铁路客运专线后张法简支箱梁预制施工工法.docx

1、铁路客运专线后张法简支箱梁预制施工工法 铁路客运专线后张法简支箱梁预制施工工法1. 前言哈大铁路客运专线桥梁上部结构主要以32m、24m、20m双线整孔简支箱梁作为常用跨度主导梁型，采用梁场集中预制。本文以中交一公局双城制梁场负责拉林河特大桥680孔箱梁预制施工过程中形成了一套比较成熟的客专箱梁预制工艺，在结合其他兄弟梁场先进施工经验的基础上形成本工法。2. 工法特点 底模、侧模采用整体钢模板，整体模板强度、刚度和稳定性满足梁体变形的要求且方便实用，提高施工效率，同时可减少模型的表面接缝，保证了混凝土的外观质量。 内模采用下承式液压自动收缩整装整拆式内模（内外模数量比1：1.5），拆装速度快，

2、配套周转效率高。 梁体钢筋采用分体绑扎（底腹板钢筋、顶板钢筋在专用胎具集中绑扎），便于钢筋绑扎成型，定位准确。 混凝土采用2座HZ120m3拌合站集中拌和，罐车运输至现场，2台布料杆配合地泵布料入模，连续浇筑、一次成型，浇筑时间不大于6小时，混凝土浇筑速度快。 箱梁混凝土浇注采用泵送及合理的灌注方式，以插入式振捣棒为主振捣成型，并辅以侧振和底振，确保混凝土密实。 箱梁采用预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行，预张拉的施力避免混凝土早期裂缝的产生，加快台座和模型的周转。 预应力管道压浆采用真空辅助压浆工艺，压浆剂采用微膨胀、无收缩材料，同一管道连续进行，一次完成，保证浆体密实。 采用900T轮胎式

3、提梁机移梁，四点起吊三点平衡，保证箱梁在提运过程中不扭曲，操作简单，工效高。 箱梁的预制工艺达到程序化、流水化、标准化作业，工序清晰，便于掌握；工厂化生产，质量控制要点明确，产品质量能得到保证。3适用范围本工法适用于客运专线后张法预应力32m、24m、20 m箱梁集中预制及提、存梁；箱梁预制钢筋分体绑扎、分体安装工艺；侧模固定，内模整体吊入、拉出；900吨提梁机移出台位的方案施工。4工艺原理在桥位重心位置修建梁场，钢筋骨架在专用胎具上绑扎，分体绑扎、分体安装工艺，混凝土泵送一次灌注成型，在强度、弹模达到设计要求后分三阶段进行张拉，减少混凝土的早期裂缝，同时加快了模型周转。终张拉、压浆、封锚后，

4、涂刷梁端防水涂料，安装桥牌制成成品移入库存。5施工工艺流程箱梁预制施工工艺流程主要包括模板制作及安装、钢筋制作与绑扎安装、混凝土浇筑与养护、钢绞线穿束与张拉、孔道压浆与封锚。工艺流程详见图5-1“后张箱梁预制工艺流程图”。图5-1 后张箱梁预制工艺流程图5.1箱梁模板施工5.1.1 模板制作 32m箱梁模板由底模、侧模、内模和端模组成。模板全长及跨度应考虑预留压缩量，底模应考虑预设反拱度。32m箱梁底模设矢高为18mm的反拱，24m箱梁底模设矢高为9mm的反拱。预留压缩量，32m箱梁，上翼缘为0mm，下翼缘为10mm。24m箱梁，上翼缘为0mm,下翼缘为8mm。图5-2 侧模断面图5.1.2

5、侧模板安装 侧模预拼合格后，用龙门起吊与底模连接。侧模支撑与地基预埋件焊接牢固，然后用丝杠调整侧模。 侧模拼装步骤如下：起吊侧模精确对位，侧模支撑与预埋件连接调节侧模高度安装底模与侧模紧固螺栓检查上翼缘内外侧尺寸。5.1.3端模安装 端模在结构上分为上端模和下端模。在底、腹板钢筋吊装后安装端模，安装时橡胶棒逐根与锚孔配对穿入，穿进时缓慢平稳，两侧同步，不得强行推进。后采用螺栓与内、外侧模板联接，间隙用橡胶条填充。5.1.4内模安装 内模系统由走行机构、液压系统、内模板三部分组成。内模采用液压自动缩放内模，整体吊装入模、整体拉出。 按照使用说明书将内模拼装成整体后，用胶将接缝处密封，同时检查各部

