京沪高铁简支箱梁预制施工工艺

京沪高铁简支箱梁预制施工工艺摘要京沪高速铁路无砟轨道采用了CRTSⅡ型板式无砟轨道结构，对简支箱梁梁面平整度和预埋件提出了很高要求，本文以京沪高铁某梁场为例简要介绍了适用于Ⅱ型板式无砟轨道结构的简支箱梁预制施工工艺。

关键词京沪高铁CRTSⅡ型板式无砟轨道箱梁预制施工工艺1箱梁简介京沪高铁是世界上一次建设标准最高、线路最长的高速铁路，设计运营速度达到了380km/h，所采用的轨道结构主要是CRTSII型板式无碴轨道结构。

这种新型的轨道结构对预制箱梁提出了新的接口要求，和以往铁路客专箱梁相比，具有如下特征：（1）取消两侧检修平台，梁宽由13.4m变更为12m。

（2）底座板下的梁面设置了加高平台，形成六面形排水坡构造，要求在箱梁混凝土浇筑时一次成型。

梁端1.45m加高平台比中部加高平台底50mm，用于放置高强挤塑板。

（3）加高平台固定支座端设置了剪力齿槽，两侧设置了2～3排侧向挡块齿槽。

（4）梁面防水采用喷涂聚脲防水层，在架梁后施工。

京沪高铁某梁场共有预制梁615孔，为无碴轨道后张法预应力混凝土双线简支箱梁，单箱单室等高度形式，梁高均为3.05m，桥面宽12m，横桥向支座中心距为4.5m。

梁体混凝土采用C50高性能混凝土约320方，采用C50无收缩混凝土封锚，采用1×7-15.2-1860型预应力钢绞线，自锚式拉丝锚固体系。

2施工工艺2.1工艺流程以采用的横列式台座布置，移梁小车横移梁，钢筋分体绑扎的某梁场为例，介绍制梁工艺流程如图2.1。

2.2工艺操作要点2.2.1模板工程模板均采用厂制成套模板，分为底模、侧模、端模、内模四大部分。

采用移梁小车横移梁方式，按1个台座1套底模、2个台座共用1套侧模的方案配置，内模、端模与侧模按1：1的比例配置。

模板首次使用时，将其与混凝土接触的表面全部打磨干净，然后涂防锈油，再重复打磨、涂油两至三次，确保模板表面光滑、首次混凝土表面色泽一致。

各部分模板安装要点如下：（1）底模：底模固定在制梁台座上，按设计要求设置反拱，并预留梁体压缩量。

在生产过程中，每榀梁均检查反拱情况。

支座预埋钢板、防落梁预埋钢板安装时，采用螺栓与底模连接，确保预埋件在混凝土施工中不发生位移。

（2）侧模：侧模整体拼装，纵移时走行匀速，就位后确保支顶的螺旋千斤均匀受力，防止变形。

侧、底模间安装橡胶密封带，侧模下端和底模螺栓连接，并设置对拉螺杆。

拆模、落模时，两端对称拆除至垫千斤顶，同步均匀下落。

（3）端模：安装下端模时进行锚垫板型号和安装方向的核对，水平吊装；逐根将橡胶抽拔棒穿过锚垫板，确保橡胶抽拔棒处于平顺状态；下端模就位后安装内模，再安装上端模。

端模与内模、侧模用螺栓连接，以防止胀模造成梁长超标。

（4）内模：内模先在存放在整修台位上利用液压系统展开，再利用螺旋撑杆进行精调，符合要求后用两台龙门吊抬吊入模，置于内模托架上；然后利用托架处的顶升千斤顶将内模顶板标高调整到位，再加设螺旋千斤顶支撑内模主梁。

