秦沈客运专线24m单线箱梁预制技术总结.doc

秦沈客运专线24m单线箱梁预制技术总结一、工程概况（一）工程概述秦沈客运专线新建铁路工程位于辽西走廊，该线起始于河北省秦皇岛站，终止于辽宁省沈阳北站，全长404.64km，是连接中原地区和东北地区的又一条铁路大动脉，它的建设不仅将缓解东北地区日益紧张的运输能力状况，而且又是我国铁路建设技术水平的标志性工程，并为我国高速铁路的建设提供技术储备。我局B28-4标段负责三座桥（跨阜锦公路特大桥、跨102国道2#大桥、跨锦娘公路特大桥）的89孔24m单线箱梁的预制、移存、装车及桥面系施工。（二）箱梁简介24m单线箱梁的预制在我国属首次，箱梁体积大、重量重、工艺复杂、技术标准新、质量要求高、预制和移梁装车均有一定难度。其主要技术参数如下：1.截面类型为单箱单室等高度梁，梁端腹板局部加宽（300650mm）、底板局部加厚（250550mm），底板宽3.03.5m，顶板宽6.15m，两端支座处设置有隔墙。2.箱梁全长24.6m，计算跨度24m，梁高2.0m。3.梁体吊装重量252t（不含防水层及保护层），C50级混凝土100.7m3，钢筋14t。4.预应力钢束沿梁体中心线对称布置，共12束，每束为9-12.5高强度II级松弛钢绞线。锚外张拉控制应力为1332Mpa。5.箱梁吊点设在腹板内侧顶板上，纵向距梁端2.0m，横向距腹板内侧0.25m；存梁支点纵向距梁端3m；运输支点纵向距梁端4m。二、技术难点（一）制梁台座和滑（存）梁道基底承载力要求较高，必须严格控制其沉降量，不均匀沉降量不得大于2mm。（二）整体侧模设计与加工箱梁侧模为整体滑移式，其设计和加工必须满足强度、刚度及稳定性要求，确保梁体各部位几何尺寸正确及预埋件的位置准确。（三）液压内模设计与加工采用机、电、液相结合的设计方案，在保证钢模强度、刚度和几何尺寸的同时，液压油缸支收模，机械丝杠支承加固锁定，龙门吊整体吊装就位，卷扬机滑轮系统牵引整体出模。（四）箱梁混凝土整体浇筑工艺与采用整体侧模相适应，箱梁混凝土浇筑一次、连续、整体完成，使得预制出的箱梁无接缝、无错台、无漏浆、无接茬波纹出现，外观浑然一体，内实外美；另外还必须解决箱梁大体积混凝土连续振捣工艺、混凝土浇筑时防止内模上浮等关键问题。三、施工技术（一）预制场布置及地基处理1.预制场布置预制场平面布置见图1，这种场地布置有以下特点：（1）制梁台座成一列，侧模纵向滑移方便，且不需要龙门吊吊移；内模纵向吊移简单，能大大加快模板安装及拆除效率。（2）横向移梁安全、易于操作，不需要大吨位龙门吊协助。（3）滑（存）梁道既可滑梁，又可存梁，存梁能力大。（4）钢筋绑扎台座与制梁台座成一列，钢筋笼吊装方便迅速。（5）内模整修在制梁台座上进行，必须合理安排制梁顺序，提高内模及制梁台座使用率。2.地基处理预制场地处辽西走廊，地貌形态为丘间冲洪积平原，第四系冲积覆盖层薄，冲洪积层以砾石土、卵石土为主，砂类土埋藏于粘性土之下，地质条件较好。预制场原始地形为坡状，现场根据实测标高制定土方挖填方案，然后进行生产区场地平整，填方地段先挖去腐质土，填土严格控制分层厚度，拖式振动碾碾压密实，密实度要达到90%以上。因制梁台座和滑（存）梁道对基底承载力要求较高，故对其地基采取以下措施：对有冻土层部位，先挖去冻土层，然后按设计标高分层回填卵石土并夯实；不论是挖方段，还是填方段，必须保证其地基承载力在200Kpa以上；基底处理好后立即进行基础混凝土浇筑。