高速铁路箱梁预制及安装技术

⾼速铁路箱梁预制及安装技术
⾼速铁路箱梁预制及安装技术
⼀、技术介绍
1 梁场选址规划建设实施效果分析梁场的规划设计与施⼯是否科学合理直接关系到整个⾼速铁路施⼯质量的优劣。

所以客运专线梁场的规划设计与施⼯意义重⼤。

科学合理地规划和设计梁场，不仅直接关系到梁场的建设费⽤，还对桥梁施⼯质量、施⼯进度、节约成本和提⾼效率都起着决定性的作⽤。

制梁场地的选择主要根据铺架计划⽽定，同时要考虑交通状况、材料来源、地形地貌、地质情况等因素。

本着“因地制宜、节约资⾦、降低成本、确保安全和质量”的原则，统筹规划。

根据梁场合理的覆盖范围。

1.1箱梁预制场的选址和规划布局及制梁台座设置分析：
1.1.1 箱梁预制场的选址和规划布局
（1）箱梁预制场的位置应尽量与既有公路或施⼯便道相连，利于⼤型制梁设备和⼤量制梁材料运输进场。

考虑防洪排涝，确保⾬季施⼯安全。

（1）场地⾼程确定：在铁路正线路基⼯点附件布置梁场应尽量使梁场场地⾼程与路基相同，以减少制梁场⼟⽯⽅和运梁便道⼯程。

若⾼差太⼤，则按照运梁车的最⼤爬坡能⼒（⼀般纵向为5%，横向为4%，建议按3%考虑）。

宜选择减少⼟⽯⽅开挖⼯程量，同时为减少⼤型设备的安全管控风险，若条件允许，不宜采⽤⾼墩提梁机提梁上桥架设⽅案。

⼭区铁路可以利⽤线路附近取⼟后的场地设置，或结合线路纵断⾯选择在填挖平衡的地点。

（2）尽量选择在地质条件较好的地点，以减少制存梁台座地基处理的⼯程量。

所以选择地址条件好的地点对降低梁场的造价⼗分有效。

还需要考虑防洪、排涝及环保等因素。

（3）减少临时⽤地，尽量利⽤永久征地。

制梁场的位置要在满⾜制梁⼯期和存梁的前提下，少占⽤耕地，减少拆迁量，应尽量利⽤红线以内区域设置梁场。

在条件允许的情况下，借⽤车站位置或路基位置设置制梁场也是⼀个不错的选择。

（4）桥群集中地段设置梁场。

应全⾯考虑桥跨与梁型布置、⼯期、运架梁速度、地质状况及桥跨两端路基⼯程等因素进⾏梁场选址，⼀般选择在桥群重⼼或两端附近。

（5）运梁距离较短。

较短的运输距离可确保箱梁运输安全，提⾼架梁的施⼯进度，降低运输费⽤，因此运距越短越合理。

极端情况下，采⽤龙门吊机直接提梁上桥装车，可彻底省去运梁便道费⽤。

1.1.2 制梁台座设置分析
箱梁预制场台座数量⼀般根据制梁⽣产⼯艺要求、施⼯⽔平确定的每孔梁占⽤的制梁台座时间及架梁进度确定。

按照《客运专线预应⼒混凝⼟预制梁暂⾏技
术条件》要求，根据架梁⼯期倒排，考虑主要⼯序⽤时（架桥机过路基平均 1 天、32/24m变跨平均1天、架桥机调头15天，架桥机过隧道平均7天），计算架梁开始时间，根据箱梁出场⼯序⽤时，考虑各⼯序间衔接时间、质量检查时间及熟练程度等现场情况，分析推算每⽉⽣产能⼒，确定制、存梁台座数量等关键参数。

1.2箱梁预制施⼯⼯艺流程分析
1.2.1 模板配套组装整拼
箱梁模板由底模、侧模、内模及端模共四⼤部分组成。

按梁体结构、跨度、梁场布置对预制箱梁模板进⾏总体结构设计、模板整体受⼒分析，模拟内模运动轨迹对模板脱模机构进⾏设计。

内模整体结构、连接件、内模⽀撑系统、液压系统、脱模机构、轨道系统以及内模分节设计，确保箱梁预制后可整体或分段从梁端拖出。

由于梁体的外形尺⼨要求较严，为保证精度和质量要求，在模板总体设计上做成侧模纵横向不动，只绕铰轴转动的⽅式；底模固定不动；内模整体安装、整体脱模。

箱梁模型采⽤端模包侧模，侧模包底模结构形式。

端模与侧模间⽤双⾯防⽔胶条密封、螺栓联接，侧模与内模间在通风孔位置⽤螺栓固定，内模⽤紧固螺栓固结在底模基础上。

预制箱梁模板具有精度⾼、结构简单、整体缩放⾃如、脱模容易、操作简单，待预制混凝⼟达到脱模强度后将内模拖拉出已预制成型的箱梁内腔，操作⼈员安装及调试⽅便，劳动强度低，⽣产效率⾼。

