè)計與施工

存梁臺座按雙層存梁設(shè)計，存梁臺座由4個支承墊石、2個承臺板組成，頂部有板式橡膠支座支撐箱梁，見圖3。為確保箱梁存放要求，存梁臺座底部搭設(shè)直徑為40 cm的PC管樁16根，與制梁臺座不同的是只在每個臺座兩端設(shè)置 PC管樁。為保護(hù)箱梁底面不受損傷，每個臺座上面設(shè)置橡膠墊片。在構(gòu)造上,存梁臺座的布置在保證滿足受力要求的前提下考慮安裝支座等其他作業(yè)空間要求。

圖3　存梁臺座結(jié)構(gòu)圖(單位：cm)

6箱梁預(yù)制

6.1　鋼筋工程

鋼筋綁扎，傳統(tǒng)工藝是全部或部分在模板中直接綁扎，此方法降低了模板的使用效率，影響了施工進(jìn)度，也容易對模板造成污染，影響混凝土成品外觀質(zhì)量，寧高項目采用了在鋼筋綁扎臺座上整體綁扎成型，利用吊具整體吊裝入模工藝，加快了施工進(jìn)度，同時節(jié)約了成本。

(1) 鋼筋綁扎及起吊具體要求：①鋼筋在綁扎胎膜上整體綁扎成型，抽拔橡膠管、支座預(yù)埋鋼板等預(yù)埋件安裝完成后，鋼筋整體吊裝入模，吊裝時注意吊點(diǎn)均衡布置，防止鋼筋在吊裝過程中變形;②吊具采用型鋼制作成形，吊具應(yīng)具有足夠的剛度，起吊時撓度不應(yīng)大于1/250;③起吊鋼筋籠的吊點(diǎn)間距縱向不宜大于2 m,橫向不宜大于2.5 m，起吊時在鋼筋籠內(nèi)置入短鋼筋作為分配筋，不得將吊鉤直接掛在鋼筋上，分配鋼筋應(yīng)放在縱向鋼筋下面。

(2) 保護(hù)層墊塊采用高性能細(xì)石混凝土墊塊，每m2不小于4個，抗壓強(qiáng)度不小于50 MPa，墊塊按照鋼筋直徑制成十字形凹槽，綁扎在鋼筋十字交叉處以保證墊塊綁扎后不會轉(zhuǎn)動[3]。

6.2　模板施工

(1) 外模采用整體式外側(cè)模，制梁臺座施工時在制梁臺座的兩側(cè)設(shè)置預(yù)埋件，側(cè)模安裝時立柱與預(yù)埋件進(jìn)行焊接。側(cè)模安裝前先鋪設(shè)底模，底模平鋪在臺座頂面，與側(cè)模進(jìn)行螺栓連接。

(2) 內(nèi)模采用液壓模板。內(nèi)模按變截面分段制造，現(xiàn)場用螺栓連接成一體，節(jié)間用橡膠密封條密封止?jié){。每段內(nèi)模由結(jié)構(gòu)部分和液壓系統(tǒng)組成，結(jié)構(gòu)部分由頂模、邊模、橫梁、支撐及運(yùn)行輥輪、支撐細(xì)桿等組成。液壓油缸采用油缸同步技術(shù)，使油缸伸縮同步，能夠?qū)崿F(xiàn)順序操作及自鎖保壓抵抗混凝土施工的各種荷載，確保液壓內(nèi)模收放作業(yè)過程中結(jié)構(gòu)部分不變形。

(3) 內(nèi)模按梁體全長整體進(jìn)行設(shè)計、制造。兩端5.0 m的范圍內(nèi)采用變截面，內(nèi)模事先放置在內(nèi)模存放臺座上，待鋼筋綁扎成型吊裝就位后，利用卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行安裝，安裝時采用液壓模式，通過模板彎折收縮，內(nèi)模整體從梁體穿入。

6.3　混凝土工程

(1) 根據(jù)大體積箱梁的施工特性，在滿足泵送要求的前提下，盡量降低混凝土的砂率，最大膠凝材料用量不超過500 kg/m3，選用級配良好、細(xì)度模數(shù)在2.6～3的純凈非堿活性中砂，混凝土中應(yīng)摻入緩凝型高效減水劑，適當(dāng)延長混凝土凝結(jié)時間。

(2) 混凝土澆筑一次成型，采用混凝土攪拌車運(yùn)輸、汽車泵泵送混凝土入模、高頻附著式振動器輔以振動棒振搗的方法施工，采用自然養(yǎng)護(hù)或蒸汽養(yǎng)護(hù)進(jìn)行箱梁混凝土養(yǎng)生。

(3) 梁體混凝土灌筑采用側(cè)振及插入式高頻振動棒共同配合振搗成型，梁體腹板、底板宜采用側(cè)振和插入式振動，橋面混凝土用插入式振動，輔以平板振動器振動。腹板處混凝土采用插入式振動棒振搗時，不得直接接觸鋼筋，離鋼筋3～5 cm為宜。