制梁台座采用C20级片石混凝土浇筑，两端头基础尺寸扩大并设3层钢筋网片，台座纵向适当贯通配筋，防止在箱梁张拉、顶梁、移梁或台座受力不均匀时混凝土发生开裂。滑（存）梁道采用扩大基础，C20级片石混凝土浇筑而成，基础上部和下部均配有钢筋，防止基础混凝土开裂或不均匀沉降发生，在基础顶部设两根P43钢轨作移梁小车轨道。（二）外模制作、安装及拆除在箱梁的预制施工中，模板设计与加工的好坏是梁体质量保证的前提。为了保证混凝土外观优美，克服以往制梁时易于发生的质量通病（如模板接缝错台、漏浆等），减少分块模板拼装时的工作量和加快施工进度，我们经过多种方案比选，一改过去常规分块侧模的设计思路，而采用整体滑移式侧模。1.外模制作箱梁外模由底模、端模和侧模组成。（1）底模底模采用整体固定式。制梁台座上部由C20级混凝土浇筑而成，预留13个150250mm侧模底拉杆安装孔和4处700700mm顶梁千斤顶安放位置。制梁台座混凝土面上铺16mm厚钢板作底模，底模通过预埋于混凝土台座中的角钢和钢板进行固定，跨中设11mm反拱，其它各点按二次抛物线进行过渡，四个支座板处分别设1个200mm的活动块，作顶梁千斤顶上垫板使用。底模由分块钢板焊成整体，焊缝为坡口焊，焊后磨平抛光，板面平整度允许误差2mm/2m。为防止箱梁混凝土浇筑时内模上浮，在底模纵向中线位置设6个32mm圆孔，每个圆孔下分别焊接一个M30螺帽，防内模上浮拉杆由50mm钢棒制成，其上端通过横梁拉紧内模，同时又作箱梁底板泄水孔模芯使用。底模与侧模接缝处采用“W”型止浆橡胶带，橡胶带的缺口卡在底模边缘上。（2）端模端模面板采用10mm厚钢板整体制成，与底模、侧模、内模连接处为L12512510角钢，角钢上钻有连接螺栓孔。端模在预应力管道对应位置处开孔，设固定锚垫板的圆台状铁盒。每块端模上设4个脱模器，防止端模拆除时造成模板变形或损伤梁体混凝土棱角。端模纵、横向加劲肋均为10mm厚钢板，焊接时要注意控制面板变形，加工成型后面板平整度允许误差2mm/2m。（3）侧模侧模由内侧模和外侧模组成，内、外侧模均设计为整体式。在工厂制作时，内、外侧模均分两大块进行加工，每块长12303mm，一套侧模共计4大块。工厂制作好之后运至工地进行组拼，按跨中11mm反拱调整好侧模线型后，焊接成一个整体。侧模面板由8mm厚钢板折弯而成，周边加劲肋均为L12512510角钢，其余加劲肋及桁架均采用I140805.5工字钢。内、外侧模分别设有13个桁片，其上、下分别设13个拉杆，上下拉杆分别由I140805.5 工字钢和30圆钢制成，桁片工字钢在对应拉杆位置处开槽，以便固定拉杆。内、外侧模上分别设27个附着式振动器架和12个100mm通风孔。附着式振动器架采用20mm厚钢板制成，焊接在工字钢加劲肋上，纵向间距1m左右，分上下两层错开，每个梁端下部支座板处分别增加1个。通风孔模芯由100mm钢管制成，侧模面板在通风孔位置处镗孔，面板外侧焊M120螺帽固定模芯。侧模制作时，先加工桁片及桁架，然后再上面板。面板与桁架及加劲肋之间焊接采用交错焊缝，间距200300m，焊缝长2030mm，面板对接焊采用坡口焊，焊后磨平抛光。面板焊接完毕，其平整度允许误差2mm/2m。侧模桁架下设有调平丝杠，供立模时调整标高、垂直度和拆模时使用。内、外侧模下均设有两台移模小车（距端头4.3m处），小车下铺P43钢轨滑道（外侧模下轨距1300mm，内侧模下轨距1000mm）；小车上设有横向左、右旋丝杠，可完成侧模的横移；安装及拆除侧模时均采用移模小车就位。