预制梁施工技术总结.docx
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预制梁施工技术总结
高速铁路32.0m单线箱梁预制施工技术总结
前言
秦沈铁路客运专线跨度32.0m后张法预应力混凝土箱梁为我国首次采用旅客列车时速200km以上，轻快货物列车时速100km以上的单线、直曲线梁，具有速度高、对线路轨道平顺性要求高的特点。
采用单箱单室截面形式，于端部设置横隔墙，箱梁上部宽6.15m，下部宽3.0m，梁高2.7m，设置有通风孔、泄水孔和梁底检查孔。
接触网支柱基础和挡碴墙及盖板竖墙采用预埋钢筋，待箱梁架设完后现浇施工，防水层采用由氯化聚乙烯防水卷材和聚氨脂防水涂料共同构成的TQF-1型防水层，并与梁端伸缩缝处进行连续的防水铺装，保护层采用400#纤维混凝土保护层。
1、工程概况
秦沈铁路客运专线六股河特大桥位于辽宁省兴城市境内，全长1679m，上部结构设计为51孔102榀跨度32.0m单线箱梁，该梁全长32.6m。
单线整孔箱梁主要工程量为：
500#混凝土148m3；钢筋制安22T；高强度低松弛Ⅱ级钢绞线5.5t。
该梁主要特点为技术含量高、标准要求高、施工难度大。
2、总体施工方案与工艺流程
梁体预制采用整体底模，全长整体滑移钢外模，折叠抽取式内模，台座上整体绑扎底板、腹板和顶板钢筋网架，抽拔橡胶棒成孔，强制式混凝土拌合机搅拌，混凝土输送泵配合液式压布料杆入仓，附着式振动器配合插入式振动器振捣。
梁体采用一次性整体灌注技术，棚罩法蒸汽养护，钢绞线用慢速卷扬机穿束，人工配合。
预应力采用两期张拉（终张拉），建立最终应力值，孔道采用一次性压浆工艺，梁闻风而采用微膨胀混凝土封锚，桥面防水层、保护层及挡碴墙在梁架完后施工。
工艺流程图见图1
3、主要技术参数
根据工期要求进行测算，模板循环时间4d/循环，制梁台位循环时间8d/循环，投入4套整体滑移式侧模，4套折叠抽取式内模、8套底模、8个制梁台位，设计能力为每月生产单线梁24孔，存梁场存梁能力为36孔。
另据现场实测及计算，32.0m单线箱梁反拱预留值取20mm，都较设计都偏大，施工后检测证明选择参数恰当。
4.1生产台座及配套设备
制梁台位地基承载力按200Kpa/cm2设计，考虑到梁体张拉后两端支撑，于台座跨中部设60cm厚素混凝土结构，梁两端设120cm厚钢筋混凝土结构，并预埋角钢和钢板以便与底模联接。
顶梁孔处局部加垫钢板，避免压碎。
在制梁台座混凝土结构沿中线方向开设30×30m槽口，横方向每隔1-1.5m设30×20cm槽口，以利于中部蒸养管道蒸养时箱梁底部受热均匀和安装外侧模下拉杆。
4.2模板设计及其使用
32.0m单线箱梁分左右线梁，且部分箱梁上设接触网锚柱，针对此情况，内外模的设计须具有拆装方便、结构刚度好、通用性强等特点。
预应力混凝土箱梁施工工艺流程图图1
穿放钢束
钢绞线制备
钢束1期张拉
张拉机具标定
底模检测调整
压混凝土试件
顶升梁安装滑道
支座板制作
安装支座板
滑移梁至存梁场
安装底腹板钢筋网架
钢筋网架制作
浇水养护
安装锚垫板预埋件
橡胶棒整修
安设橡胶棒制孔
压混凝土试件
钢束2期张拉
备机具制水泥浆
立模
制水泥浆试件
孔道压浆
安装顶板钢筋网架
安装封锚模板
拌制混凝土
灌筑梁体混凝土
制混凝土试件
安装蒸养罩
制混凝土试件
灌注封锚混凝土
抽拔橡胶棒
锅炉供蒸汽
梁体混凝土养护
压混凝土试件
出厂检验
拆内外模
移梁、吊梁、运梁
清理孔道
4.2.1底模
底模设计时基本按4.0m分节，跨中部分采用10mm厚的钢板，端部采用20mm厚钢板，通过与预埋角钢焊接和塞焊直接固定于台座上。
