预制箱梁节段拼装技术在高速铁路施工中的应用

周磊

摘 要：针对现如今预制箱梁节段拼装技术在高速铁路方面应用的范围不广，再与铁路客运施工现场的实际情况相结合，文章在预制箱梁体系、工期要求、技术措施3个方面，分析了预制箱梁节段拼装技术在高速铁路施工中的应用情况，并对其应用的前景进行了探讨，提高了工程效率，保证了工程质量。

关键词：箱梁节段拼装 整孔预制 架设

1.基本情况

现如今，整孔预制架设简支箱梁的施工方式由于施工操作较为简单，有着很好的刚度，并且抗扭、抗剪和抗弯能力都比较强，因此经常会用于高速铁路施工中，但这种方式有着运输难、跨径小、占地广、投资大等方面的不足。特别是我国的地质情况比较复杂，高速铁路分布的范围又广，整孔预制架设箱梁的施工方式无法广泛使用。而预制箱梁节段拼装方式是一种较为新型的施工方案，可以避免整孔预制架设箱梁方式中出现的不足，可以在无法使用整孔预制架设箱梁施工的地区广泛使用，但在我国使用很少。

某高速铁路整个施工技术的选择包含了上面2种，在此之中整孔预制有24m，32m箱梁434孔，在预制节段的部分设置了56m箱梁12孔，根据工程的实际情况对预制箱梁节段拼装方案的应用状况进行了相应分析。

2.施工中的技术措施

2.1使用占用的土地面积

在本次施工过程中使用的预制箱梁节段拼装方案把箱梁分成了13个节段，最长的有4.2m，重160t，梁体小一点的可以使用重量较轻的制梁、移梁设备，并且需要设置相应的预制梁场，梁场占用的土地只有13000m2。但在本次施工中重量最高的梁体>800t，预制梁场使用的土地面积>135432m2。综上就能发现和整孔预制架设方案相比，预制节段拼装的方式在施工中占用的土地面积最小。

在高原或者山地进行施工，由于土地资源不足，耕地就显得十分重要了，所以租用土地就变得很困难，在完成施工后进行场地复垦也很困难。所以在施工场地面积不足，不能使用大型预制梁场的时候，就可以使用预制箱梁节段拼装方案进行施工，这样就能减少占地面积，同时又做到了保护农田、少占土地、科学设计、合理规划、依法用地的基本原则。

2.2施工的外观质量

施工中的预制箱梁节段拼装方式对体积较小的梁体可以很好地降低模板、台座的复杂度，预制台座占用的土地较少，长度也只是6m，模板≤4.2m。模板设计也比较简单，还可以在一个模具里面设置高度不同的梁、曲线半径和跨径，有利于调整，而且对异形梁有着很好的适应效果。但是在整孔预制架设过程中需要较大的台座，还要一次完成，大型液压模板有着十分复杂的结构，很难进行调整，对不同梁体的适应效果也不是很好。

预制节段拼装方案还能有效降低徐变上拱的情况，在张拉结束之后，在混凝土预应力以及徐变的影响下，要是长时间没有完成架设，上拱度就会超出设计的要求，从而对桥面线形产生影响。节段拼装主要使用了张拉、拼装、预制的过程，体积不大的梁体混凝土徐变情况也比较小，在架设的过程中进行张拉的方式也能使箱梁上拱符合实际的要求，这样就会简化成桥线形控制。

因此，在地质条件不好的情况下施工，当通过整孔预制架设的方式不能达到设计中成桥线形要保证平滑、跨径要小、曲线半径要小等要求时，就可使用预制节段拼装完成施工。

2.3箱梁运输的方式

在整孔预制方案中使用的箱梁在重量和体积方面都比较大，不利于运输，客运所使用的箱梁运输距离通常≤15km，要是超出這个距离就会加大运输费用，难度也会出现相应提升。由于受到多方面的制约，运输距离通常会超出标准，就像在本次施工中负责50km之内的箱梁架设和预制，运输距离最短为7km，最长是40km，≤20km的只占到40%，平均的运输距离比较长。并且在运梁的时候对便道的要求比较高，因此在运输时使用DCY900型运梁车，并且承载力还要>接地比压强0.6MPa，回转半径最低为30.3m、纵坡最高为50‰，这就给运输带来了很大难度。

