节段梁预制施工技术

节段梁预制施工技术
刘广伟
【摘要】沪通长江大桥北引桥公铁合建段,铁路37 m跨度简支箱梁有4跨,48 m 跨度简支箱梁有14跨,均采用节段预制施工.施工中结合预制及架设特点和工况条件,合理选择施工场地,并对钢筋加工区、钢筋绑扎台座、节段梁预制存梁区科学布置,避免施工过程中存在冲突作业.使用了相应的设备和设施,并采取了相应的施工技术,使节段梁预制质量及节段梁预制工效提升,对以后类似工程施工与质量管控有一定的借鉴作用.%The north approach bridge of Shanghai-Nantong Yangtze River Bridge is a combination section of highway and railway with 4 spans of 37 m simple supported box girders and 14 spans of 48 m simple supported box girders. The box girders were constructed by segmental prefabricated construction technology. According to the characteristics and working conditions of prefabrication and erection during the construction stage,the construction site was reasonably chosen and arranged,the steel processing area,the steel banding pedestal and the segmental girder prefabricated area were scientifically arranged to avoid the operation conflict in the construction stage. At the same time,the segmental girder prefabricated quality and efficiency were greatly improved by using appropriate equipments and facilities,and the corresponding construction technology was adopted. This paper has some references for similar construction and quality control in the future.
【期刊名称】《铁道建筑》
【年(卷),期】2017(000)005
【总页数】5页(P37-40,70)
【关键词】公铁两用桥梁;节段梁;现场试验;预制;施工技术
【作者】刘广伟
【作者单位】中铁十九局集团有限公司二公司,辽宁辽阳 111000
【正文语种】中文
【中图分类】U445.47+2
沪通铁路是我国铁路网沿海通道中的重要组成部分，是鲁东、苏北与苏南、上海、浙东地区间最便捷的铁路运输通道，也是长三角地区快速轨道交通网的重要组成部分。

线路北起江苏省南通市平东站，经过南通西站，在通沙汽渡处越过长江，向南经过张家港、常熟、太仓站后接入京沪铁路安亭站，全长137 km。

新建沪通长江大桥全长11.072 km，大桥中线里程为 K11+ 574.178—K22+650.44。

其中，沪通铁路与通苏嘉城际铁路四线铁路合建桥梁长6.993 km，与锡通高速公路公铁合建桥梁长6.993 km。

北引桥公铁合建段铁路上部结构形式为40 m简支梁+(40+67+40)m连续梁
+(40+7×49.2)m简支梁，其中40 m，49.2 m简支梁均采用节段预制，造桥机节段拼装，现浇湿接段方法施工。

40 m简支梁跨度为37 m，共4跨，49.2 m简支梁跨度为48 m共14跨，采用直腹板单箱单室箱形截面。

梁高 4 m，桥面宽12.2 m，分节段预制。

跨度为37 m简支梁分9个节段，节段长度3.1 m;跨度为48 m 简支梁分11个节段，节段长度4.1 m，节段最重梁段质量约145 t。

台座及模板加工、安装→测量控制→底模、外模系统就位→钢筋绑扎、波纹管安装
及预埋件安装→钢筋骨架吊装→孔道坐标、保护层调整→端模就位→内模就位→钢筋模板报验→混凝土浇筑→混凝土养护→橡胶棒抽拔、孔道清理→拆除模板→移梁至等待提梁区→模板修复→开始下1榀节段梁施工。

3.1 模板工程
3.1.1 模板结构
为保证节段梁外观质量，模板结构采用型钢，模板面板为不锈钢，由武港设计院设计、加工。

不锈钢面板应清洗干净，清洁过程中应用洗洁剂面纱擦洗，不得打磨面板，不得在模板内电焊作业，以免损坏不锈钢面板保护层。

箱梁节段预制共计6套底模、3套外模和3套内模，其中4.1 m节段梁底模4套、外模和内模各2套; 3.1 m节段梁底模2套、外模和内模各1套。

模板全部为钢模板，模板系统主要由外模及外模架、内模及内模台车、底模及底模架、底模台车、端模、液压系统、拉杆系统等构成。

3.1.2 模板安装
模板安装工序:底模支架调校就位→龙门吊吊底模就位→外模调校就位→底模、外
模螺栓连接固定→底模、外模打磨除锈、涂刷脱模剂→钢筋笼吊装就位→内模架牵引→已涂刷脱模剂并经监理验收的内模就位、液压油缸顶升内模各分块至设计位置(1#梁端内模由人工散拼)→安装端模与内模、外模连接固定。