内模拆除时，先拆除螺旋撑杆与螺旋千斤顶，再通过液压系统按顺序收起内模侧板，利用顶升千斤顶将主梁落至内模托架上，最后用卷扬机将内模拖出。

（5）梁面齿槽模板：适用于Ⅱ型板式无砟轨道结构的预制箱梁梁面设置了剪力齿槽和侧向挡块齿槽，预埋精度要求不大于±5mm。

齿槽模板采用整体钢模板，加工精度按±1mm控制，并具有足够的刚度以满足多次利用；模板安装定位准确后，将预埋钢筋与顶板钢筋焊接以固定模板。

模板拆除时间需要试验确定，过早会造成砼表面破损，过晚则拆模困难，一般在脚踩混凝土面无脚印后进行，拆时要均匀受力上提，不能橇拆。

2.2.2钢筋工程钢筋采用分体绑扎方式，分设底腹板和顶板绑扎胎具；钢筋加工集中在加工场内进行。

（1）钢筋下料、加工钢筋加工场按原材、下料、弯制、存放的流程采用流水线布置，原材料存放区要便于钢筋抬运，切断或焊接接长；钢筋下料时设置定尺工装，确保长度一致且符合设计要求；弯制钢筋设立专用台座，并设置样品筋，确保加工准确；钢筋存放按型号分类存放，堆码整齐，存放时要考虑钢筋的绑扎顺序和抬运方便，较大型号的半成品钢筋如底腹板的U型筋，预应力网片筋需加工专用存放台位。

（2）钢筋绑扎、橡胶抽拔棒安装首先要设置钢筋绑扎胎具，胎具一般采用型钢加工，每个钢筋的位置设置定位凹槽，在泄水孔、通风孔、支座等部位对钢筋位置进行合理调整。

钢筋绑扎时，底层钢筋须安装于绑扎胎具的凹槽内予以固定，预应力管道定位钢筋网片按编号安装，定位准确，绑扎牢固；绑扎胎具两端的设置限位装置，确保端头钢筋整齐且长度准确。

预应力定位网片筋安装定位后，穿入橡胶抽拔棒，并调整线形至符合要求。

钢筋绑扎时，扎丝头必须朝向混凝土内侧，不得侵入保护层而影响结构的耐久性；顶板钢筋骨架的刚度较小，需采用点焊替代部分扎丝固定，以增加整体刚度。

（3）钢筋吊装钢筋骨架利用专用吊具由两台龙门吊抬吊入模，其顺序是侧模安装就位后吊装底腹板钢筋，然后安装端模、内模，再吊装顶板钢筋，对底腹板和顶板的交叉钢筋进行调整并安装倒角处的加强钢筋，最后安装桥面加高平台的钢筋网片和各种预埋件。

吊装时设专人指挥，入模后仔细检查调整钢筋保护层厚度，同时进行综合接地钢筋的焊接；倒角部位的钢筋安装比较困难，可对插入端的弯勾角度进行合理调整；梁顶预埋件位置必须非常准确，否侧会给后续桥面系的施工造成极大的影响。

2.2.3混凝土工程（1）混凝土搅拌与运输混凝土集中拌制，实行三次投料工艺，先投入细骨料和胶凝材料，搅拌30S，均匀后加水和外加剂（水剂）搅拌成砂浆，最后投入粗骨料，材料全部投入后搅拌90S方可开始出料。

混凝土采用混凝土搅拌运输车运输，拖泵配合布料机泵送入模。

（2）混凝土浇筑混凝土浇筑时采用专用布料机布料，布料机尾段输送管采用橡胶管，布料口离钢筋顶面距离在30cm左右。

采用斜向分段、水平分层、两侧对称、从一端向另一端连续灌注的施工方法；先浇筑底、腹板结合部，再浇筑腹板，浇筑腹板过程中给底板补料，最后浇筑顶板和翼缘板，一次浇筑成型，施工顺序如图2.2.3。

根据箱梁混凝土布料顺序，将箱梁捣固分成底板、顶板、腹板三个作业区域，底板与顶板作业区采用插入式振动棒作业，腹板作业区下段采用高频附着式振动器作业，上段采用插入式振动棒作业。

混凝土捣固作业时，根据混凝土浇筑顺序，将底板和顶板作业区分成若干个捣固小区，每个捣固小区定人定责。

梁面混凝土浇筑完成后，根据加高平台定位线进行人工抹面，保持混凝土表面高于设计高度1～2cm，再采用提浆整平机进行表面振捣，使表面平整，然后利用抹面工作架进行首次人工收面，混凝土初凝前，再进行二次收面。

（3）混凝土养护与拆模后修整常温时一般采用洒水覆盖养护，冬季施工时采用蒸汽养护；养护作业的要点是严格确保四个温度，即混凝土表面和环境温差不大15℃，混凝土芯内温度和表面温差不大15℃，蒸汽养护时升降温速度不大于15℃/h，芯内最高温度不超过60℃。