底模铺设时按25mm反拱调整，梁跨部分预留20mm压缩量，预留支座螺栓和端模螺栓孔洞，以便支座板和端模的精确定位。
4.2.2内模
内模采用折叠抽取式，中间部分每节8.0m，靠近端部每节7.5m，两端0.25m为小块钢模。
小块钢模重量不大于30kg/块，以便人工拆装，每节面板采用5mm厚热轧钢板，框架采用2∠100×80×6对焊形成矩形方钢，分顶模、侧模、转角模五大块，各块之间增设活动铰，斜撑采用φ120钢管制作，并设可调丝杆装置，［10槽钢纵向加劲，各节之间通过M16×50螺栓栓接。
施工时在台座外将内模分节调整到位，用龙门吊吊装进入已绑扎钢筋笼内组拼，定位进利用端模从一端向另一端拼装，底部通过设置φ50拉杆防止上浮，拆除时先拆除联接螺栓，然后拆除各节撑杆及拉杆，采用手拉葫芦将每节沿转铰轴收缩到位，置落于滑床板上，由卷扬机整节拖拉出箱梁内腔。
4.2.3内模
外侧模采用整体桁架式，于下部设置支承框架，框架安置在两台特制走行小车上，走行小车设置横移滚轴。
工厂分节加工完毕后，于现场按25mm反拱调整好线型后除将外模桁架联成整体。
为保证模板就位后支撑牢固，于支承框架处间隔4.0m设两根可调丝杆作就位后的支撑。
作竖向支撑；拆除外模先拆除上、下拉杆，采用千斤顶顶紧后松掉可调丝杠，然后千斤顶回油，落于两台滚轮小车上，采用倒链或螺旋丝杆将模板横移后，卷扬机拖拉位置于下一个制梁台位。
4.3存梁台座的设置
存梁台座根据制梁台座标高的位置相应设置，地基承载力300Kpa/cm2，采用混凝土基础，于滑移钢轨下布设一层钢筋网片，施工时可先用10cm厚混凝土垫层找平，铺设钢轨以保证每延米高差不超过2mm，且无突变点，相邻两股钢轨高差不超过5mm，存梁场须做好排水设施，防止台座浸泡产生不均匀沉降。
5.主要生产设备（见表一）
6.主要施工工艺
6.1钢筋制作与绑扎
6.1.1钢筋制作
（1）螺纹钢筋应采用闪光对焊。
对焊接头应焊接良好、完全焊透且不得有钢筋烧伤及裂缝等现象。
钢筋焊接前，应先试焊，经试验室取样，做接头冷弯和抗拉强度试验，试验合格后。
方可进行批量加工，加工过程中，试验室应按每200个对焊接头抽样6个，其中3个做接头冷弯试验和3个做抗拉强度试验。
（2）钢筋冷拉调直时，伸长率应控制在如下范围内：
螺纹钢φ18、φ16、φ12≤1.0%；φ10≤1.5%。
圆钢φ8≤3.0%。
钢筋冷拉调直后，不得有死弯。
在拉伸过程中，如发现对焊接头有裂纹、拉断等，应加强检查焊接质量；如发现钢筋脆断、劈裂拉不直等异常现象进，应及
主要生产设备表1
序号
名称
规格
单位
数量
用途
备注
1
混凝土拌合站
35m3/h
座
1
混凝土拌制、配料
2
拖式混凝土泵
HBT60A
台
2
混凝土输送
3
混凝土布料机
HGY13
台
2
混凝土布料
全液压
4
龙门吊
SMJ门式20t
台
2
模板吊装
5
龙门吊
桁架式300t
台
2
箱梁装车
6
附着式振动器
ZW-7
台
100
混凝土振捣
7
插入式振动棒
ZN-50
台
40
混凝土振捣
8
穿心式千斤顶
YCM250B
台
8
张拉
9
电动油泵
ZB4-500
台
8
张拉
10
灰浆泵
UB3
台
2
压浆
11
灰浆拌合机
JW180
台
2
制浆
12
油压千斤顶
QMF200-20B
台
8
顶梁
13
钢筋切割机
GJ-40
台
6
钢筋切割
14
钢筋弯曲机
GJ-740
台
4
钢筋弯曲
15
钢筋对焊机
UN-75
台
2
钢筋对焊
16
砂轮切割机
TCH-300
台
8
钢绞线切割
17
电焊机
台
8
焊接
18
卷扬机
JJM-3
台
3
模板拖拉
19
动力变压器
650KVA
台
1
动力电源
20
发电机
250KW
台
1
备用电源
21
装载机
ZL40
台