1)端模
端模面板采用12 mm不锈钢板，安装时端模与内模、底模及外模通过螺栓联成一体。

在整个模板系统［1］中，端模的精度要求最高，安装时须注意以下几点:①端模模面与待浇梁段中轴线垂直，且在竖向保持铅直;②端模上翼缘要进行标高检测，确保其水平度;③端模支撑必须牢固，模板自身具有足够的刚度［2］。

中线控制:在端模上顶面及内腔的下底面各设一个轴线控制点，测量时，要求2个
控制点与2个测量塔之间的测量基线重合。

垂直度控制:测量上、下2个中线控制点至测量基点(测量仪器架设点)的水平距离并调整，使其距离相等，确保竖向中轴线垂直(水平距离相等)。

测量对称设置在端模翼缘板两侧的标高及平面位置控制点至测量基点的距离，并调整使其相等。

水平度控制:测量对称设置在固定端模翼缘板两侧的2个标高兼平面位置控制点的相对标高，控制端模顶面水平度。

2)底模及台车
底模及台车底模面板采用8 mm厚不锈钢板，纵、横向设加劲肋，直接放置在底模架上。

底模上设有与外模及固定钢端模联结的固定装置。

底模台车利用顶升油缸将底模(含梁体)与底模支架脱离，利用底模台车行走油缸牵引梁段从浇筑台座区移至养护等待提梁区。

3)外模
外模面板由8 mm厚不锈钢板、背肋槽钢［14a组成，外模架由双拼槽钢［25a，［20a，［16a等型钢组成。

外模分为翼板模及腹板模，且分别加工。

使用时在现场拼成整体。

外模可以侧向移动，同时在基部可以沿轴转动，有利于控制待浇节段的几何尺寸，便于拆除模板。

外模通过桁架支撑上的液压调节装置进行移动及调位，调位完成后，其底口与底模通过螺栓联结固定，顶口及底口均通过对拉杆对拉。

4)内模
内模面板采用8 mm厚不锈钢板，设加劲肋。

为了适应各节段内腔尺寸的变化，内模设计成小块的组合模板，根据各节段预制需要进行组合。

内模由顶板模、上角模、腹板模、下角模等组成，各模板之间采用可调撑杆支撑。

整个内模系统固定在内模架上，可由手拉葫芦或液压系统完成竖直方向伸缩及横向开启、闭合，并随内模架行走牵引移出。

3.1.3 模板拆除
1)端模拆除
混凝土强度达到2.5 MPa以上时便可拆除端模。

拆除端模前首先应拆除端模与内、外模板和底模间的连接，利用10 t龙门吊拆除端模。

拆除端模后及时将与湿接缝
相连的梁段混凝土接触面和梁端锚槽混凝土进行凿毛、清洗。

2)内模移除
混凝土强度达到设计强度60%以上时，便可拆除内模。

内模拆除主要有以下几步:①首先拆除内模调节撑杆;②利用2 t手拉葫芦牵引下角模，使其脱离混凝土面;③利用内模旋转油缸牵引，使上角模及下角模整体脱离混凝土面;④利用内模顶
升油缸回缩，使整个模板下降50 mm，整体脱离混凝土面;⑤利用内模台车行走油缸牵引内模脱离梁体。

3)外膜脱离梁体
混凝土强度达到设计强度60%以上时，便可将外模脱离梁体，模板脱离后效果如
图1所示。

然后进入下道工序。

外模脱模主要有以下几步:①拆除外模与端模、内模、底模和预埋件间的连接螺栓，拆除外模间对拉杆;②利用底模顶升油缸顶升梁
段上升50 mm;③利用外模油缸牵引外模系统，使其脱离混凝土面。

