56 m大跨简支单线铁路箱梁长短线匹配法预制技术

辜文凯，仇维成

(中铁二局第二工程有限公司，四川 成都 610091)

0 前 言

箱梁节段预制拼装技术已广泛应用于铁路、公路、市政桥梁工程建设，将整孔梁划分成若干单元梁段，在工地附近集中预制生产，实现单元梁段制、运、架，降低运、架设备、道路安全要求，并实现大跨结构，降低工程造价。长短线相结合匹配预制胶拼成桥工法与单一匹配法或整孔预制架设工法相比较具有以下特点：

(1)采用短线法预制箱梁首节段，可预留内模拆装机械化作业场地，不与标准梁段作业相互干扰。可提高模具周转率，确保首节段预制质量。

(2)采用长线匹配法预制标准节段，自两端首节段始，逐段匹配预制，最后浇筑中间段，减少了施工误差累计。

(3)长短线匹配预制，长、短生产线线不相互干扰，可平行作业，可提高劳动生产率。

1 工程项目

田市跨永安溪、台金高速公路特大桥中心里程为DK77+273.408桥长为2 675.115 m。孔跨布置为(7-56 m+2-48 m+15-56 m)简支箱梁+(60+100+60)m连续+(30-32 m+3-24 m)简支T梁，其中7-56 m+2-48 m+15-56 m预应力混凝土简支箱梁，采用长短线相结合节段预制工法，TP120型架桥机胶接拼装法施工。

箱梁采用单箱、单室等高度预应力混凝土简支箱梁，采用C60混凝土。48 m预应力混凝土简支箱梁全长50.2 m，计算跨度为48 m。每跨11个节段，10个胶接缝，预制节段长度分为4.8 m和3.5 m两种，梁高4.5 m，梁顶宽7 m，梁底宽3.6 m，梁顶横向设2%的排水坡。56 m预应力混凝土简支箱梁全长58.2 m，计算跨度为56 m。每跨13个节段，12个胶接缝，预制节段长度分为4.8 m、4.5 m和3 m三种，梁高4.6 m，梁顶宽7 m，梁底宽3.6 m，梁顶横向设2%的排水坡。24孔箱梁共有308个节段，梁段最大重量约110 t。

2 关键技术

采用长短线结合匹配法预制节段，架桥机胶拼成桥，其中梁端首节段采用短线法预制，中间标准节段段在梁端首节段安装上长线台座后，作为匹配端模，按长线匹配法自两端向中间逐段预制，其关键技术包括预制梁场布置、设备线型与配套、台座设置、梁段预制生产。

2.1 预制梁场布置要点

根据工程规模、工期要求，确定生产线数量；根据制梁场面积大小、地基基础条件、运架方向，布置并设计台座；根据台座位置，布置门式起重机走行轨道、模板走行轨道、观测塔位置、存梁区，布置喷淋养护管线。长线匹配包括自首节段往中间逐段匹配施工和奇偶法匹配多段同时施工两种方法，无论采用何种方法，均由长线生产进度决定了生产能力，短线台座布置多少由长线台座多少确定。一般情况下，采用逐段匹配工艺，2条长线配置1条短线；采用奇偶匹配工艺，可配置2条短线。节段预制梁场建设要点如下：

(1)梁场建设包括台座生产线、钢筋及预埋构件加工厂、钢筋绑扎胎架、存梁区布置，混凝土生产线是否布置在梁场内可结合场地条件、其它结构所需混凝土规模、运输条件综合考虑；梁场建设需按照先设计，经批复后再施工的原则进行。

(2)生产线多少根据预制规模、工期确定，生产线可根据场地采用横列式或纵列式布置，对于大跨度箱梁预制，宜采用纵列式布置；生产线自工序开始布置测量控制塔→钢筋绑扎胎架→短线台座→长线台座→存梁台座，生产线两侧布置门式吊车轨道、长线台座侧模移动轨道→养护管线及自动喷淋雾化装置。

(3)横列式布置台座最小间距应根据梁宽加2 m布置，台座基础应具有足够的承载力，当地层变化较大时，用采取技术换填等措施，确保地基刚度基本一致，防止不均匀下沉；台座采用C30混凝土，分5个节段，节段间预留模板对啦槽口，顶面铺设钢板，两侧设置堪缝橡胶条；台座顶面按设计确定的预拱度值设置预拱度，并根据生产周期，成桥线型，调整台座预拱度。

(4)钢筋及构件加工厂应靠近生产线起始一侧布置，规模大小根据生产强度确定，采用封闭式生产厂房结构，厂房内划分材料存放区、成品存放区、加工作业区。

(5)存梁台座要求具有存放两层梁段重量的刚度、地基承载力，地基承载力不能满足要求的应采取换填加固措施，存梁规模应能保证梁段预制、架设均衡生产需要。

2.2 设备及工器具配置要求

梁段预制设备及工器具包括混凝土生产、运输、浇筑设备；钢筋加工、绑扎成型、吊装转运设备及胎架；梁段预制生产模具、门式吊车；成型梁段吊装转运门式吊车；组装式测量控制塔；门式起吊设备走行轨道，侧模移动轨道；首节段台座精调千斤顶；测量仪器。

(1)混凝土生产、运输、浇筑设备为常规设备，由于节段混凝土需求量不大，除非梁场生产规模较大而需要配置专门的混凝土生产线，不需单独配置混凝土生产设备，混凝土运输能力需要满足梁段预制生产需要。