1
拌合站上料
时反映，并对材质进行复查。
（3）梁体的定位钢筋是采用梁体箍筋与圆钢（直径8mm）点焊预制而成。
6.1.2钢筋绑扎
（1）钢筋骨架绑扎前，应先检查制作钢筋的质量、数量及种类，是否符合图纸的要求，底模是否符合设计要求，合格后，方可准备进行钢筋绑扎。
（2）钢筋绑扎顺序：
底板及腹板钢筋→顶板钢筋→挡碴墙、端边墙及接触网一般支柱、锚柱处的预埋钢筋。
（3）梁体钢筋所有的交叉点全绑，不允许有跳绑现象。
绑扎点应拧紧，扎丝扭断的必须重绑。
NORMOFIA承重型和MINIFIX圆形硬塑钢筋保护层垫块，取得了较好的效果。
6.2混凝土原材料及配合比选定
6.2.1原材料选定
（1）水泥：
为防止梁体产生微裂，选用了唐山冀东水泥厂生产的P.042.5（低碱型）普通硅酸盐水泥。
（2）细骨料：
选用了非碱活性的辽宁省兴城市花营河砂，其表观密度2630-2660kg/m3，细度模量2.9-3.0，含泥量0.5%-1%。
（3）粗骨料：
选用河北抚宁驻操营石场的非碱活性石灰岩碎石，其表观密度为2650-2660kg/m3，颗粒为5-25mm连续级配，母岩饱和抗压强度154Mpa，碎石压碎值5.5-8.6%，含泥量为0.3-0.7%。
（4）高效减水剂：
选用上海花王化学有限公司生产的“迈地100”高效减水剂，其减水率14.6%，抗压强度Rs3d=141%，Rs7d=129%，Rs28d=123%，较之传统的减水剂效率高、稳定性好。
（5）粉煤灰：
选用内蒙古元宝山发电厂生产的Ⅰ级粉煤灰，其需水量为91%，烧失量为1.62%，三氧化硫含量0.43%。
（6）缓凝剂：
选用山海关华原柠檬酸厂生产的柠檬酸。
（7）原材料计量：
水泥、水及减水剂准确到±1%，碎石、砂准确到±2%。
6.2.2配合比设计
（1）满足设计标号C48号要求，28天弹性模量≥35Gpa，抗压强度保证达到设计强度的100%。
（2）每立方水泥用量不大于500kg，砂率不大于40%
（3）进行多组混凝土配比设计，初凝时间大于6小时，混凝土坍落度设置16-18cm，18-20cm两种不同范围，分别满足不同气候情况下的混凝土灌制要求。
6.3混凝土灌筑及养护
6.3.1混凝土浇灌方法
（1）混凝土开盘前先对各项准备工作进行全面检查（水、电、备料、拌合站、机具状态及其计量，混凝土输送泵和振捣器等）由于混凝土方量大，为保证整孔梁连续灌筑，对混凝土输送和布料采用了龙门吊料斗备用方案。
（3）灌注混凝土时，沿梁长度方向斜向分段，斜向长度约8~10米左右，每层混凝土的灌注高度不超过30cm，混凝土从梁腹板两侧对称一料，以附着式振动器与插入式振动棒相结合的原则，进行振捣混凝土。
当混凝土的高度在距腹板1.2m以下时，主要用附着式振动器与插入式振动棒；当混凝土的高度在距底板1.2m左右时，相应底板处已灌满混凝土后，停止使用附着式振动器，只用插入式振动棒。
（4）梁体腹板及底板处的混凝土，采用附着式振动器与插入式振动棒相结合，振动棒插振的间距和时间，应以保证混凝土密实，不产生离析为宜，振动棒禁止触碰橡胶棒。
振捣混凝土密实的标准为：
混凝土顶面不再出现气泡、混凝土不再下沉、混凝土表面出现返浆三个条件都同时出现时，混凝土才振捣密实。
（5）灌注桥面混凝土时，先用插入式振动棒振捣混凝土，然后，人工抹面二次，此时，应抹出桥面的排水坡度（梁端部纵向40%、其余横向2%的排水坡度），为以后的桥面防水层、保护层的施工打好基础。
6.3.1混凝土的养护
（1）蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温共四个阶段。
静停时间为：
