高速铁路预应力连续箱梁施工技术与质量控制

宗鑫

摘要：随着社会的发展和进步，大量桥梁、路面等工程的大量投资建设，预应力现浇连续箱梁施工技术不断发展。伴随着预应力连续箱梁施工技术的不断发展成熟，连续箱梁结构自身具有节省材料、结构稳定系数高的优点，使用预应力现浇箱梁施工技术不仅可以增加工程的美观度，还能增加建筑工程的结构稳定性，而且技术施工便利，其在铁路桥梁工程中被广泛应用。本文主要阐述高速铁路预应力连续箱梁施工技术与质量控制。

关键词：高速铁路；预应力连续箱梁；施工技术；质量控制

中图分类号： U238 文献标识码： A

一、工程概况

某高速铁路桥梁工程，全长963m，其中Ⅱ标段采用32+48+32(m)预应力混凝土连续箱梁，为单箱单室等高度斜腹板箱形截面，全长113.3m，混凝土总方量1480m3，为C50高性能混凝土。箱梁高3.115m(含梁面加高平台65mm)，梁面采用三列排水，顶宽12.0m，底宽5.4m，顶底腹板均采用变截面。预应力体系采用纵向预应力，顶底腹板共设76束，另设4道通长备用管道。

二、预应力连续箱梁技术施工及质量控制

预应力现浇连续箱梁施工作业工序繁琐，其施工工艺主要包括施工准备阶段的地基处理、支架预置及安装并安装连接模板、施工环节的钢筋预置、波纹管安装施工、预应力施工等，预应力连续箱梁实施工技术的各项工艺便贯穿于这些工序中。

(一)地基处理机预置与加固

连续箱梁工程的施工需要先将工程的地基进行清洁化处理，清除地基中的地表杂物，为工程开工提供良好的开端准备。同时，为了提高整体承载力、保证支撑箱梁支架的基础坚固，对箱梁结构的地基还要求具有一定的平整度标准，还需要对地基进行加固处理。在地基处理中可能会用到平地机将地基地表推平，为工程中横向排水系统的预置作好准备。地基的排水坡应该具有一定的坡度规格，保证积水能够及时排除干净。箱梁结构工程的地基处理工序中还要将原地基地表向下翻约20cm 左右，并在翻出的新土中添加约5%左右的消石灰，再用旋耕机将土与消石灰混合拌匀，再用压路机将混合基层压平。地基处理环节需要保证基层的密实度不低于93%，基层压实后还要用进行基层的砂浆封面，增加基层的承载力，以避免水体侵蚀消含有石灰成分的灰土基层，影响工程结构的稳定性。在基层处理环节还需预置支架垫块，并在基层夯实过程中稳定支架垫块，为支架的预置稳定作准备，其中支架预置垫块的多用10 × 30 × 30 立方厘米的规格，而且现阶段的连续箱梁工程标号为C25。在对地基加固施工中，首先可选用大粒岩碴或者石屑填筑在底层; 然后用压路机将其压实; 然后按照路基的填筑标准进行填筑; 填筑完毕，再浇筑大约20 cm 厚的水泥混凝土。为了防止混凝土开裂，还要进行及时养生。此外，还应安置好地表面的排水系统，以免给后期的施工造成困难。

(二)支架施工

(1)支架的搭设

当前的桥梁支架施工中，最常见的箱梁支架方式是碗扣式支架和门式支架。这两种支架一般搭设比较方便，拼装比较灵活，受力也比较均匀。所以这两种支架搭设方式也最常运用到箱梁桥梁的建设中。根据本工程的资料，得知桥梁的地面标高在+3.39～4.77m之间，箱梁的顶板底标高在+18.864～22.407m，因此计算出支架搭设的高度大概在12.5～18m之间。目前大部分区域运用碗扣式搭设支架，但有部分区域需要采用钢管扣件式搭建支架。

(2)支架的预压

进行了支架的搭设之后，还要对这种支架的拼装方案进行验证，一方面可以检验其安全性和稳定性; 另一方面可以消除其非弹性变形的可能性，还可消除搭设支架后造成的支架沉降量以及地基沉降量。通常对支架进行预压加载是在铺设底膜之前。加载预压采用钢筋作为配重，一般的设计标准要求的加载重量为梁体自身重量的80%，加载预压的过程为10min。在这个过程中测量桥体的沉降量，同时可以确定整体支架的单行变形值及支架的沉降具体数值。这些数值，在进行箱梁底板安装时，具有很重要的参考意义。试压结果可以证明: 支架的设计方案合理可行，弹性变形保持在4mm之内。