6、位尺寸、连接及油管接缝处是否有渗漏等。 内模采用两台龙门吊整体抬吊入模，入模前先安放底板泄水孔90PVC管，以防止混凝土将内模支撑掩埋。 图5-3 内模断面图5.2钢筋工序 5.2.1钢筋加工 钢筋切断、弯制、对焊前必须经过试切、试弯、试焊，检验满足要求后才能批量加工。 根据设计图纸下料时，据梁体钢筋编号和供料尺寸的长短，统筹安排，采用连续配料法下料以减少钢筋的损耗。 成型钢筋按施工图纸的钢筋编号分类摆放，标识清楚，易于识别。5.2.2钢筋骨架制作与安装 5.2.2.1钢筋骨架制作流程 钢筋骨架制作在专用胎具上进行，胎具采用工字钢、槽钢等作支撑架，支撑架上有刻好的卡槽，便于钢筋绑扎，定位准确。

7、 箱梁钢筋骨架根据施工方法不同分为两种形式，一种为底腹板钢筋骨架和桥面骨架分体绑扎，另一种为钢筋骨架整体绑扎。 分体钢筋骨架绑扎流程 在各自的胎具上同时绑扎底腹板和桥面骨架 布设预应力筋预留管道 吊底腹板钢筋骨架入外模中 安装端模 吊装内模入底腹板钢筋骨架内 吊装桥面骨架顶部并连接。图5-4 箱梁底腹板钢筋胎具图5-5 箱梁顶板钢筋胎具 整体钢筋骨架绑扎流程 绑扎底腹板钢筋 布设预应力筋预留管道 绑扎顶板钢筋骨架 钢筋骨架联接拼装 吊装整体骨架入外模中。 5.2.2.2钢筋骨架吊装 箱梁骨架具有面积大、重量大的特点，必须采用专用吊具吊装，吊具应具有足够的强度和刚度，钢筋骨架吊点应分散，吊点位置

8、布设合理。 起吊及移运过程中，两台龙门吊机应统一指挥动作保持一致，避免钢筋骨架扭曲变形，保护预应力管道在吊装过程中不会受到变形。 5.2.2.3综合接地钢筋的检查综合接地的钢筋重点做好焊接长度、焊缝宽度、厚度质量控制，同时在浇筑混凝土前对钢筋骨架钢筋作贯通检测，以满足综合贯通地线的接地电阻1的要求。5.2.3预埋件制作与安装梁体预埋件分两种，一种埋设于梁体混凝土中，支座预埋钢板、防落梁预埋钢板、接触网支柱预埋件、套筒、综合接地端子、观测标、桥牌；另一种为工装模型预埋件，电缆上桥锯齿孔、吊装孔、泄水孔、通风孔、电缆上桥槽道等，安装时严格按照图纸要求，准确定位。5.2.4预应力孔道制作 孔道是采用

9、橡胶棒抽拔形成的。橡胶棒直径为(70-90)mm,采用光面橡胶，棒长14m（跨度23.5m梁）、18m（跨度31.5m梁）,每个预留孔道是由2根橡胶棒连接而成。 制孔橡胶棒的接头在箱梁的跨中，方法是将2根棒对齐靠拢，接头外套套筒，筒长约400mm，套筒外包裹塑料布一层，以防漏浆。 绑扎钢筋骨架的同时，将定位筋网片沿梁长度方向50cm设一个，其误差15mm，以保证橡胶棒中心位置的定位准确。 5.2.4.5抽拔时间控制 拔管时间主要取决于气温及强度，以顶板最后浇筑的混凝土“轻压不陷，重压不塌，浆不粘手”掌握抽拔时间。 从混凝土浇筑完计算，按拔管温度小时（环境温度时间小时）在(120150)h控制为