3.2 钢筋工程
3.2.1 钢筋制作
钢筋加工主要在钢筋加工棚内完成。

钢筋加工时，将钢筋配料单与设计图复核，检查配料单是否有错误或遗漏，复核无误后再按配料单放出实样，试制合格后方可成批制作。

制作好的钢筋按规格型号分类整齐堆放于半成品区，下垫上盖并做好标识，尽量做到先制作的钢筋先使用，避免因存放时间过长导致钢筋锈蚀而无法使用的情况发生。

3.2.2 钢筋绑扎
为了保证钢筋绑扎精度、加快进度，梁体钢筋在绑扎胎具上进行整体绑扎，待检查
合格后整体吊装入模。

梁体钢筋骨架由底板钢筋、腹板钢筋及顶板钢筋组成。

钢筋的交叉点用直径0.7～2.0 mm镀锌铁丝，按逐点改变绕丝方向(8字形)的方式交
错扎结，或按双对角线(十字形)方式扎结，要求绑扎牢固。

腹板箍筋与主筋垂直，箍筋的末端向内弯曲，箍筋与主筋的交叉点均需绑扎牢固。

箍筋接头(弯钩接头处)在梁中沿纵轴线方向交错布置。

绑扎钢筋用的铁丝要向内弯曲，不得伸向保护层内。

绑扎胎具按钢筋骨架中钢筋直径和钢筋间距在角钢上割缺口进行钢筋定位。

为保证腹板钢筋骨架与底板的角度，制作胎具时需精确定位。

预应力钢束管道定位钢筋的间距不大于30 cm。

3.2.3 波纹管与抽拔橡胶棒安装与定位
波纹管及抽拔橡胶棒安装时，位置应准确。

孔道应顺直不死弯，按设计给定的曲线要素安设，采用井字形定位钢筋固定(见图2)。

定位钢筋孔径应大于管道孔径3 mm。

固定端模处用特制的堵头通过螺栓固定在端模上，堵头在钢筋骨架吊装入模前，在绑扎胎具上安装，并用密封胶带密封。

波纹管安装时应特别注意焊接定位钢筋位置，并防止其他作业损坏波纹管。

梁体钢筋及预埋件不要影响管道，如影响管道，可适当移动钢筋及预埋件［3］。

3.2.4 钢筋骨架吊装
普通梁段钢筋骨架重量较小，用10 t龙门吊整体吊装入模。

钢筋骨架采用多吊点
平衡起吊，吊具为采用型钢特制的多吊点吊架。

钢筋骨架下放到位后，钢筋工再次检查两侧腹板保护层及外露钢筋长度是否满足要求，如不满足要求需将钢筋骨架提起约10 cm，重新调整后再下放，直至保护层厚度满足验收标准要求后，钢筋骨
架吊装入模完成。

3.3 混凝土施工
浇筑混凝土前要仔细检查钢筋保护层垫块的位置、数量及其紧固程度。

构件侧面和底面的垫块至少为4个/m2，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内［4-5］。

混凝土浇筑顺序见图3。

3.3.1 底腹板倒角(区域1)
底腹板倒角浇筑时，用1个料斗先浇筑一侧，浇筑厚度约90 cm，浇筑完成后立
即浇筑另一侧底腹板倒角，浇筑厚度相同。

原因是防止因一侧混凝土浇筑过多，侧压力过大而导致箱梁内模偏位。

浇筑过程中振捣以插入式振捣棒为主，高频侧振为辅;侧振要短振、勤振(每次10 s左右)。

在浇筑过程中，注意严防由于浇筑速度过快、混凝土坍落度过大以及振捣棒插入下1层混凝土过深，引起底板翻浆。

3.3.2 下腹板(区域2)
下腹板浇筑时注意两侧对称布料，防止内模向一侧倾斜。

腹板振捣过程以插入式振捣棒为主，高频侧振为辅。

为了保证腹板各层混凝土振捣密实，应在振捣棒上做刻度标识线，1层混凝土下料前的腹板深度和振捣该层混凝土时下棒的深度应基本一致，保证该层混凝土浇筑过程必须受到振捣。

混凝土分层浇筑、分层振捣，每层浇筑厚度不超过30 cm，通过测量深度检测各
层实际浇筑厚度。

插入式振捣器宜快插慢拔，振捣间距为300 mm(插入式振捣器
的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍)。