2.外模安装（1）用卷扬机将侧模拖至制梁台座相应位置。（2）调节移模小车上的横向丝杠，使侧模靠近制梁台座底模。（3）拆下移模小车上的横向丝杠，调节侧模下的调平丝杠，将侧模调到设计标高位置及容许垂直度，安装下拉杆。（4）吊入底板和腹板钢筋笼，安装抽拔橡胶棒。（5）安装端模，端模的定位由与侧模及底模连接的螺栓来完成。（6）吊入内模，绑扎顶板钢筋。（7）安装上拉杆。（8）检查侧模及端模位置，上紧上、下拉杆。（9）安装挡碴墙、内边墙、端边墙模型和通风孔、底板泄水孔模芯。（10）模板安装尺寸误差要符合秦沈客运专线桥梁制造与架设施工技术细则中有关规定。3.外模拆除当梁体混凝土强度达到设计值的50%，且梁体表面温度与环境温度之差不大于15时，方可拆除外模。（1）拆除挡碴墙、内边墙、端边墙模型。（2）用拆模器拆除端模。（3）拆除侧模上、下拉杆，调节侧模下调平丝杠，使侧模落放于移梁小车上。（4）安装移模小车上的横向丝杠。（5）调节移模小车上的横向丝杠，将侧模向外横向拉出约350mm。（6）用卷扬机将侧模拖至下一个制梁台座处，准备下一道工序。4.注意事项（1）模板安装前要检查板面是否平整、光洁、有无凹凸变形及残余灰浆，接口处应清除干净。（2）外模使用时上、下拉杆必须上紧，并安大平垫圈戴双螺帽，双螺帽反向相互拧紧。（3）底模在正常使用期间，要经常随时用水平仪检查其反拱及有无下沉现象，不符合规定处及时整修。（4）通风孔、底板泄水孔模芯在混凝土初凝后应尽快拆除。（5）立模前后要做好各种预埋件的安装工作。（6）浇筑梁体混凝土时，必须派专人随时检查模板的工作状况。（7）拆模时，要注意保持同步，严禁重击或硬撬，以防损伤梁体混凝土棱角或造成模板变形。（8）模板拆除后，应及时清除面板和接口处的残余灰浆并喷涂隔离剂。（三）内模部分（四）钢筋绑扎与安装箱梁钢筋分两部分进行绑扎，底板和腹板钢筋一起绑扎，顶板钢筋在底板和腹板钢筋吊装入模后绑扎；底板和腹板钢筋在绑扎台座上采用专用模具定位进行绑扎，成型后用2台20t龙门吊整体吊放于底模上，顶板钢筋在模板上进行帮绑扎。（五）混凝土施工1.混凝土原材料水泥采用525#普通硅酸盐水泥，出厂至使用日期不得超过3个月；粗骨料采用坚硬耐久的碎石，料径为525mm；细骨料采用硬质洁净的河砂；拌合用水采用饮用水；外加剂采用FDN高效减水剂。水泥和粗、细骨料应符合TB10210-97铁路混凝土及砌体工程施工验收规范中有关规定，外加剂应符合GB8076-97中有关规定。2.混凝土配合比理论配合比为：水泥:砂：碎石：水=1：1.53:2.11:0.36，外加剂掺量1%，水泥用量486kg/m3，总碱含量小于3kg/m3。原材料最大允许误差为：水泥、水、外加剂1%，粗、细骨料2%。3.混凝土搅拌采用2台HZS50型自动计量搅拌站集中搅拌，外加剂提前18小时配制好，搅拌站按试验室出具的配料通知单进行配料。混凝土搅拌时间应不少于120秒，实际施工中，根据所搅拌混凝土的和易性进行适当调整。混凝土自加水搅拌时起超过45分钟后，即不得使用。混凝土坍落度出机控制在1618cm，入模控制在1416cm。4.混凝土输送采用2台HBT60型拖式混凝土输送泵和专用管线进行输送，2台HG15型混凝土布料杆分灰入模。5.混凝土浇筑（1）施工方法采用分段分层、连续整体法一次浇筑成型。