6研究报告高速铁路32m简支T梁外形外观质量施工技术研究Word文档下载推荐.docx
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本科
公司总经理/高级工程师
指导技术攻关、方案论证
2
王金海
1972.4
公司党委书记/高级工程师
3
黄伟强
1969.10
公司总工程师/高级工程师
4
梁佶
1977.10
项目经理/高级工程师
组织、实施技术攻关
5
朱艺锋
1980.11
项目总工/高级工程师
组织、实施技术攻关、方案论证
6
王俊河
1967.8
公司施工管理部长/高级工程师
7
舒建辉
1966.10
公司施工管理部/高级工程师
8
蔡文胜
1969.09
集团科技部部长/教授级高级工程师
9
符万春
1971.08
集团科技部科长/
高级工程师
10
戴干
1982.9
梁场书记/工程师
11
钟宏宇
1988.7
梁场工程部长/工程师
实施技术攻关
12
罗昌盛
1981.10
梁场试验室主任/工程师
13
谭文斌
1966.04
大专
梁场安质部长/工程师
14
吴彬
1976.10
梁场安质部副部长
工程师
15
陈东勇
1990.09
梁场施工技术主管/助理工程师
16
李强
1988.02
各阶段主要完成情况如表2。
表2各阶段主要完成情况表
阶段名称
起止时间
工作内容
准备阶段
2013年1月至2013年2月
研究32mT梁外形外观质量中的存在通病，找出其中关键，制定针对性措施，编制实施性方案。
模板制作
2013年3月至2013年3月
模板制作改造、使其能更好满足T梁外形外观质量要求
配比优化
2013年4月至2013年4月
原材进场检验、选择合适配比，优化混凝土配比方案
试制监控
2013年5月至2013年10月
对小规模预制T梁进行全程监控，测量其上拱度测量及对其外形外观评分。
批量生产监控
2013年11月至2014年2月
T梁大规模批量预制，实行全面监控测评反馈，达到全面提高预制T梁外形外观质量的目的，并总结经验。
2、技术突破及技术创新点
（1）模板加工及安拆工艺的改进，达到对梁体外形外观控制的要求：
模板采用以元宝垫作为模板竖向受力及调节标高支承体系为主，设置斜向外支撑为辅助的结构支撑体系，该体系便于模板对梁体高度控制及模板安拆的施工控制；
底模宽度采用钢模板加橡胶条压缩方式，侧模底部对拉杆采用φ25机加工螺纹圆钢，顶板采用角钢（槽钢）两端焊接机加工螺纹圆钢的内撑外调的连接杆，保证了梁体底板、腹板、顶板宽度满足规范要求；
设置合理的反拱度及压缩量，保证梁体长度、跨度符合要求；
模板面板采用整板冲压成形，减小模板拼缝对梁体表面美观度的不良影响等。
（2）T钢等预埋件安装工艺改进：
在模板的竖楞上顺梁长方向焊接两条【6.5槽钢（位置与T钢上第1、第3个螺栓孔相对），在T钢对应位置上开孔，使用16钢筋做拉钩，钩住T钢的螺栓孔，保证了T钢精确定位。
（3）优化混凝土配比及施工工艺：
选择良好的混凝土原材，合理控制混凝土砂率，选择优良的外加剂将混凝土含气量很好控制在3.0%-3.5%之间，改进混凝土现场施工工艺，保证混凝土分段、分层浇筑，在离梁体上下倒角处预留不少于100mm进行加强振捣，减少梁体混凝土表面气泡及蜂窝麻面，增加梁体表面光滑度。
（4）加强预应力施工控制，减少预应力损失，保证梁体上拱度满足要求：
根据锚具型号尺寸参数订制特制的橡胶垫块，浇筑T梁混凝土时，将喇叭口段橡胶抽拔管顺直，用特制橡胶垫块将喇叭口封堵严实，保证张拉“三同心”；