10、宜，蒸汽养护的情况下一般为(68)小时。 抽拔顺序为先拔芯棒，后拔胶棒；先下后上；先拔浇筑起始端，后拔浇筑结束端。5.3混凝土工序5.3.1技术要求箱梁预制采用高性能C50混凝土，配合比设计符合铁路混凝土工程施工质量验收补充标准（铁建设2005160号）的规定，混凝土具有低水灰比、早强，长期力学性能；大坍落度，易于浇筑，振捣不离析，较好的流动性、抗渗性、密实性，严酷环境下的较长寿命等特点。5.3.2混凝土拌合 混凝土采用强制搅拌机拌合，采用电子计量系统计量。拌合采用一次性投料方法，投料顺序为先投入细骨料、粗骨料水泥、矿物掺合料，再加入所需用水量和外加剂。水、胶凝材料及外加剂的用量准确到1%，粗

11、细骨料的用量准确到2%,总搅拌时间不少于2min，也不多于3min。每台拌合机拌制混凝土时，要对前三盘混凝土逐盘测试坍落度、温度、含气量、泌水量，观测其指标是否符合要求。5.3.3 混凝土运输及布料 混凝土运输车在运送过程中应以(24)r/min的慢速进行搅动。当车到达浇筑现场后，应使罐车高速旋转(2030)秒，再将混凝土喂入泵车料斗。 布料机分两侧对称布置，两台布料范围应重叠不得出现布料死角。布料机出口处采用一节软管放料，出料口不得正对橡胶棒，防止管道变形。 混凝土泵开始工作后，中途不得停机。特殊情况下，停机时间不宜过15min，期间每隔(45)min开泵一次，使泵机进行正转和反转两个方向的

12、运动，同时开动料斗搅拌器，防止料斗中混凝土离析。5.3.4 混凝土浇筑混凝土的浇筑采用连续整体浇筑。浇筑基本采用两种方式，一种是竖向分段、水平分层；另一种是斜向分段、斜向分层。 竖向分段、水平分层：其工艺是混凝土布料斜度为(3045)，纵向分段长度控制在全箱梁纵断面，水平分层厚度不得大于30cm，先后两层混凝土的间隔时间不得超过混凝土的初凝时间。 梁端 混凝土布料 梁端 腹板混凝土浇筑 浇筑方向 腹板下倒角处混凝土应充分翻浆图5.3.4-1 浇筑示意图 斜向分段，斜向分层：其工艺为混凝土施工时从模板一端开始浇筑，全断面浇筑到顶板，段落控制在（6-8）m，斜向分层布料，厚度控制在30cm。浇筑4

13、/5长度后，从另一端下料浇筑。减少梁端浮浆厚度，保证梁端锚穴处混凝土密实。 梁端 梁端 布料方向 布料 浇筑方向 图5.3.4-2 浇筑示意图5.3.5混凝土养护混凝土养护的目的主要有两个，一是为水泥水化硬化创造良好的环境。二是减弱混凝土内外部的温差，尽量减少暴露时间，防止混凝土表面水分蒸发，使混凝土达到所需要的设计值。梁体养护分为自然养护和蒸汽养护。5.3.5.1 自然养护 自然养护，采用定时洒水养护，覆盖白色土工布养护，洒水充分湿润，进行洒水次数以混凝土表面湿润为度。白天一般以（12）h一次，晚上4h一次，洒水养护不少于14d。5.3.5.2 蒸气养护 蒸汽养护流程浇筑完成 蒸养静停阶段

14、升温阶段 恒温阶段 降温阶段 拆端模、松内模、穿束 预初张拉 脱内模移梁 自然养生。 测温点布置温度控制采用电子温度计控制系统，在箱梁两端、1/2断面，上翼缘板、内腹、底板及外环境各悬挂一根电子温度计共12根，用来测量混凝土表层温度；在腹板最厚端及正常断面处布置温度计共4根，用来测量混凝土芯部温度，恒温时1h，升温降温过程0.5h测一次。根据实测温度调整蒸汽量。 温度控制通蒸汽养护，防止梁体早期裂纹和强度损失，静停4h，升、降温速度不大于10/h；恒温养护蒸汽温度不宜超过45，混凝土芯部温度不宜超过60；拆模时，梁体混凝土芯部温度与表层、表层与环境温差不宜大于15。在蒸养过程中，定时测温做好温