（2）所需设备GFZ型1.5KW高频附着式振动器54台，ZH-50型插入式振动器30台。（3）操作工艺箱梁混凝土浇筑顺序为先腹板，再底板，最后顶板，整片梁控制在34小时以内浇筑完毕。腹板混凝土浇筑两台混凝土布料杆从同一侧腹板两端开始对称下料，浇筑至跨中合拢，然后按同样方式浇筑另一侧腹板。两侧腹板交替进行混凝土浇筑，分层厚度2025cm，直至混凝土浇筑到腹板与顶板变坡处。混凝土振捣采用附着式振动器和插入式振动器，在腹板钢筋及预应力管道密集处，用捣固铲配合附着式振动器进行振捣。插入式振动器应避免碰撞钢筋、预应力管道、预埋件及模板，每一插点振动时间约2030秒，插入下层混凝土深度不得大于棒长的1/4，移动间距不得大于作用半径的1.5倍；捣固铲移动间距不得大于30cm；不论是插入式振动器还是捣固铲，都必须将架在钢筋骨架上的混凝土振捣下去，以防后浇的混凝土架空；附着式振动器的振动时间以混凝土不下沉、表面泛浆、不出现气泡为度，一次振动时间不得大于50秒，导振区约20秒，下料区约50秒，重振区约40秒，一般振区约30秒。混凝土浇筑时，要指定经验丰富的工人用小锤敲击内外模，检查其密实情况。底板混凝土浇筑腹析混凝土浇筑到腹板与顶板变坡处后，混凝土改为由内模顶板预留孔下料，进行底板混凝土浇筑。浇筑底板混凝土时，先浇筑两侧，再浇筑中间，直至浇筑到底板设计厚度，厚度允许误差（0，+10mm）。底板混凝土浇筑的同时，进行箱梁翼缘板混凝土浇筑，混凝土浇筑方向由腹板向外侧，这样既加快了箱梁混凝土浇筑速度，又保证了腹板与顶板混凝土浇筑的连续性，避免混凝土接茬波纹出现。底板混凝土浇筑过程中，严禁使用附着式振动器，只采用插入式振动器垂直振捣，先两侧后中间，振捣密实，不留死角。振捣完毕且底板厚度符合要求后，进行第一次抹面收平作业。顶板混凝土浇筑底板混凝土浇筑完毕，封住内模顶板预留下料孔，恢复孔位处钢筋，然后进行顶板混凝土浇筑。顶板混凝土浇筑方向由箱梁两端向中间进行，箱梁每端布置一台布料杆，每2m一段，每段分两层浇筑到设计位置，逐段向前推进。顶板混凝土的高度由挡碴墙、内边墙、端边墙角钢模型进行控制，混凝土面抹至与角钢底面平齐，顶板厚度允许误差（0，+10mm）。顶板混凝土振捣全部采用插入式振动器，不得使用附着式振动器，分块分区分别由专人负责振捣，相互搭接宽度不得小于30cm。抹面收平底板及顶板混凝土浇筑至设计标高后随即进行第一次抹面收平，桥面平整度允许误差2mm/m，并且做好桥面流水坡及底板变坡。端边墙、内边墙进行第一次抹面收平时要抹出棱角。第一次抹面收平在跨中汇和后，返回两端进行第二次赶压抹面收平，做到桥面及底板面光洁平整，端边墙、内边墙同时也要进行第二次赶压抹面收平。（4）箱梁混凝土浇筑工艺流程见图2。（5）注意事项混凝土浇筑前，模板拉杆、支撑外露丝扣及油缸均要用塑料纸加以保护，以防溅上混凝土。混凝土浇筑过程中，要派专人负责检查模板工作情况，若发现跑模、移位、松动、漏浆等现象及时处理。混凝土浇筑过程中，严禁脚踩桥面及底板钢筋。腹板混凝土浇筑完毕至混凝土初凝前，要派专人负责每半小时转动一次通风孔模芯，混凝土初凝后即可卸下。要备有混凝土水平运输车和吊斗，以防万一两台混凝土输送泵都不能工作时保证箱梁混凝土的正常浇筑。（六）混凝土养护箱梁混凝土浇筑完毕后，立即按规定覆盖，进行养护。养护分蒸汽养护和自然养护两个阶段。1.蒸汽养护（1）施工方法锅炉集中供热，大棚罩密封养护。