采取的措施是冬季施工时，侧模加设夹芯彩钢板，端模采用棉棚布包裹覆盖，顶部采用养护棚覆盖，蒸汽加温、加湿。

夏季施工时，箱梁内腔通过鼓风机降温，梁面覆盖避免太阳直射，洒水养护。

拆模时混凝土强度达到设计强度的60%且同时混凝土处于温降阶段、芯表及表环温差小于15℃时，方可拆除端模；避免在气温急剧变化时进行拆模作业。

2.2.4预应力工程（1）预应力管道与钢绞线下料、穿束预应力管道采用橡胶抽拔棒成孔，在钢筋绑扎阶段通过定位网片安装于钢筋骨架内，混凝土浇筑完成10h左右采用卷扬机拔出。

钢绞线下料时，将钢绞线置于放盘架内放盘，砂轮切割机切割，切割口两侧各30mm处先用铁丝绑扎。

切割好的钢绞线置于台座一端的地坪上，并进行人工编束。

编束后的钢绞线应顺直，按编号分类存放，搬运时支点距离不得大于3m，端部悬出长度不得大于1.5m。

穿束时，将卷扬机置于待穿孔道的一端，利用钢丝将钢丝绳引入孔中并拉至另一端，在绳端连接一特制钢绞线穿孔器，即可将钢绞线束穿入孔道中。

（2）预应力施加预应力分三阶段施加：预张拉、初张拉、终张拉。

预张拉为内模与侧模拆模控制条件，要求混凝土达到设计强度的60%后方可实施；初张拉为移梁控制条件，要求混凝土达到设计强度的60%后方可实施；终张拉要求混凝土强度和弹模达到设计设计值且龄期大于10天后方可实施。

预应力施加时，应两侧对称两端同步张拉，并遵循设计要求的张拉顺序。

张拉时预应力筋、锚具、千斤顶应位于同一轴线上，张拉过程中细分阶段，每一个小阶段均做短暂停顿以保持同步。

终张拉完成后，在锚圈口处的钢绞线做上记号，以作为对钢绞线锚固情况的观察依据。

张拉作业实行双控，以油表读数为主，伸长量复核。

（3）管道压浆管道压浆采用真空辅助压浆工艺，压浆前需检查钢绞线锚固情况，合格后采用手提式砂轮切割机切割端头多余的预应力筋，并采用水泥浆密封锚具。

压浆须在张拉后24h内完成，采用具有自动计量功能的连续式压浆台车，自下往上的进行管道压浆。

（4）封端压浆完成后，应及时清除锚具封堵材料，并对锚穴混凝土进行凿毛处理，再对锚具、钢绞线进行防锈处理，将带弯钩的L形连接钢筋拧入锚垫板螺栓孔，然后安装钢筋网片，最后采用专用模具和振捣器施工封端混凝土，覆盖薄膜进行养护。

养护完成后，涂装梁端防水涂料。

2.2.5移存梁（1）移梁：箱梁必须经初张拉后，方可自制梁台座出梁。

移梁前先对轨道进行检查，然后将4台移梁小车进行并联，由司机在主车上进行操作，两端分别派专人负责观察箱梁移动过程中每一时刻两台台车的相对位置。

当发现两边的台车不在同一轨道的垂线上时，要停止横移，并采取措施进行纠正。

（2）存梁：设置存梁台座进行存梁，每个存梁台座设四个存梁支墩，进行四支点存梁；四个存梁支墩顶面标高平整度差值不得大于2mm，顶面安装板式橡胶支座，存梁过程中按设计要求进行各项变形观测。

3 两点体会3.1钢筋工程钢筋绑扎有两种方式，一种是底腹板和顶板钢筋分体绑扎，吊装组拼；另一种是整体绑扎，一次吊装就位。

两种方式各具优缺点，分体绑扎施工简单，吊装重量轻，循环快，但要分底腹板和顶板两个绑扎胎具，占地较多，组装时钢筋特别是倒角加强筋难以精确定位；整体绑扎钢筋成型好，只需要一个胎具位置，占地少，但安装后调整困难，内模难以安装就位。

通过综合比较，推荐钢筋整体绑扎应作为预制箱梁钢筋施工工艺的首选。

3.2模板工程模板采用了侧模滑移方案，与采用移梁小车横移梁的施工工艺相适应，具有设备投资少，模板利用率高的优点，但是移动后侧模每次都要进行调整，工作量大，严重影响梁面提浆整平机走行轨道的精度。

适用于CRTSⅡ型板式无砟轨道结构的简支箱梁，由于梁面平整度要求为3mm/4m，现有施工工艺均较难达到设计要求，为尽量提高梁面平整度水平，推荐采用侧模可以固定的搬梁机移梁方案，侧模的精度直接决定位于侧模上方的提浆整平机走行轨道精度，从而可有效确保梁面平整度质量。