高速铁路梁场特大桥箱梁预制施工技术应用研究

摘要：结合北京至雄安新区城际铁路新建工程项目，JXSG-4标段特大桥箱梁预制工程实例，详细介绍了预制箱梁主要施工流程，并重点对箱梁预制施工技术进行应用研究，包括钢筋绑扎和预埋、模板的安装、混凝土的浇筑、预制箱梁预应力张拉等。通过狠抓技术要点，层层落实质量控制到各工序、各环节，确保预制出的箱梁满足施工目标及设计要求。

关键词：预制箱梁；钢筋加工；模板安装；混凝土浇筑；预应力

0 " 引言

随着高速铁路的不断发展，支架现浇箱梁受限于场地条件以及人工成本不断增高，而逐渐被预制箱梁架设工艺所取代。面对此背景，需要从钢筋、模板、混凝土及预应力张拉的关键工序入手，不断提高预制箱梁的施工技术。为了实现更为丰厚的经济效益与社会效益，必须确保预制结构产品的质量上乘和功能完备。

本文结合北京至雄安新区城际铁路新建工程项目，JXSG-4标段特大桥箱梁预制工程实例，详细介绍了预制箱梁主要施工流程，并重点对箱梁预制施工技术进行应用研究。

1 " 工程概况

新建北京至雄安新区城际铁路JXSG-4标段的预制梁场（固安制梁场），主要服务于固安特大桥以及固霸特大桥。梁场占地面积为189.4亩，拥有12个32m箱梁制梁台座和2个32m/24m箱梁共用的制梁台座，能满足固安特大桥105榀箱梁（其中24m梁5榀、32m梁100榀）以及固霸特大桥204榀箱梁（其中24m梁6榀、32m梁198榀）的生产。

另外，梁场还包含70个存梁台座和1个静载试验台座，可满足箱梁试验、养护及存放需要。以上配置可以保障309榀箱梁在10个月内陆续生产完成并运输至现场架设。

2 " 箱梁预制工艺

箱梁预制工艺有先张法和后张法两种。其中，先张法是先张拉预应力筋，再进行箱梁钢筋绑扎及混凝土浇筑，待箱梁强度满足要求后割断露出的预应力筋，使预应力依靠预应力筋与混凝土的黏结来传递。先张法的施工流程示意如图1所示。

后张法则是先进行箱梁钢筋绑扎（在钢筋笼中预埋孔道），然后浇筑混凝土，待箱梁构件达到一定强度后再穿预应力筋进行张拉。相比先张法，后张法多了一道孔道灌浆的收尾工序。预应力由构件两端锚具实现。后张法的施工流程示意如图2所示。此工程中采用的后张法预制箱梁，后文以此展开进行各工序的施工技术研究。

3 " 箱梁预制施工技术

3.1 " 钢筋工程施工技术

钢筋主要在钢筋棚中加工，先进行调直、清洁处理，将表面杂物清理干净。然后进行材料切割，一般使用钢筋切断机切割钢筋，使用砂轮锯切割预应力钢绞线。最后通过弯曲机弯制成型。在加工过程中，如果发现存在钢材质量不合格问题，要及时处理，避免劣质产品使用到工程中[1]。

3.1.1 " 底腹板、顶板绑扎

先在台座底模上进行钢筋定位，利用角钢制作定位槽），定位槽的深度通常在钢筋直径的1/3左右。然后按钢筋的绑扎要求，对梁体钢筋进行绑扎。其中，预埋的预应力管道要依靠钢筋进行定位及支撑，定位及支撑钢筋的间距不能太大，以50cm为宜。遇到桥面泄水孔的预埋时（直径较大，梁体钢筋无法绑扎），可以适当调整钢筋的间距，同时在管外圈设置螺旋筋来加强。

钢筋与模板间均匀散布强度为C60的混凝土保护垫块，底面和侧面垫块每平米至少设4个[2]。侧墙垫块在模板安装时受外力容易移动以及掉落，对此可选用圆形垫块，同时垫块的厚度要满足设计要求，通常不小于3cm。箱梁的钢筋骨架绑扎完成后将其吊至制梁台座上，吊装需要利用专用的吊具，以使其受力平衡。

3.1.2 " 橡胶抽拔管预埋

钢筋骨架绑扎完成后，先检查预应力管道的定位网片，查看它的高度是否满足，然后再穿插橡胶棒。穿插时需要注意配合，一人牵引，穿过网眼后，其他人从后面推入。如果在穿管前发现微小裂缝，必须及时修补或更换，并经监理工程师签字认可后才能进行下一步工序。将定位网片的安装牢固，将箱梁的纵向主筋以及箍筋进行绑扎，确保位置准确，与设计偏差不得大于1cm。

抽拔橡胶棒不能存在不圆或死弯的情况，否则不能使用。为了方便施工，抽拔橡胶棒一般采用两根管道在中间对接成片的形式。橡胶棒的接头选用的是铁皮管进行套接，长度以300mm以上为宜。将橡胶棒与预应力管道的空隙用胶带纸进行包裹处理，确保密封不漏浆，同时使用扎丝绑扎牢固，防止中间接缝处断开。

3.2 " 模板工程施工技术

3.2.1 " 底模安装

箱梁底模采用的是可以分段拼装的固定钢底模，在底模拼装时，需要注意平整度控制，确保每一段钢模的中心线处于一处。

3.2.2 " 外模安装

先要将侧模和垂直桁架组装好，并根据梁的长度中心线，从中间向两边安装侧模。然后，通过控制侧模桁架下的支腿高度来调节侧模与底模的角度，并通过焊接与制梁台座上的预埋件相连接。最后，利用千斤顶或可调螺杆调整外模的高度，使用螺栓和螺杆将外模与底模连接成一个整体。