15、度记录，拆模时注意养护棚环境温度及混凝土表层与混凝土内部温度之差不超过15。5.4预应力张拉工艺5.4.1钢绞线束制作 下料按实际长度加100 mm，采用砂轮锯切割，根据各孔道的长度分别编束绑扎，绑扎间隔不大于1.5m，保证顺直度。 编束后的钢绞线按编号分类存放，搬运时支点距离不得大于3m，端部悬出长度不得大于1.5m。5.4.2钢绞线穿束 钢绞线穿放前先清除孔道内杂物，利用卷扬机整束穿放，穿入孔道内的钢绞线整齐顺直。 钢绞线穿入梁体后要尽快张拉，停放时间不得过长，否则必须采取防锈措施。5.4.3预施力 预施力采用“双控”即以张拉控制力为主，并以钢绞线伸长量校核，同时保证持荷时间，实际伸长量不

16、得超过理论伸长量的6%。 钢绞线伸长量按下式计算 张拉端控制力Ep 弹性模量实测值k 孔道每束局部偏差对摩擦的影响系数 预力筋与孔道壁的摩擦系数X 从张拉端至计算截面的孔道长度(m) L预力筋的长度 预施力程序预张拉：防止梁体混凝土早期开裂，强度达到设计强度的50时，松开内模，进行预张拉。预张拉：0初应力0.2k（测伸长量及工具锚外露量）预张拉设计控制应力（持荷5min、测伸长量及工具锚外露量）回油、锚固（测总回缩量）初张拉：强度达到设计80并拆除内模、端模后，进行初张拉。初张拉：0初应力0.2k（测伸长量及工具锚外露量）初张拉设计控制应力（持荷5min、测伸长量及工具锚外露量）回油、锚固（测

17、总回缩量）终张拉：张拉前强度、弹性模量满足设计要求，且龄期不少于10d。 终张拉：00.2k（测伸长量及工具锚外露量）1.0k（持荷5min、测伸长量及工具锚外露量）回油、锚固（测总回缩量、测夹片外露量）。 张拉左右对称进行，顺序严格按图纸进行。油压达到应力时，关闭主油路，保持5min，测量钢绞线伸长量加以校核，若油压稍有下降，需补油到设计，后回油锁定。 张拉完成后，在锚圈口处的钢绞线上做记号，以作为锚固情况的观察依据，24小时经检查确认无断丝、滑丝后，用砂轮锯断丝，同时张拉前后应注意对梁体弹性上拱进行测量。5.5管道压浆 预应力孔道压浆须在张拉后48min内压完，其工艺原理为先用真空泵将孔道

18、抽至负压(-0.06-0.08)MPa真空度，然后在孔道的另一端利用压浆泵在有一定压力的情况下将浆体压入孔道中，以提高孔道压浆的饱满度及密实性，减少气泡。5.5.1施工设备 主要设备有拌浆机、压浆机、真空泵。拌浆机转速不低于1000r/min。压浆机采用连续式，同一管道连续进行，一次完成。真空泵压浆前真空度稳定在(-0.06-0.1)MPa之间；浆体注满后(-0.5-0.6)MPa下持压2min。5.5.2浆体拌制首先在搅拌机中加入实际拌和水量的(8090)%，开动搅拌机，加入压浆剂，边加入边搅拌，然后均匀加入全部水泥。全部粉料加入后再搅拌2min；然后加入剩余的(1020)%的拌和水，继续搅