(2)钢筋加工设备需要专门配置，调直、弯曲、切割、焊接各类设备齐全，数量根据劳动强度确定；钢筋骨架成型胎架根据首节段、标准段钢筋结构设计，采用型钢焊接，胎架需要有足够的强度、刚度，方便吊装。

(3)侧模整体按桁架设计，确保模板要求具有足够刚度，长期周转使用不变形；通过安装在桁架上的可调油缸，实现纵向走行与三维调整，采用上下对啦，端模与侧模栓接，确保模板安装定位。门式起重机按预制生产、梁段转运配置，根据生产需要和最大梁段重量分别配置，轨道均采用50 kg/m钢轨，采用混凝土条形基础，并设置地锚和防爬装置。

(4)测量塔采用扣件式钢管搭设，设置上下爬梯，或采用定型组装式楼梯，塔顶平台面积不小于4 m2，并安装防雨棚，风速仪。测量仪器包括全站仪和水准仪，全站仪为1′级，水准仪为1等精密度。首节段精调台座安装纵、横、竖三向千斤顶实现微调定位，竖向顶升力不小于最大梁段总量1.2倍，水平顶推了根据梁段总量、台座滑移面摩阻系数确定。

2.3 台座设置

生产线台座包括短线台座，长线首节段台座，长线台座。台座地基基础承载能力与稳定性，台座结构强度、刚度，预拱度设置，加固对拉模板的措施是影响节段梁预制质量的关键因素。

(1)短线台座

梁段首节段结构复杂，需要采用专配内外模，且模板结构复杂，外侧模固定在台座、端模每工作班人工安装，内模为可移动式整体结构，台座采用2个分离式混凝土座。由于模板周转使用率低，需要采用短线台座专门预制是为了提高设备施工效率。

(2)长线首节段台座

①首节段是标准段匹配段，定位精度要求高，由于首节段梁自重90 T，需要设置可调式台座。

②可调式台座由基座、台架、液压油泵、千斤顶组成，可实现三维精调，三维精调台座。

(3)长线台座

长线台座是影响预制胶拼成桥线型的关键，其地基承载力、台座结构刚度、台座线型，模板安装定位装置对节段预制质量影响较大。

①地基承载力不低于200 KPa，非适应地层采用砂砾石换填并分层碾压。

②台座结构采用钢筋混凝土，台座下设置40 cm扩大基础，与硬化地面混凝土同步施工，台座与基础间采用预埋型钢接茬，混凝土强度等级不低于C30。

③台座按分离式3底座设置，顶面预埋包边角钢，底板采用10 mm钢板拼接，线型根据设计确定的二次抛物线，没间隔1 m设置控制点。

④台座顶两边底模钢板悬挑15 cm，每1 m焊接模板安装连接卡座，台座底部每间隔2 m设置对拉孔，底模钢板下预留对拉槽。台座结构见下图1。

图1 长线台座横向结构图

2.4 节段预制技术要点

(1)工艺试验与评估

开展配合比适应性、混凝土工作性能工艺试验、混凝土灌注工艺试验，模板安装调试与就位试验，生产门吊走行与设备性能试验，首节段在长线台座安装就位精调试验，测量控制定位试验；根据工艺试验情况，评估生产工艺及申报性能并对其改进。

(2)首节段预制

底板、腹板钢筋在台座上绑扎并检查验收后安装端模、内模，安装顶板钢筋后浇筑混凝土，强度满脱模规定要求后脱模养生，检查生产质量，涂刷合格标志。

(3)标准段预制

首节段成梁后，吊运安装上长线端头三维调节台座，通过精调测量定位，自两端逐段预制生产其它节段，并在中间节段合拢；每节段模板安装好后，对梁段的模板轴线、高程进行通测，定位后整理匹配端面，涂刷隔离层，吊装钢筋，安装内模、端模，浇筑混凝土。

(4)预制生产流程

①调整短线台座底模板到设计位置，模板锁定、绑扎钢筋、安装预埋构件及波纹管道，安装端模，浇筑端头节段。

②调整长线台座底模板到设计位置，检测预拱度设置是否满足要求，将端头节段分别移至长线台座两端可调台座坐上，通过三维调节小车精确调整并定位。

③自两端向中间逐段预制标准段，工序包括侧模就位并锁定，匹配面涂刷隔离剂，吊装钢筋骨架，安装端模，浇筑混凝土，等强养生，拆模养生。

④按以上步骤依次一次浇筑标准段，标准段施工过程中，若需提高台座周转率，可提前将已成型梁段转移至存梁场，但两端最少保留2个已成型梁段。

⑤拆走内模支架，外模走行到位并锁定，匹配端面涂刷隔离剂，吊装钢筋、安装内模，浇筑混凝土。

(5)存梁

强度满脱模规定要求后脱模养生，检查生产质量，涂刷合格标志；门式起重机提梁，转运至存梁台座继续养生。

3 结束语

田市跨永安溪、台金高速公路特大桥节段预接拼装简支箱梁，共计308个节段，经方案必选，采用长短线结合匹配法预制工艺生产，历时10月完成，生产过程中未出现台座变形、场地沉降现象，全部梁段检验合格，胶拼成桥线型满足要求，与单一工法相比较，节约成本70万元。