1.2.2 钢筋整体绑扎
箱梁钢筋整体绑扎主要是先将梁体底腹板钢筋绑扎完成，再通过临时⽀撑将顶板钢筋与底腹板钢筋在绑扎胎具上连成整体，形成完整的钢筋⾻架，钢筋⾻架吊装采⽤专门制作的吊架，吊架具有⾜够的强度和刚度，以保证在吊运过程中不会发⽣变形及扭曲。

利⽤龙门吊将绑扎好的整体钢筋⾻架吊⾄制梁台位。

相对于分体绑扎，箱梁钢筋的整体绑扎、吊装有利于保证钢筋绑扎质量，减少钢筋⾻架变形，减少台座占⽤时间，提⾼模板使⽤效率，加快施⼯进度，并减少场地占⽤⾯积，节约施⼯⽣产成本。

1.2.3箱梁混凝⼟浇筑控制
⾼性能混凝⼟配合⽐选定是保证箱梁施⼯质量的关键。

采⽤混凝⼟灌车场内运输，HBT8C 型混凝⼟输送泵配合布料机浇筑⼊模，插⼊式振捣器振捣为主，配合附着式振动器振捣振捣为辅，浇筑时采⽤⽔平分层、斜向分段，先浇筑底板、再浇筑腹板和顶板，⼀次浇筑成型的施⼯⼯艺，顶⾯采⽤⾼频提浆整平机处理后⼈⼯抹⾯。

养护采⽤棚罩法蒸汽保温养护，混凝⼟芯部温度控制在60C以内,
通过热电偶温度传感器采集养护罩内部和梁体砼芯部的温度数据，调整蒸汽流量控制温度。

1.2.4钢绞线张拉与真空辅助压浆⼯艺
预制梁张拉按预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进⾏。

预张拉：预制箱梁预张拉在制梁台座上进⾏。

当混凝⼟强度达到设计值的60% 后，拆除端模，松开内模和外模紧固件，同时清除管道内的杂物和积⽔，进⾏预张拉。

预张拉能有效的控制混凝⼟预制梁的早期裂纹。

初张拉：当梁体混凝⼟强度达到设计值的80%后，按照设计要求对梁体进⾏初张拉。

初张拉在预制台座上进⾏，初张拉结束并拆除内外模板后，⽅可将梁体移出台座。

终张拉：当梁体混凝⼟强度及弹性模量达到设计值且混凝⼟龄期⼤于10 天时，进⾏终张拉。

终张拉结束且存梁期达到30d 时，由质检⼈员对梁体进⾏上拱度测量。

实测上拱值不宜⼤于1.05 倍的设计计算值。

终张拉结束后，在48h 内进⾏管道真空压浆。

⽔泥浆⾃搅拌结束⾄压⼊管道的间隔时间，不得超过40min,管道压浆应控制在正温下施⼯，并应保持⽆积⽔⽆结冰现象。

压浆
时及压浆后3天内，梁体及环境温度不得低于5C。

冬季压浆时要采取保温措施，并掺加防冻剂。

封锚混凝⼟采⽤⽆收缩混凝⼟，抗压强度不应低于设计要求。

浇注梁体封锚混凝⼟之前，应先检查锚垫板表⾯⽆粘浆和锚环外⾯上部孔⽆漏浆的管道后，才允许浇注封锚混凝⼟。

为保证与梁体混凝⼟接合良好，应将灰浆铲除⼲净，并对锚圈与锚垫板之间的交接缝进⾏防⽔处理，同将混凝⼟表⾯凿⽑，并放置钢筋⽹⽚。

1.3箱梁运输与架设施⼯
箱梁架设施⼯是确保⼯期的关键，采⽤轮胎式搬梁机搬梁、装车，运梁车通过路基和桥梁运输，⼤吨位架桥机架设的施⼯⽅案，投⼊运、架梁设备 1套（900t 轮胎式运梁车、900t 架桥机各1 台）。