实测钢绞线弹模进行伸长量计算，弹模超过3GPa的钢绞线不能使用在同一束中保证伸长量的实际有效性及钢绞线受力的均匀性；
准确测量钢绞线直径，配置规范范围内钢绞线直径不同级别的相应槽深限位板；
制定张拉应力级数，在到达每级数后要呼应校对保证两端张拉同步性等。
三、推广价值及应用前景
1、目前已产生的效益
经过科技攻关，我梁场所生产32mT梁实现了100%达标，并将此技术应用到各种跨度预制T梁上，收到良好效果，得到业主及监理单位的高度评价。
避免了返工、修补的损失。
提高了企业美誉度。
南海梁场采用该施工技术，降低能耗、减少废水废气排放，减少噪声污染。
减小施工工作面，减少模板和机械设备的投入使用，节约了生产成本，直接经济效益达643.5万元。
2、应用前景、市场前景分析
随着铁路的建设的不断发展，T梁的产生也会越来越多，改进T梁外行外观施工质量，提高美观度，提升质量，环保节能，节约成本，有重要意义。
所以该研究对铁路桥梁施工发展有巨大的参考价值。
四、存在问题及改进思路
T梁底板与腹板变截面处，由于结构原因造成该变截面处排气、振捣困难，梁体混凝土在该处气泡出现较多。
改进思路，继续严控混凝土材料质量，控制好混凝土含气量在3.0%-3.5%之间，加强振捣，控制好梁体混凝土第二层浇筑高度，可以考虑在变截面处开小孔振捣排气。
报告之二
研究技术报告
二零一三年九月
1.前言
中铁二十五局集团建筑安装工程有限公司南海制梁场位于新建贵广南广铁路DK811+300右侧，占地面积约142亩，承担贵广南广铁路广州枢纽及相关工程1标DK803+700～DK829+434范围内大镇特大桥、东平水道特大桥和陈村水道特大桥的1460孔（2920片）T梁的预制，其中32m梁2650片,24m梁270片。
本梁场预制T梁为后张法预应力混凝土简支T梁，采用图号：
通桥（2005）2201-I、II（时速200公里客货共线铁路预制后张法简支T梁（角钢支架方案））。
梁体砼强度设计为C55级，高性能混凝土。
设计列车最高时速250公里，设计使用年限100年。
《预制后张法预应力混凝土铁路简支T梁技术条件》TB/T3043-2005中对T梁的外形尺寸如梁长、梁高、梁宽、厚度，与外观如表面缺陷、污染等有严格技术要求。
T梁外形外观质量不仅影响T梁美观度，而且也是作为预制T梁产品质量是否合格的重要标准：
T梁外形外观综合评分平均分大于或等于85分，且单件得分不低于80分。
T梁外形外观与模板、混凝土、预应力等施工技术息息相关。
本项研究就从模板、混凝土、预应力等技术方面入手，改进施工工艺，从而提高T梁施工的外形外观质量。
2.技术特点
2.1分析研究32m简支T梁施工中外形外观常见问题、通病，设计制作出合理的钢模结构和支承体系，满足混凝土浇筑所需强度刚度，以减低混凝土压力与施工激振力引起的变形，便于模板安装、拆除。
2.2分析研究预埋件T钢的偏斜问题，改进现有的固定措施，使T钢能精准定位，符合设计规范水平。
2.3根据施工实际情况，优化混凝土施工配比，控制混凝土含气量在3.0%-3.5%之间，改进混凝土现场施工工艺，保证混凝土分段、分层浇筑，减少气泡、蜂窝麻面的出现比例。
2.4加强预应力施工控制，减少预应力损失，保证梁体上拱度满足要求。
3.适用范围
适用于铁路桥大跨度简支T梁生产，试用各类跨度简支T梁施工质量控制，具有很大的参考价值。
4.工艺原理
通过反复分析研究T梁外形结构与施工工艺：
（1）改进钢模板结构与施工工艺，让钢模具有足够的强度与刚度，降低混凝土浇筑过程中发生的变形，并改善表面质量；
（2）改进预埋件的安装工艺，使其安装定位更加牢固；