（2）养生系统蒸汽养生系统由2台卧式链条锅炉（DZL2-1.25-AII型，蒸汽量2t/h，工作压力1.25Mpa），100、50无缝钢管和帆布专用棚罩组成。供汽主管道为100无缝钢管，分支放汽管道为50无缝钢管，并在放汽管道上均匀钻一排3孔眼，孔距300mm。帆布棚罩支架为专门设计加工，支撑于侧模上拉杆上。（3）操作工艺箱梁混凝土浇筑及第二次赶压抹面收平完毕后，随即在顶板混凝土面上覆盖一层5cm厚海绵，然后箱梁整体覆盖帆布棚罩并放汽蒸养。帆布要有足够的搭接宽度，并在搭接处及底边、两端压好捆紧，蒸养过程中要随时检查帆布有无漏汽情况，若出现破裂及时缝合。蒸养用的温度计布于3处：梁体两端距梁端43m处各一处，探头插入通风孔内；另一处设在梁跨中部侧模外距梁底约1.5m处；温度计在两侧腹板处对称布置，共需6个。放汽后要定时测温，并做好记录，恒温期每3小时测一次，升、降温期每1小时测一次。（4）温度控制蒸汽养生分为静停期、升温期、恒温期、降温期4个阶段。静停期从搭盖帆布棚罩和安设温度计开始46小时内温度控制在2025。升温期升温速度控制在每小时58，持续35小时，升温至45。恒温期温度控制在452，持续时间不少于36小时，待混凝土强度达到设计强度值70%以上后，开始降温。降温期降温速度控制在每小时58，降至梁体表面温度与环境温度之差在15以下后方可拆除帆布棚罩和模板。2.自然养护箱梁拆模后自然养护时，梁体顶面继续用5cm厚海绵覆盖，洒水次数以混凝土表面潮湿为度，当环境相对湿度小于60%时洒水养护14天。箱梁内室降温较慢，采用通风机进行降温，自然养护7天以上。（七）预应力施工（八）顶梁、移梁及装车1.顶梁箱梁混凝土强度达到设计强度的80%后，进行预应力一期张拉，一期张拉完成后即可进行顶梁。（1）施工方法采用4台100t液压千斤顶在梁的4个支座中心点起顶，一台高压油泵配分流阀控制两台千斤顶。（2）注意事项起顶时要保证四个支点受力均匀，同步起梁。在箱梁顶起过程中随时设好保险垛。发现异常情况，及时停止，进行处理。2.移梁（1）施工方法采用4台80t移梁小车和2台5t卷扬机进行箱梁横移。移梁前设好跨20t龙门吊走行线的过桥钢轨的临时支墩，要保证轨底标高与制梁台座底模标高相等。当箱梁顶起制梁台座适当高度后，设好保险垛，在梁底与底模之间穿入4根P43短轨。在梁底的钢轨上放4台移梁小车，每个梁端各2台，小车上铺放2cm厚的弹性橡胶板。将箱梁缓慢落在移梁小车上，安装好拖梁牵引动滑轮。开动固定于滑（存）梁道另一端的卷扬机，将移梁小车和箱梁移到存（滑）梁道上。用4台100t液压千斤顶将箱梁从移梁小车上顶起，移去小车，在梁底的存（滑）梁道上垫好枕木，然后落梁，完成移梁作业。（2）注意事项每片梁的横移都要统一指挥，同步移动，横移时需随时检查移梁小车与轨道不要卡住。卷扬机和钢丝绳要经常检查保养，移梁时操作人员及其他人要远离钢丝绳。要经常测量滑（存）梁道钢轨高程，发现沉降及时整治。过桥钢轨必须固定牢固。3.装梁箱梁混凝土强度、弹性模量均达到设计值的100%且混凝土龄期满10天后，进行预应力二期张拉并压浆。箱梁各项指标满足设计及规范要求，即可进行出场架设。（1）施工方法采用2台Q150t、Lp=12m龙门吊进行装梁。设好跨150t龙门吊走行线的临时支墩和过桥钢轨，将存（滑）梁道钢轨与吊梁位钢轨连接起来。用移梁小车将箱梁移至吊梁位置。拆除临时支墩及过桥钢轨，龙门吊就位。安装吊具，检查无误后将梁吊起，移去移梁小车。运梁车就位于箱