梁体架设顺序依据指导性施组⼯期安排进⾏。

运架设备必须有安装资质队伍并报专项安装⽅案后⽅可安装，同时须通过型式试验合格后⽅可使⽤。

使⽤前在运⾏线路上试运⾏，确保安全。

架桥机必须具有架设32m及⼀下跨度的双线箱梁的能⼒，并且能够在不同跨径之间变化，为满⾜桥群的架设，架桥机应能够顺利进⾏⾸跨和最后⼀跨的架设，能够⽅便的进⾏桥间转移。

根据架桥机⼯作需要，分为架梁、过孔、变跨、架设⾸末跨和桥间转移等⼯况。

⼆、技术指标
2.1箱梁施⼯⼯艺技术指标
2.1.1模板施⼯技术指标
模板应具有⾜够的强度、刚度和稳定性，能保证梁体各部形状、尺⼨及预埋件位置准确。

模板安装的允许偏差应满⾜规范要求。

施⼯前，对主要受⼒构件进⾏⼒学检算，以确保施⼯安全。

施⼯过程中根据设计要求及制梁的实际情况设置预留压缩量和反拱。

模板安装后应符合下列技术要求：
模板拆除要求
当梁体混凝⼟强度达到设计强度的60沖上，梁体混凝⼟芯部与表⾯、箱内
与箱外、表层与环境温差均不⼤于15C，且能保证梁体棱⾓完整时可以拆模。

但⽓温急剧变化时不宜拆模。

2.1.2钢筋施⼯技术指标
钢筋加⼯质量应符合下列要求；
⼀根钢筋中⼼⽽⾔，竖向钢筋的尺⼨是对⽹⽚中⼼⽽⾔。

⽹眼尺⼨误
差w 3mm
梁体钢筋⾻架由底腹板钢筋及顶板钢筋组成。

钢筋应由铁丝绑扎牢固，除设计有特殊规定外，梁中的箍筋应与主筋垂直。

箍筋的末端应向内弯曲，箍筋转
⾓与主筋的交接点均需绑扎牢固。

箍筋的接头（弯钩接头处）在梁中应沿纵向线⽅向交叉布置。

绑扎钢筋⽤的铁丝要向内弯曲，不得伸向保护层内。

钢筋绑扎符合下列要求
箱梁梁体混凝⼟采取快速连续灌注，⼀次成型的⽅式。

按要求对混凝⼟⽤⽔泥、⾻料、掺合料、外加剂等主要原材料的产品进⾏试验。

根据原材料料源情况和梁型特点对配合⽐进⾏选配。

混凝⼟浇筑时间控制在6h以内，混凝⼟浇筑
滞留时限初凝1h，间断时限终凝2h。

前5盘做坍落度的测试，测定值符合理论配合⽐要求，坍落度要求在180~220mm后⾯每50m3测定1次；检查⼊模含⽓量，控制在2.0%?4.0%之间，每50m3测定1次。

模板温度控制在5?35C之间。

低温时将模板周围⽤帆布围住，蒸汽升温；⾼温时加盖遮阳棚降温或在清晨、傍晚开始浇筑，并对模板外侧进⾏洒⽔降温处理。

混凝⼟⼊模温度控制在5?30C,
冬季施⼯时，采取对拌和⽤⽔加热、对⾻料进⾏升温等措施；在夏季炎热时段通过加冰块降低⽔温来降低混凝⼟拌合物温度或尽可能在傍晚或晚上搅拌砼，以保证砼的⼊模温度。

严格控制混凝⼟分层厚度在30c m内。

2.1.4钢绞线张拉与真空辅助压浆施⼯技术指标
预应⼒张拉分预张拉、初张拉和终张拉。

张拉时两端两侧共计四个千⽄顶同时进⾏，并以张拉⼒为控制，以伸长值为校核。

在梁体混凝⼟同条件养护试块的抗压强度达到33.5MPa后拆除端模、松动
内模，并进⾏预张拉，当梁体混凝⼟同条件养护试块的抗压强度达到43.5MPa后进⾏初张拉，初张拉后拆除内模、并⽤900t搬梁机移梁出台位。

在梁体混凝⼟同条件养护试块的抗压强度达到53.5MPa弹性模量达到35.5GPa且龄期不少于10天时进⾏终张拉，终张拉前要先检查跨中区段有⽆明显可见
及潜在空洞。

张拉顺序按设计要求进⾏张拉过程中保持钢绞线两端的伸长量差值不⼤于5%控制时，两端每MPa乎应⼀次。

千⽄顶回油前计算出钢绞线实际伸长值与理
论计算伸长值偏差，当偏差不超过± 6%时回油结束张拉，当偏差值⼤于± 6%时，必须查。