（3）优化混凝土施工配比与施工工艺，减少T梁表面出现气泡、蜂窝麻面等问题；
（4）强化预应力施工控制，以控制梁体上拱度或其他不规则变形。
5.工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
图5.132mT梁外形外观质量施工工艺控制流程图
5.2操作要点
5.2.1钢模板制作与安装
在预制T梁工艺上，模板的制作安装对T梁的外形外观有重要影响。
模板的组合方式、刚度、平整度、光滑度等直接影响到T梁表面平整度、光滑度及尺寸偏差等外形外观质量，模板反拱度、压缩量设置又决定了T梁上拱度值及梁长、跨度等，影响了T梁整体线型外观质量。
所以钢模板制作与安装在控制T梁外形外观有非常重要作用。
结合T梁施工设计图及生产经验，确保T梁预制外形外观质量得到保障，钢模板制作安装注重了以下设计：
（1）钢模板由侧模、底模、端模、拉杆及联结件组成，采用侧包端、侧包底模式，底模采用钢结构可调式底座（与固定式混凝土底座相对应），这种模板组合方式更有利于模板长度、反拱度的可调性，保证制梁台座在每片梁生产时能迅速调出最准确的反拱度及压缩量，保障了T梁线型。
（2）钢模板采用以“元宝垫”做为模板竖向受力及调节标高支承体系为主，设置斜向外支撑为辅助的结构支撑体系（如图5.2）.该体系主要考虑了模板安拆方便及对梁体高度更好的控制。
“元宝垫”做为竖向受力及调节标高支承体系，只要在模板安装前将元宝垫标高及纵向位置根据模板及梁体尺寸要求设置准确，在元宝垫上做出模板接缝线，模板安装便是简单将组合模块往元宝垫位置就位，方便快捷准确度极高。
而设置斜向外支撑作为辅助是考虑在组合模板在元宝垫就位后，方便对模板进行精调；
在组合模板就位于元宝垫上后，模板通过斜向外支撑体系调整外斜杆的长度，达到模板精调目的；
在拆模的时候，紧缩外斜杆长度可以给模板拆除提供一个稳定的斜向外力，更有利于模板平稳拆除；
同时斜向外支撑体系增加了模板整体稳定性及刚度，使模板有更好的安全性。
图5.2模板支撑固定体系
（2）底模采用钢结构底座，面板厚度为12mm，采用扁担梁作为底座主要受力构件。
侧模与底模通过对拉杆采用φ25机加工螺纹圆钢连接紧固（如图5.2）。
底模与侧模之间为了防止漏浆必须设置橡胶止水带，橡胶止水带宜采用截面为：
30mm*35mm,钢底模应预留10mm的橡胶带伸出量（如图5.3），这样侧模包底模时通过压缩橡胶条更好防止漏浆，并且能更好控制底模宽度。
图5.3调整后底模止水带设置图
（3）钢模顶部采用角钢（槽钢）两端焊接机加工螺纹圆钢的内撑外调的连接杆（如图5.4），将对拉杆设置成内撑外拉式，更好进行横向定位，用内撑外拉的对拉杆控制模型上部宽度。
将模板上对拉杆的内撑角钢缩短15mm，边梁上翼缘宽度控制在2325±
2mm，中梁上翼缘宽度控制在1895±
2mm，腹板厚度控制在235±
2mm。
以抵消混凝土浇筑模板外张导致的梁体加宽。
同时为保证内撑外拉体系的紧固，在对拉杆端设置双螺栓加限位板的紧固方式（如图5.5）。
通过侧模底部、顶部的对拉外撑体系，保证了梁体底板、腹板、顶板宽度满足规范要求。
图5.4机械螺纹内撑外拉杆
图5.5双螺栓加限位板紧固
（4）考虑到梁体在预加应力后,混凝土产生的压缩和梁体上拱,在侧模底部和底模设计制造时，根据以往同跨度桥梁的预制经验和设计图纸要求设置了预留压缩量和反拱，32m梁预留反拱值为45mm，模板下口预留弹性压缩量值为30mm，上口不预留压缩量。
底模在设置过程中，按照上述反拱值，标高按二次抛物线方程计算值进行控制。
公式如下：
——为梁跨度，32m.