夏季4~6小时；冬季6~8小时（静停时间从梁体混凝土全部灌注完毕起算），静停时间的养护温度为20~25℃（如自然环境温度超过25℃不限）升温速度不宜超过每小时10℃。
恒温温度控制在45~50℃以内，并保持90~100%的相对湿度，恒温时间不得小于24小时，若混凝土强度达不到设计强度的80%，则应延续恒温时间，直到混凝土强度达到设计强度的80%为止，才能结束恒温时间，允许降温。
降温速度不得超过每小时10℃，降至25℃时拆除保温设施。
拆模时梁体表面温度与自然环境温度之差不得大于15℃，否则桥梁应带模让其自然延进降温，直至梁体表面温度与环境温度之差小于或等于15℃时，才允许脱模。
（见图2）
34时间（h）
（2）自然养护时，箱梁的桥面用海绵进行覆盖；如不覆盖，应采取必要的措施，以保证桥面潮湿。
箱梁拆模后，自然环境温度大于10℃时，应对梁体混凝土表面浇水养护，浇水养护时间不少于14天，洒水养护的次数应随天气变化而定，白天不宜超过两小时一次；夜间4小时一次，向阳和向风的一侧，应多浇一些水，浇水次数应能使混凝土表面保持充分潮湿为度。
6.4预应力施工
6.4.1预应力孔道成孔
（1）钢绞线的预留孔道是采用橡胶棒预制，抽拔形成的。
橡胶棒直径为φ80mm和φ90mm（φ80mm为OVM15-9用，φ90mm为OVM15-12用），施工中应加以区别，不能穿错，外层为光面橡胶所组成，每根长为16~18m，每根预留孔道是由2根橡胶棒，在跨中对接而成。
（2）制孔橡胶棒的接头在箱梁的跨中，接头方法是：
将2根橡胶棒对齐靠拢，接头外套铁皮加工的套筒，套筒内径为φ82或φ92，套筒长约400mm，套筒外包裹不干胶一层。
（3）绑扎底板、腹板钢筋骨架的同时，安放定拉筋，定位筋沿梁长度方向的误差≤15mm，定位筋应与梁体纵向分布钢筋牢固绑在一起，定位筋的编号应与其位置相符，不能放错。
（4）制孔橡胶棒在定位筋中，应与定位横筋全绑在一起。
橡胶棒在绑扎时，要求结扣拧紧，但扎丝又不能陷入橡胶棒内。
6.4.2钢绞线下料、编束和穿束
（1）钢绞线下料：
先将捆装的钢绞线放入特制的架子内，抽出内圈头，用人力牵引至规定长度后，用砂轮切割机切断，钢绞线的端头应采取适当的措施，以防散股，钢绞线切断长度误差为±50mm。
并进行外观检查，劈裂、死弯、锈蚀、油污、电接头等，不可挽回的不得使用。
（2）整束钢绞线用18号铁丝捆绑制成，成束是应保证钢绞线束顺直不扭转，钢绞线束两端应整齐，相错不超过50mm。
钢绞线有12根与9根两种规格，捆绑时应加以区别，以免在穿束进穿错。
（3）钢绞线束穿入预应力孔道，可采用卷扬机引拉，也可采用人工穿。
如采用卷扬机引拉时，应先穿入单根钢绞线将卷扬机的钢丝绳引入引道，从另一端拉出后，将钢绞线束与钢丝绳之间用联结套筒联结，然后开动卷扬机的钢丝绳引入孔道，从另一端拉出后，将钢绞线束与钢丝绳之间用联结套筒联结，然后开动卷扬机穿束。
穿束前，应清除锚垫板上及喇叭管。
6.4.3张拉
1、张拉采用YCM250型张拉千斤顶和OVM15-9、OVM15-12型预应力体系。
2、箱梁张拉分为两次进行，第一次为初张拉，初张拉是用以承受梁的自重而起、移梁达到加速制梁台座的周转，第二次为终张拉（亦称二期张拉），张拉全部钢绞线束到设计张拉力的100%（包括早期张拉的钢绞线束补拉到设计张拉力的100%）。
必要时进行防裂张拉。
3、张拉前箱梁端部在锚垫板上及喇叭管内的水泥浆，必须清除干净，防止工作锚环的底面不能与锚垫板全面接触，从而引起滑丝，避免预留孔道压浆是时漏浆，且保证千斤顶安装时，千斤顶的中心、锚环的中心与预留孔道的中心，三中心重合。
4、预应力钢绞线的张拉程序
（1）初张拉的张拉程序：
0→初应为（作伸长值标记）→早期张拉控制应力（测伸长值，计算并校核伸长值）→回油锚固（测回缩量）。