19、拌2min。现场进行出机试验，其流动度满足规定的范围内，即可通过过滤网进入储料罐。浆体在储料罐中应继续搅拌，以保证浆体的流动度。5.5.3真空泵抽真空利用高压风将管道可能存在的杂物和水份吹出；将接驳在真空泵负压容器上的三向阀的上端出口用透明管连接到抽真空端的快换接头上。启动真空泵抽真空，开启出浆端接在接驳管上的阀门。关闭入浆端的阀门。抽吸真空度要求达到(-0.06-0.08)MPa 并保持稳定，停泵1min，若压力表能保持不变即可认为孔道能达到并维持真空。5.5.4压浆泵压浆压浆顺序先下后上，浆体从搅拌至压入孔道的时间不得超过40min。当孔道内的真空度稳定在(-0.06-0.08)MPa时，

20、应立即开启管道压浆端阀门，同时开启压浆泵进行连续压浆。待抽真空端的透明网纹管中有浆体经过时，关闭空气滤清器前端的阀门，稍候打开排气阀直至水泥浆顺畅流出。当另一端溢出的稀浆变浓（与灌入的浆体相同时）之后，封闭出浆口，保持(0.50.6)MPa压力下持压3min，关闭进浆阀门。5.6 封锚封锚前，对锚具穴槽表面进行整体凿毛处理，将锚穴周边的浮浆清除干净。后对锚具、夹片、外漏钢绞线及与锚垫板外漏面进行防水处理。安装钢筋网片后，采用低流动度的C50无收缩混凝土对锚孔进行填塞。填塞混凝土分层筑实，保证锚穴的密实，混凝土表层采用砂浆补填处理，表层抹光后，及时覆盖塑料薄膜，采取保湿养护7d，待完全干燥后，对

21、梁端混凝土采用聚氨酯防水涂料进行防水处理。5.7箱梁的成品检测箱梁成品的检测，一是做静载弯曲抗裂试验，检测箱梁的承载能力；二是检测箱梁的几何尺寸，检测箱梁是否符合图纸设计；三是检测箱梁的外观质量，检测箱梁的外表美观度，通过对成品梁体检测，便于分析原因，方便在以后的施工过程中及时调整，为生产优质产品提供数据指导。5.8 箱梁搬运及存放箱梁搬运采用900T轮胎式搬运机作业，箱梁在初张拉结束后方可吊离制梁台座。采用四点起吊，三点平衡吊装方式，保证在搬运过程中梁体不受扭。箱梁移至存量台座存放，保证箱梁四个支座板高差不大于2mm。6劳动力组织与设备配备6.1主要劳动力配置 以一个台班，即浇注一片箱梁所需

22、最少人员为例，按工序浇注一片箱梁，共需64人，说明如下：序号工序所需人员(人)备注1装载机运砂石料2司机2拌合站操作32个司机+1个试验员3砼罐车66台罐车4拖泵42台拖泵5布料机22台布料机6砼振捣底板86台捣动棒7腹、顶板1614台捣动棒8提浆、抹面81台提浆机9电工210开附着式振动器211工班长2底、顶板各1人12技术人员2含值班调度13试验员4制作试块、做试验14其他3清扫卫生、机动准备。合计64 按日产2榀箱梁所需钢筋弯制绑扎、拆模立模、钢绞线编束穿束、张拉压浆、混凝土养护、封锚等人员如下：序号工序所需人员(人)备注1钢筋制作60钢筋下料弯制2钢筋绑扎180钢筋抬运绑扎3模板整修4

23、0模板清理、打磨、整修4梁体养护105张拉40包含下料及穿束6压浆207封锚及其他10合计3606.2主要施工机械设备配置按日产2榀箱梁为例，后张法预制箱梁所需机械设备见下表。序号设备名称型号单位数量备注1砼拌和站HZ120m3/h座2拌合砼用2装载机ZL50台2拌合运料用3砼输送泵HBT-80C台4泵送砼用4布料机24m台4撒布砼用5砼运输车SANY6m3台6运送砼用6附着式振动器15KW台50外模振捣砼用7插入式振捣器50mm台30振捣砼用8插入式振捣器30mm台8振捣砼用9捣固铲自制把10清碴用10砼高频提浆整平机GTZ台2顶面提浆用11油泵YBZ22-50A台9张拉用12千斤顶YDC3