——为矢高（即预留反拱值）
根据反拱抛物线方程，以台座端点为原点，计算出沿梁体方向每隔4m（X=0、4、8…m）的反拱度值y值，然后对底模反拱线形进行调整。
表5.1底模反拱度值设置统计表
梁长
32m梁
型号
直线边梁
直线中梁
曲线边梁
曲线中梁
设计上拱度（mm）
41.16
44.10
47.22
48.71
计算采用上拱度（mm）
45
底模反拱度值
x值
y值
-20
-34
-42
-45
（5）在定做钢模时要求面板须采用整张钢板冲压成型，减少钢板的拼接，从而避免混凝土表面出现“豆腐块”纹路，影响表面美观。
（6）模板接缝处贴橡胶海绵条或无纺土工布止浆，台座底模粘贴橡胶海绵，防止底部漏浆导致烂边烂角。
（7）模板安装前，先检查模板各处，对变形或损坏处立即进行整修，清除模板表面及连接处的污物、灰碴，然后在模板表面均匀涂刷脱模剂（脱模剂采用桥梁专用脱模剂，不得含有使梁体表面发黑、发黄等杂质，不得使用柴、机油混合物作为脱模剂）否则影响拆模及T梁色泽。
（8）梁体钢筋验收合格后安装模板，先安装端模，然后按照大面（外侧）与小面（内侧）同时交错进行的顺序安装侧模，并由一端向另一端顺序吊装，每一节相对应的侧模安装好后要用上部拉杆临时连接后，安装侧面斜拉杆、横竖顶丝、连接螺杆等紧固件。
5.2.2预埋件安装
T梁预埋件主要包括：
支座板、挡碴墙钢筋、T钢、泄水管等。
预埋件安装质量对T梁外形外观质量有重要影响。
因此必须确保各种预埋件安装尺寸、位置的正确。
（1）支座板预埋件安装：
在底模板上，对应每个支座预埋钢板套筒位置开设4个φ28mm孔，在钢筋吊装就位前用M27螺杆将预埋钢板固定在底模上面，并用捌手拧紧，确保支座钢板与底模板密贴，同时在四周涂玻璃胶，注意玻璃胶涂后要用刮刀刮掉多余胶体。
（2）挡碴墙钢筋安装：
挡碴墙钢筋加工采用CAD模拟放样，保证钢筋加工尺寸符合要求。
安装时分组组合，每纵向2m长的挡碴墙钢筋作为一组，每组安装时在梁面顶板拉通线校核，保证挡碴墙钢筋顺直。
（3）T钢安装：
由于采用的是2201系列角钢支架方案图纸，在T梁边梁上有大量的T钢预埋件，这些T钢预埋件是承接后面角钢支架安装的，其安装精度要求非常严格，而且T钢量大，对梁体外形外观质量影响明显。
因此保证T钢预埋件安装质量就非常必要。
1）在制梁台座上预拼模板，严格地控制拼装质量，利用水平靠尺测量上翼缘挡板的垂直度（如图5.6）。
图5.6准确测量挡板的倾斜度
2）将垂直度偏差大的挡板背楞割开，使用千斤顶或对拉螺杆调直挡板，在测量确认调正后将背楞焊牢（如图5.7）。
图5.7焊接挡板背楞
3）在模板的竖楞上顺梁长方向焊接两条【6.5槽钢（位置与T钢上第1、第3个螺栓孔相对），在T钢对应位置上开孔，使用16钢筋做拉钩，钩住T钢的螺栓孔（如图5.8）。
这样T钢在混凝土浇筑前一次性牢固、准确定位。
图5.8T钢紧固措施
（2）泄水管安装技术改进：
在制梁台座上空拼模板，以底模中心线为起点，调整好侧模拼装后，将中心线引上侧模，从此中心线出发向两端引垂线，精确定出泄水管中心位置。
在泄水管中心点对应的模板位置上用12丝杆进行固定。
5.2.3混凝土配比选择
高速铁路预制T梁按100年使用年限进行结构耐久性设计，梁体采用C55高性能混凝土，其配合比必须符合耐久性设计要求。
（1）严格选择优质混凝土原材。
T梁混凝土体积较大、耐久性要求高，水泥选择应采用低碱普通硅酸盐水泥，碱含量≤0.6%,防止早期高水化热造成温度裂纹。