(4) 灌注總的原則為“先底板兩端，再腹板、底板中部，最后頂板，從中間到兩端，再從兩端到中間”。

(5) 灌注時采用斜向分段、水平分層的方法灌注，其工藝斜度視混凝土坍落度而定，縱向分段長度控制在6～10 m,水平分層厚度不得大于30 cm，先后2層混凝土的間隔時間不得超過混凝土的初凝時間。

(6) 梁頂面在灌注完成后采用懸梁式高頻提漿整平機(jī)整平，人工配合抹面，底板頂面人工抹面。特別對于大噸位箱梁，采用2次抹面可以有效預(yù)防和減少預(yù)制箱梁表面收縮裂紋。通過現(xiàn)場實(shí)踐，2次抹面時間間隔不小于0.5 h為宜。

6.4　混凝土養(yǎng)護(hù)及防裂紋措施

大噸位預(yù)制箱梁養(yǎng)護(hù)不到位是箱梁裂縫產(chǎn)生的主要原因，所以澆筑完成的混凝土要及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，夏季采用在箱梁頂面用水泥砂漿圍堵蓄水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，此方法可以使養(yǎng)護(hù)水與箱梁表面混凝土溫度同步上升，減少由于養(yǎng)護(hù)期間混凝土內(nèi)表溫差發(fā)生急劇變化引起的裂紋。具體方法為：箱梁表面混凝土接近初凝前，沿著梁頂四周利用砂漿筑島成圍堰，高度約為5 cm,在里面抽入自來水，并在梁頂面放置遮陽棚，減少太陽直接照射箱梁表面；內(nèi)腔及腹板采用自來水噴淋設(shè)備24 h不間斷養(yǎng)護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)為3 d水不斷、7 d水不干；冬季養(yǎng)護(hù)需采用保溫棚蒸汽養(yǎng)護(hù)。

7預(yù)應(yīng)力工程

預(yù)應(yīng)力張拉采用智能張拉設(shè)備，在張拉前需要在終端輸入相關(guān)參數(shù)。在油頂和油表進(jìn)出油處安裝傳感器，張拉過程中計算機(jī)進(jìn)行全程智能控制。要求如下。

(1) 抽拔橡膠管在混凝土澆筑后6～8 h之間為宜。抽拔橡膠管時，先用麻繩套扣膠管的外露端，并與鋼絲繩聯(lián)結(jié)，再用3～5 t的卷揚(yáng)機(jī)外拉抽拔，抽拔順序是先拔先灌注的一端，由上而下，每次抽拔不得超過3根。

(2) 預(yù)應(yīng)力施工分為初張拉、預(yù)張拉和終張拉3個階段進(jìn)行，初張拉和預(yù)張拉在制梁臺座上進(jìn)行，終張拉在存梁臺座上進(jìn)行，預(yù)張拉混凝土強(qiáng)度要達(dá)到設(shè)計值的60%以上，內(nèi)模板應(yīng)松開，不應(yīng)對梁體壓縮造成阻礙。初張拉要求在混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80%和模板拆除后，梁體方可吊出臺位。

(3) 預(yù)應(yīng)力管道壓漿采用真空輔助壓漿工藝，壓漿設(shè)備采用連續(xù)式泵。同一管道壓漿連續(xù)進(jìn)行，一次完成。從漿體攪拌到壓入梁體的時間不應(yīng)超過40 min[4]。壓漿順序?yàn)橄认潞笊?。壓漿施工完成后，采用與梁體混凝土配合比相同且加適當(dāng)膨脹劑而成的封錨混凝土進(jìn)行封錨施工。

8箱梁存放

預(yù)制箱梁初張拉完成后，采用450 t輪胎式提梁機(jī)從制梁臺座緩慢吊起后轉(zhuǎn)運(yùn)至存梁臺座上，為了增加存梁數(shù)量，節(jié)約用地，統(tǒng)一采用雙層存梁方式，存梁臺座約高出地面50 cm，當(dāng)箱梁移到存梁臺座并對位后，下放吊具將梁體就位。具體方法：首先在下層梁的梁面對應(yīng)位置用細(xì)砂找平，砂層厚度20 mm左右，然后在其上墊橡膠支座，四周用砂漿密封，防止細(xì)沙溢出。再測量存梁支點(diǎn)頂面四點(diǎn)高差，并保證箱梁支點(diǎn)不平整度控制在2 mm之內(nèi)。后續(xù)步驟與單層存梁步驟相同。

9結(jié)語

本文通過對輕軌預(yù)制箱梁制作過程進(jìn)行探討、研究，從梁場布置、模板的制作和安裝、鋼筋的綁扎和整體吊裝入模、梁體養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力智能張拉、管道壓漿、封錨等一系列施工工藝，介紹了整套輕軌箱梁預(yù)制施工技術(shù)。特別是引進(jìn)預(yù)應(yīng)力智能張拉技術(shù)，提高了預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量和施工效率，可以為以后類似工程提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2015-08-26

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.06.018