（2）终张拉的张拉程序：
a.未经初张拉的钢束的张拉程序：
0→初应为（作伸长值标记）→张拉到控制应力（测伸长值，计算并校核伸长值，静停5分钟）→回油锚固（测回缩量）。
b.经初张拉的钢束的张拉程序：
0→早期张拉控制应力（作伸长值标记）→张拉到控制应力（测伸长值，计算并校核伸长值，静停5分钟）→回油锚固（测回缩量）。
6.4.4孔道压浆及封锚
1、孔道压浆必须在终张拉完毕24小时以后进行，且宜在3天内完成。
压浆前，应检查有无滑丝、失锚及其它异常情况。
如有滑丝、断丝，应采取措施（如更换钢绞线、锚具、重新张拉等）加以解决，确认合格后，才允许进行压浆。
2、压浆以前的24小时内，宜采用砂轮机割多余的钢绞线，切割位置在距夹片尾部3.0cm处，钢绞线不能留得太长，以影响封锚混凝土的灌注。
如采用气切割多余的钢绞线，则一边切割，一边用水管向锚具上浇水降温，防止锚具受热而滑丝。
3、钢绞线切割后，应在锚具及锚垫板上涂881-Ⅰ型聚氨脂防水涂料，进行防水处理。
经检查合格后，方能进行下一道工序。
堵塞钢绞线与锚具夹片间的缝隙，用强度等级为42.5R的普通硅酸盐水泥加粒径小于0.3mm的细砂，按1：
1.5的配合比，适当加水拌匀，宜稠不宜稀。
堵缝工作，主要是手工操作，要耐心致，以防止孔道压浆不密实。
4、孔道压浆采用一次性压入法。
从甲端压入水泥浆，乙端喷出浓水泥浆，封闭乙端，待甲端压力升至0.6~0.7Mpa时，再封闭甲端。
压浆管道不宜太长，否则应提高水泥浆的压从搅拌到压入孔道的间隔时间，不得超过40分钟。
5、封锚时凿毛锚穴周围混凝土对锚具进行防腐处理，同时检查有无漏压管道，安装完模板后，灌筑400#微膨胀混凝土，同时对封头上部进行防水处理。
6.5纵向滑移及装车
1、一期张拉完毕，在制梁台座与存梁台座间安装移梁专用垫垛（16Mn钢制），铺设活动钢轨，于底模顶梁孔安装200t油压千斤顶，允一端顶起脱离台座后，另一端也顶升脱离台座，待四台顶调好梁体水平后同步顶升到设计高度，安装滚轮小车及滑板。
2、将梁体稳步落于滑板上，安装顶推千斤顶和卡轨器，高压油泵供油后顶推移梁。
3、顶移梁时，须有专人负责，注意梁体的稳定性，防止顶偏，使梁体受力不均匀导致开裂。
4、装车时，将梁移进吊梁区，中线对中后，穿放吊具，安装吊梁垫块，两台300.0t龙门吊先行试吊无误后再稳步提升，提升注意观察梁体有无歪斜开裂现象，将梁提升到高度后，运梁车开进箱梁底部，对中后将梁稳步落于运梁车上运走。
6.6附属工程施工
6.6.1挡碴墙待箱梁架设完毕，采用400#混凝土整体灌注每孔梁挡碴墙。
6.6.2箱梁伸缩缝采用耐性钢板及橡胶止水带待箱梁架设完后及时安装。
6.6.3防水层采用由阻燃防水卷材JS-18和881-Ⅰ型聚氨脂防水涂料共同构成的TQF-1型防水层，施工时保持梁体顶板平整，涂刷均匀，伸缩缝处进行连续的防水铺装。
6.6.4保护层：
待梁体防水层铺设完后，采用400#玻纤维混凝土，每隔2.0m设一道伸缩缝。
6.6.5遮板、盖板及人行道栏杆采用预制后人工安装。
7、结束语
秦沈铁路客运专线六股河特大桥运用该技术已生产32米单线箱梁102榀，实践证明该技术成熟可靠、经济实用，其主要表现在：
（1）整体移动钢外模板，安装与拆除方便，省工省时，安拆一个循环仅需5-6小进。
（2）折叠抽取式内模整体性好，变形小，安拆方便，使操作工人于箱内工作强度大大降低，每拆装一次仅需12-14个工日。
（3）采用快装蒸汽锅炉对梁体进行棚罩法恒温蒸汽养护22-26小时后，混凝土强度可达到35Mpa，大大加快了台位、模板的周转周期。
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