粗骨料母岩抗压强度不小于110MPa，粒径为5～20mm，最大不超过25m，两级级配分别为：
5-10mm,10-20mm。
细骨料采用天然中粗砂，硬质洁净坚硬耐久、粒径为160μm～5mm、其细度模数为2.6～3.0。
减水剂选用聚羧酸高性能减水剂，减水率高、塌落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性。
混凝土活性矿物掺合料采用I级粉煤灰和磨细矿渣粉。
各种材料进场时按要求进行检验和复检，存放地点标识出材料名称、品种、规格、生产厂家和生产日期（批号）、检验是否合格；
材料按品种进行堆放和保管。
粗骨料分级采购、分级运输、分级堆放、分级计量，粗、细骨料堆放场采用钢结构雨棚遮盖，地面采用C20混凝土硬化，并设有2%的斜坡防止积水，粉状料采用筒状料仓分别堆放，袋装材料采用专用库房堆放。
（2）合理控制混凝土砂率
砂率的变动，会影响新拌混凝土中集料的级配，使集料的空隙率和总表面积有很大变化，对新拌混凝土的和易性产生显著影响。
在水泥浆数量一定时，砂率过大，集料的总表面积及空隙率都会增大，混凝土的含气量就会增大，梁体表面的气泡量就会增加。
因此，在合理的范围内降低砂率，对降低混凝土含气量，减少表面气泡有重要意义。
经多次试配，砂率确定为43%。
（3）调配外加剂，控制混凝土含气量
本梁场选用深圳市迈地砼外加剂有限公司生产的聚羧酸高性能减水剂，该减水剂减水率高、塌落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性。
为确保减水剂的稳定性，进场后，将外加剂静置一周，使外加剂内化学反应完全。
在使用之前，对桶内外加剂进行充分搅拌，保证抽出使用的液体浓度均匀。
拌制混凝土过程，外加剂称量偏差不大于±
1％，如发现不符时，必须由试验人员查明原因后予以调整。
在拌合过程中，要对拌和机的计量准确度进行抽查，每一工作班不少于3次。
对出机混凝土分批次做含气量试验，控制含气量在3.0%-3.5%。
5.2.4混凝土浇筑工艺
（1）温度控制
混凝土浇筑时,模板温度必须控制在5℃～35℃;
当模板温度低于0℃或高于40℃时，必须对模板采取升或降温措施。
混凝土入模温度过高或者过低都对混凝土质量产生不良的影响，造成混凝土出现龟裂、蜂窝、麻面等。
对于温度过高，应在梁体浇筑混凝土前遮盖遮阳篷不小于30分钟，同时可以给模板洒水降温，降低模板温度；
对于混凝土，采用井水加冰屑降温，保证混凝土出机及入模温度。
对于冬季施工，如果温度过低，建造集中蓄水池并进行加热，使得全场内用水均在20℃左右，搅拌站设置单独小水池并进行二次加热，保证在混凝土生产过程中的水温。
采用保温板、保温棚和保温布相结合的办法进行蒸汽养护，保证早期强度且避免了早期温度裂纹。
（2）混凝土运输方式
混凝土采用吊斗运输车运输至浇筑台位，龙门吊吊移方式进行混凝土浇筑。
减少了混凝土的二次倒运，避免水泥浆损失，减低离析的概率。
吊斗距离桥面之间的距离以不碰撞模板上水平拉杆为原则，不得过高，避免混凝土离析。
浇筑时要控制下料速度，保证下料均匀，料斗须沿着腹板移动，不准集中下料，防止制孔管道移位、钢筋骨架变形或混凝土梗塞而产生空洞。
（3）分段、分层浇注混凝土
斜向分段，水平分层，分层厚度为30cm，从一端向另一端浇筑，当浇筑距另一端6～8m时，则从另一端反向浇筑。
梁体腹板浇筑到一段长度后（视气温和浇筑速度而定），即可从原开始端向另一端浇筑桥面。