如果施工时受到场地限制，不能对大型箱梁进行运输的时候，就可以使用预制节段拼装的方式来降低运输的难度，这和整孔预制架设中所要求的800t箱梁相比，预制节段对运输过程中的宽度、坡度、曲线半径、承载力等方面的要求显著降低，不易受到桥、隧等等方面的影响，而且对吨位的要求也比较低。

2.4工程的机械化水平

预制节段拼装在施工中所使用的造桥机能够按照实际状况进行设计制造，本次施工按照实际状况，为了解决在56m双线箱梁施工中架、运、制的要求，选取了SX56/2200型造桥机，其操作简单，有着很好的适应能力。

3.工期要求

3.1施工进度

在本次施工中使用的预制节段拼装方案在预制节段梁过程中的速度为10孔/月；模板安装所需要的时间为12h，张拉所需要的时间为12h，混凝土养护所需要的时间为168h，钢绞线穿束所需要的时间为48h，钢筋安装所需要的时间为12h，架设1孔箱梁的过程中需要准备的时间为36h，混凝土浇筑所需要的时间为12h，梁段拼架所需要的时间为48h，造桥机走行所需要的时间为12h，压浆所需要的时间为24h（在完成下孔梁养生之后开始），一共需要360h，也就是15d。

整孔预制架设的方式能够以25孔/月的速度来完成；在箱梁架设的过程中要是运输距离≤8km，可以使用架设2孔/d进行计算，每月能完成的架梁为52孔。若运输距离在8～12km的范围内，按架设1.5孔/d计，每月能够完成的架梁为39孔。运输距离>12km的时候，按照架设1孔/d计，每月能完成的架梁为26孔。3.2对施工的工期进行分析

在施工时，制作1孔箱梁需要20d的时间，就算提升施工人员的素质，简化工作流程，制作1孔箱梁的时间也要≥10d，和整孔架设的速度1～2孔/d比起来也有很大差距，施工时间较长，并且对发展的前景造成了很大影响。

从以上可以得出，等待湿接缝混凝土符合标准的时间是导致工期延长的主要因素，使用节段拼装干接法就能够防止这种现象出现。通过干接缝拼接法进行施工的时候，在箱梁拼接的时候使用胶粘材料来粘接节段，再受到张拉的影响就能形成一个整体。这样就能减少架设所需要的时间，速度可以达到3～4d/孔，而工期的减少也在可以接受的范围之内。

4.运架过程中的造价

为了简化运算，排除其它费用，只计算梁场建设的费用和大型设备使用的费用，本次施工中预制节段拼装方案所花费的成本≤1800万元，整孔预制在架设的时候所花费的成本为8000万元，两者相比，预制节段拼装花费成本低，施工规模较小，投入的资金少，承担的风险低。

5.结束语

综上所述，预制箱梁节段的主要优势是成本低、运输便捷，受到线行影响较少，有着很好的外观；不足之处是在湿接法拼装的时候花费时间较多。但要是使用长短线法联合干接缝拼装的方式，就能解决在干接缝施工的时候精度要求高、计算机控制不足的情况，还能有效减少架设的时间，有着施工速度快、工程质量好、操作简单的三重特点。关于施工中所使用的胶粘材料耐久性和抗剪能力能否在高速铁路施工时使用，相关研究表明：抗剪能力是由摩阻力和剪力键的影响而产生的，不是由环氧材料所形成的抗剪能力。并且经过权威机构的研究和实验表明，胶粘材料能够长时间使用。随着预制箱梁节段拼装方式的不断发展，逐渐变得更加高效，使用材料的性能更加优越，这种施工技术将在高速铁路施工过程中得到更加广泛的应用。

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