振捣棒严禁触碰抽拔棒或波纹管、钢筋和其他预埋件，且插入下1层混凝土的深度为5～10 cm。

每个振点的振捣延续时间为20～30 s，以混凝土不再沉落，不出现气泡，表面呈现泛浆为度［6］。

专人用小锤敲击内模，检查混凝土是否密实。

3.3.3 底板(区域3)
底板补仓混凝土从节段端头布设的一个混凝土下料溜槽下料，用插入式振捣器振捣，浇筑完成后及时对底板混凝土进行收面。

3.3.4 上腹板(区域4)
浇筑腹板上部混凝土时，分层布料和分层振捣，采用插入式振动棒振捣密实。

3.3.5 顶板(区域5)
底、腹板混凝土浇筑完毕后，浇筑顶板混凝土。

浇筑时料斗由节段梁一端向另一端推进，由两翼缘外侧向中心线浇筑混凝土。

采用插入式振动棒振捣，插入式振捣棒垂直点振，不得平拉，并防止过振、漏振，振捣点按平面30 cm×30 cm间距布设。

3.4 混凝土养护
混凝土浇筑完成、初凝后应及时进行养护。

养护方法要适应施工季节的变化，采用喷淋配合人工洒水养护，使混凝土表面的潮湿状态保持14 d以上。

混凝土浇筑完毕终凝后开始洒水养护，在箱梁顶板及底板上覆盖土工布，并使土工布保持潮湿，模板未拆除前向模板表面洒水降温。

如果养护时间不足14 d，则需继续对其进行
洒水养护。

养护作业人员必须保证24 h不间断养护，节段梁养护时不得直接用水冲向混凝土表面，以免增大混凝土芯部和表面的温差;拆模后应及时覆盖土工布，
不得使混凝土外露面长时间暴露在阳光下，以免混凝土产生干裂［7-10］。

3.5 节段梁的存放
当节段梁强度达到设计强度的75%以上时，即可编号吊运，利用180 t吊机吊运
至存梁区存放。

梁段起吊采用专用吊具，各梁段的吊点位置严格按设计的要求布置。

节段箱梁堆存区设计为存放2层，见图4。

预制梁段堆放尽量遵循由下至上梁段重量递减、腹板厚度递减的原则。

梁段堆放时梁底应放置均布支承垫块，均布支承垫块采用枕木，外用硬塑料包裹［11］。

枕
木的支承点与吊点一致，上下层垫木必须在同1条直线上。

支承牢固，避免损伤
构件。

一般情况下，由于先堆存的梁段在安装时需先安装，为了按顺序出梁，防止梁在出运时上、下层梁多次倒腾，梁按每相邻两梁段堆存1次，从而减少梁段在出运时
的倒运。

为便于出梁，同一跨的箱梁宜放在同1个地方。

3.6 节段梁转运
节段梁转运出场前应仔细检查节段梁整体尺寸，外观质量，外露钢筋是否顺直，预应力孔道是否通畅，节段梁检查合格后方可吊装上车。

节段梁4个吊点吊杆固定
螺丝的一面外留丝杆长度应保持一致，保证吊杆均匀受力后才允许起吊。

节段梁吊装上车后采用手拉葫芦将连接钢丝绳固定至运梁车固定点上(钢丝绳接触节段梁的
部位采用胶垫支垫，防止造成边角损坏)，运输至铺架现场架设，见图5。

通过科学合理的方案优化及精心的施工组织，合理选择施工场地，并对钢筋加工区、钢筋绑扎台座、节段梁预制存梁区科学布置，使用了相应的设备和设施，采取了相应的施工技术，使节段梁预制质量及节段梁预制工效提升，节段梁3 d可以生产2榀。

这项工艺的施行大大地提高了生产效率，减轻了施工压力，确保了后期节段梁架设工程进度，同时严格的质量管控也使工程成本得到有效控制。

【相关文献】
［1］刘必荣．预制节段梁模板系统结构设计与系统运作［J］．城市道桥与防洪，2004，
34(6):60-63．
［2］中国铁路总公司．Q/CR 9603—2015 高速铁路桥涵工程施工技术规程［S］．北京:中国铁
道出版社，2015．
［3］中华人民共和国铁道部．TB 10752—2010 高速铁路桥涵工程施工质量验收标准［S］．北京:中国铁道出版社，2010．
［4］高金香．混凝土节段梁的施工工艺［J］．铁道建筑，2003 (8):20-22．
［5］袁盛．支架架设节段梁施工技术［J］．工程技术，2016(3): 215-215．
［6］中华人民共和国铁道部．TB/T3275—2011 铁路混凝土［S］．北京:中国铁道出版社，2011．［7］中华人民共和国铁道部．TB 10424—2010 铁路混凝土工程施工质量验收标准［S］．北京:
中国铁道出版社，2010．
［8］中华人民共和国铁道部．TB 10425—94 铁路混凝土强度检验评定标准［S］．北京:中国铁
道出版社，1994．
［9］陈礼忠．节段梁短线法预制、悬臂拼装几何控制技术［J］．建筑施工，2008，30(7):579-581．
［10］李学斌，杨心怡，李东昇，等．节段梁环氧树脂胶接缝抗拉强度的试验研究［J］．铁道建筑，2015(1):23-26．
［11］孙长江．哈大铁路客运专线制梁场布置形式探讨［J］．铁道建筑，2013(6):34-36．。