当混凝土浇筑完第一层300mm时，第二层混凝土是底板与腹板过渡变截面层，此层混凝土由截面宽880mm按1:
1斜度变到截面宽240mm（如图5.9）。
此层混凝土厚度宜按270mm层厚浇筑，预留50mm的高度，进行附着式震动器为主，插入式震动器为辅的充分震动，这样有利于此层混凝土排气，减少此斜面混凝土的气泡数量。
梁体底腹板混凝土采用附着式侧振与插入式捣固棒振捣相配合的方式，其中以附着式侧振为主，插入式捣固棒振捣为辅，在混凝土浇筑点前后4m范围内，在保证混凝土厚度的情况下，必须上、下、前、后同时开启震动器以保证混凝土密实且不离析，同时禁止空震。
严格控制振动器开启时间，附着式振动器开启时间60秒，插入式振动器每点振动时间约20秒，振捣至砼表面平坦泛浆、不冒气泡、不显著下沉为止。
尽量避免浇筑上部砼时，启动附着式振捣器，导致下部即将结硬的砼表面出现麻面。
（4）桥面表层和端边墙浇筑的混凝土不能因为方便抹面而过稀,否则易造成施工困难和难以保证混凝土的质量。
挡碴墙采用振动棒呈梅花插入振动,振动要
密实，端边墙及桥面表面尽快抹面二次,使其表面平整美观，防止裂纹产生。
（5）梁体顶板混凝土收面后不得立即洒水，先用薄膜覆盖保持水份，当混凝土初凝后才进行洒水养护。
每次洒水量也不能过多，不得有大范围积水现象或完全把混凝土浸泡在水中。
洒水量以保持混凝土表面湿润为度，土工布覆盖养护时以保持土工布湿润即可。
当环境相对湿度小于60%，自然养护不应少于28d；
相对湿度在60%以上不得少于14d。
5.2.5模板拆除
当随梁体养护的混凝土试件强度大于25MPa，且保证混凝土不拆裂掉角，梁体混凝土芯部与表层、表层与环境温度差不超过15℃时，方可拆模，拆除模板（侧模）后立即进入自然养护。
气温急剧变化时不得拆模。
拆卸模板的顺序为：
先拨出挡碴墙断缝模板，拆除须以拨出后断缝成型良好，不塌陷，且能顺利拨出为准。
拆除上部拉杆,再拆卸端边墙模和挡碴墙模板，然后拆卸外侧模及端模的所有紧固件、斜支撑、拧松横竖顶丝，最后拆除端模。
5.2.6预应力施工
预应力张拉分初张拉和终张拉两个阶段。
预应力张拉不仅对梁体结构受力影响极大，同时对梁体线型控制也起至关重要作用。
按照先前模板设置反拱值，预应力张拉如果出现超张或者损失过大的情况，梁体上拱度必然超标或者达不到设计要求，从而会出现梁体上拱过大或者梁拱不起来，所以加强预应力工程施工技术研究及控制对梁线型外观质量有重要作用。
5.2.6.1保证预应力管道线型，保证张拉“三同心”
（1）在特制的网片定位工装模板上进行预应力网片钢筋加工制作，这样网片钢筋加工既准确又快速（如图5.10）。
图5.10网片钢筋在特制工装模具上加工
（2）根据锚垫板的尺寸参数与钢绞线束数选用对应直径的橡胶抽拔管，锚垫板底口直径与橡胶管抽拔管直径配合间隙不大于5mm，同时根据图纸向橡胶抽拔管厂家订制相应的特制橡胶垫块，在进行浇筑T梁混凝土时，将喇叭口外橡胶抽拔管用托架顺直（如图5.11），用特制橡胶垫块将喇叭口封堵严实，有效防止锚口漏浆与管道线性偏移。
橡胶抽拔管拔出后，安排施工人员及时检查喇叭口，将渗进多余的混凝土浆清除干净。
安装锚具千斤顶时认真检查是否保持预留管道、锚具、千斤顶三同心。
图5.11在端模板上设置托架将预应力橡胶管托顺直
5.2.6.2做好张拉前检查与核对
（1）张拉前三控：
初张拉混凝土抗压强度达到33.5Mpa以上，终张拉梁体混凝土抗压强度达到58
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