24、000台9张拉用13真空泵SZ-2台2压浆用14压浆泵UBL3台2压浆用15龙门吊50t台4吊钢筋笼、内模用16龙门吊10t台2吊钢筋用17钢筋绑扎胎具底板/顶板座4/4绑扎钢筋用18卷杨机2t台2拉抽拨棒及内模用19对焊机150台6钢筋对焊20钢筋调直机GXQ-12台2钢筋制作21钢筋切断机GQ40台8钢筋制作22钢筋弯曲机GW40台12钢筋制作23电焊机BX1-400台14焊接钢筋用24锅炉4t台2蒸汽养护用25发电机组300kW台2备用电源26提梁机900t台1提梁用7质量控制7.1预制梁生产过程控制检验项目、质量要求、检验频次项目见下表。序号检验项目质量要求检验频次1模板安装符合标准要

25、求每次模板安装2端模板预留孔偏离设计位置3mm每个预留孔3四个支座板相对高差2mm每次模板安装4后张梁预留管道位置符合标准要求每个管道5管道定位钢筋的间距500mm每根定位钢筋6钢筋绑扎位置符合标准要求抽检7钢筋焊接接头符合TB10210要求每批不大于200个接头8混凝土浇筑时模板温度5-35每件预制梁浇筑前9混凝土拌合物入模含气量2-4%每批不大于50m310塌落扩展度符合浇筑工艺要求每批不大于50m311塌落度符合浇筑工艺要求每批不大于50m312入模温度(5-30)每批不大于100m313蒸养升温速度10/h每30min一次14恒温时梁体芯部混凝土温度60，个别不超过 65每30min一

26、次15降温速度10/h每30min一次16撤除保温设施混凝土芯部与表层温差15每件预制梁（宜取3点）17混凝土表层与环境温差15每件预制梁18拆模时混凝土芯部与表层温差15每件预制梁温差19混凝土表层与环境温差15每件预制梁20箱内和箱外温差15每件预制梁21混凝土力学性能脱模时随梁养护混凝土抗压强度符合设计要求每件预制梁1组22初张时随梁养护混凝土抗压强度符合设计要求每件预制梁1组23终拉/放张时随梁养护混凝土抗压强度符合设计要求每件预制梁1组24终拉、放张时随梁养护混凝土弹性模量符合设计要求每件预制梁1组25标准养护28d抗压强度符合设计要求每件预制梁1组26标准养护28d弹性模量符合设计

27、要求每件预制梁1组27预应力管道摩阻必要时调整张拉力每批不大于100件预制梁28预应力筋实际伸长值0.94-1.06倍计算伸长值每束、每根预应力筋29终拉/放张后实测梁体弹性上拱1.05倍设计计算值每件预制梁（左右两侧）30压浆前管道真空度（-0.06-0.10）MPa每个管道31管道中浆体注满后压力(0.500.60)MPa每个管道32桥面保护层细石混凝土纤维掺量符合客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件每次不大于20m3细石混凝土33梁体混凝土、桥面防水层保护层细石混凝土符合耐久性要求抗冻融性重量损失5%动弹性模量比60%每批不大于20000m3梁体混凝土、1500m3细石混凝土34抗渗

28、性P2035抗氯离子渗透性1200C（氯盐环境1000C）36抗碱-骨料反应合格37预制梁成品混凝土保护层厚度符合标准要求每件预制梁 7.2产品质量要求预制梁成品出场检验项目、质量要求、检验频次见下表。序号项 目要 求备 注1梁体混凝土试件28d强度不低于设计要求，且满足耐久性要求228d弹性模量不低于设计要求序号项 目要 求备 注3梁体及封端混凝土外观平整密实、整洁、不漏筋、无空洞、无石子堆垒、桥面流水畅通对空洞、蜂窝、漏浆、硬伤掉角等缺陷，需修整并养护使其强度达到梁体同样的强度。蜂窝深5mm、长10mm，每平方不多于5个4表面裂缝桥面保护层、挡碴墙、端隔墙、遮板、封端等，不允许有宽度大于0.2mm的表面裂缝，其它部位梁体表面不允许有裂缝。5静载试验梁体在最大控制