(三)模板施工

(1)模板的制作与安装

通常箱梁模板有内模板、底模板和侧模板三类。其中内模板有两种，一种是4cm厚的钢筋混凝土预制板制作的顶部内缘4cm的厚防护层，另一种则用4cm厚的木模板搭建的其他内模; 底模板是用大模板拼装起来的; 侧模板大部分也是用大模板拼装起来，但是拐角处则采用4cm厚的木板外包铁皮加工制作。在安装模板的过程中，无论是底模板还是侧模板，外露的部分務必选用质量较好的模板，这不但可以令其外观稳当，还能确保长时间使用。另外，应该谨慎处理模板间的拼装缝，能填合尽量填合，否则在混凝土浇筑时会导致该部位漏浆、错台等。

(2)钢筋预埋件的施工

预埋件钢筋一般分为顶板钢筋、底板钢筋、横隔板钢筋和腹板骨架筋四种。钢筋预埋件通常都是在地面上完成下料工作，然后再在墩顶模板上进行安装。下料时，尽量不要出现在同一个截面进行钢筋接头的情况。必要的时候要用焊机焊接钢筋，这样能够提高箱梁支架的刚度。焊接钢筋的时候，需要根据箱梁受力的特性，尽可能把钢筋的焊接头设置在最小的弯角处。在钢筋设置的密集区，放置钢筋的位置形成冲突时，要以确保受力钢筋的位置为先。

(四)混凝土浇筑施工

在工程混凝土设计标号为C50，骨料使用的是0～25mm连续级配花岗岩碎石和中粗砂，使用的是PO42.5普通硅酸盐硅酸盐水泥。由于预应力连续箱梁对混凝土的早期强度有比较高的要求，因此在配合比中适当加入了早强缓凝固型高效减水剂。为了保证混凝土浇筑的连续性，采用现场搅拌、就地泵送的方法。在混凝土浇筑之前施工人员要检查箱梁底、侧模板是否清洁，可以自来水冲洗，对于施工现场的杂物要堆积在同一个地方，在浇筑的时候需要及时搬运到已经浇筑完毕的位置。混凝土浇筑的顺序是沿着自箱梁端部逐孔向前进行下灰，分层、分批、阶梯式向前浇筑，采用分层浇筑的方法，每层的厚度控制在50cm，并用振捣棒振捣密实，在振捣的过程中振捣棒不能直对模板、预应力锚具、波纹管，以免对它们造成损害，影响到混凝土浇筑的质量。对于箱梁底板混凝土无法采用大型振捣方式的，可使用人工振捣的方法，由经验丰富的施工人员使用小直径振捣棒振捣，知道所有混凝土浇筑都达到施工标准和要求。在混凝土浇筑的收尾阶段，要控制高标高并保证混凝土顶部表面的平整度，并采取适当的洒水养护措施，保证混凝土水化反应的充分。

(五)预应力施工

预应力施工主要分为波纹管布置、穿束、预应力张拉三个部分，在施工的过程中要重点做好这三个部分的施工。首先，在波纹管布设方面，在布设的过程中要控制好波纹管的平面位置和竖向高程，在穿束后和混凝土浇筑施工之前，要对波纹管的完整性进行一次全面的检查，如果存在破损的现象应该用胶带封堵好或者进行更换，避免在浇筑的过程中出现漏浆、管道堵塞的现象，影响到拉张的实际效果。其次，在穿束施工当中，由于纵向穿束距离较长，给施工带来了一定的难度，为此施工人员在波纹管当中预留了小直径钢丝绳，并对钢绞线束端进行了相应的处理，在叠焊的焊接方法将钢丝绳焊接成塔状，在前端安装拉环，使用卷扬机通过钢丝绳缓慢的牵引穿束，在牵拉的时候力度要平均，避免波纹管出现破损和变形，一旦出现已经立即停止牵拉，并采取相应的处理措施。对于端横梁及中横梁短束，采用人工穿束的方法，保证穿束的效果达到施工规范要求。最后，预应力张拉，在预应力张拉当中看上去比较简单，但张拉过程中的力度和速度实际上很难控制，这就要求在张拉中必须严格遵守对称、均匀的原则，同时要严格控制张拉力度，伸长值的误差要控制在≤±6%。如果在张拉过程中发展伸长值异常，要仔细检查是否存在千斤顶不准、断丝、管道损坏、错位或漏浆等现象，一旦发现要及时进行处理。

结语

在高速铁路大桥的预应力连续箱梁施工当中，施工人员严格从工程建设的实际出发，按照设计及施工方案对支架设计、地基处理、混凝土浇注和预应力张拉等工序进行了科学的完善与优化，既保证了预应力连续箱梁的施工安全，也保证的施工质量，达到了工程设计及施工的要求。

参考文献

[1]张汉一.高速铁路预应力混凝土连续箱梁徐变效应及控制研究[D].中南大学,2012.

[2]王庆景.试论预应力现浇连续箱梁施工技术与质量控制[J].河南科技,2013,14:49+82.

[3]陈少忠.预应力连续箱梁施工工艺和质量控制[J].科技信息(科学教研),2008,23:106-107.