3.2.3 " 内模安装

内模是通过液压缸实现展开和收缩的，展开时的模板形状及尺寸与设计箱梁孔洞一致。安装前其处于收缩状态，此状态下内模外尺寸小于箱梁钢筋骨架内腔尺寸，通过内模台车送入钢筋骨架内部后进行展开。

为了防止浇筑混凝土时内模上浮或左右移动影响腹板的厚度，内模与外模、内模与端模之间要进行螺栓连接固定。通常在通风孔处以及泄水孔处设置螺栓连接。

内模有侧模和顶模，将底模设计为不设置，只在内模的侧模腋角设置压浆板，以防止腹板浇筑时混凝土挤出到空腔。考虑到设置底模后，浇筑混凝土时模板会上浮，以及底板的混凝土会浇筑不密实。内模安装完成要进行一次检查，重点检查固定是否牢固，测量腹板的厚度，确保其没有受到影响。

3.2.4 " 端模安装

端头模板分成上中下三段。首先，安装下段端模，安装时要注意让橡胶棒和孔洞一一对应，慢慢穿过，穿过孔洞后及时拉直，需要保持顺直以防止橡胶棒出现弯折、折断。下段端模安装要对准锚垫板，注意防撞。然后依次向上安装中段以及上段的模板，具体要求与下段模板安装类似。

在端模板全部安装完成后，要进行全面的检查，重点检查模板之间的连接是否牢固、预留孔的位置是否准确（与设计偏差小于等于3mm）以及模板之间的相对尺寸是否符合设计图纸要求。

在内外模板、底模板以及端模的设计方面，需要根据实际施工情况、混凝土配合比、空气温度、湿度等多方面因素，预留一定的混凝土压缩量。本项目根据图纸要求，理论平均压缩量设置如下：32m箱梁上缘为5.6mm，下缘为14.4mm；24m箱梁上缘为4.0mm，下缘为7.9mm。

3.3 " 混凝土工程浇筑技术

为了确保梁体混凝土连续浇筑、一次成型，项目采用了5台混凝土运输车和2台混凝土地泵（1台备用）。箱梁混凝土的浇筑顺序如下：从一端开始浇筑向另外一段逐层逐步的推进，分层时每一层的厚度≤300mm。底板、腹板以及顶板浇筑顺序如图3所示。

浇筑时需要对混凝土的入模温度以及浇筑时间进行控制，温度应在5～30℃，每榀梁的浇筑完成时间不宜超过6h。浇筑过程中，每车混凝土从拌合站搅拌至运输至现场浇筑完成需≤2h。

浇筑顶板混凝土时，要先将内模顶模上的预留灌江口封闭。浇筑完成后进行振捣，并进行二次收面工艺。第一次是在浇筑后采取提浆整平机进行收面，同时用它来控制梁体的标高和梁体的横坡。第二次是在初凝前人工二次收面，进行最后的整平以及消除裂缝。浇筑完成的混凝土待初凝之后，应该通过自动养护系统进行养护，通常应保持混凝土表面潮湿时间超过7d[3]。

3.4 " 预应力施工技术

3.4.1 " 预应力施工流程

箱梁的强度应达到4～6MPa，才能拔出预埋的橡胶管。拔管的顺序是从梁体混凝土先浇筑的一端开始，自下而上进行，每次拔出的根数为2根。下一步进行张拉施工，预制箱梁的张拉分为预张拉、初张拉和终张拉3个阶段。预张拉、初张拉以及终张拉分别是在混凝土强度达到33.5MPa、43.5MPa、53.5MPa后进行。

预张拉前需要拆除箱梁的端模以及将内模的螺栓松下（此时梁体还在制梁台座上）。初张拉时箱梁也在制梁台座上，张拉前拆除最后的外模，初张拉结束后才能将梁体从制梁台座转运至养护区域。

养护完成后进行终张拉，终张拉需要达到混凝土的龄期满足10d，构件的弹模达到35.5GPa。终张拉结束后需要再进行检查，主要检查梁体的上拱度，实测的上拱度与不能超过设计值1.05倍。预制箱梁预应力张拉流程见图4。

3.4.2 " 预应力施工技术要点

在预应力张拉之前，除了梁体强度、弹模以及龄期需要满足要求外，还要对箱梁的外观检查以及清除锚垫板、预应力管道端部扩大部分的混凝土残渣。如果外观质量有缺陷需要先进行修补。如果未能满足以上条件，就不能进行钢绞线的张拉工作。

张拉过程中，要特别注意液压油表压力的控制以及钢绞线伸长量的控制，以后者为主、前者为辅。同时，张拉必须采取两端同时张拉，严禁单端张拉，两端张拉时，缓慢进行，确保两端的千斤顶压力相差不大。

张拉时要按照设计的顺序进行，张拉要对称进行。每次张拉后，要等梁体稳定再进行下一阶段的张拉。张拉后对钢绞线的伸长量进行复核，实测伸长量包含锚具夹片回缩和钢绞线长度的伸长值。实测伸长值与理论伸长值之间的差值如果超出设计要求，要重新进行张拉。

为了确定张拉后的箱梁实际预应力损失情况，在试生产期间还需要做预应力瞬时损失测试（至少要2根）。测试需要由有资质的第三方单位完成，最后根据检测的结构，在后续正式生产的过程中对预应力施加做适当调整。在大批量正式生产的阶段，每生产出100根梁还需要再进行一次预应力瞬时损失试验。

4 " 结束语

预应力箱梁施工的涉及面较广且多种因素制约着成品质量，需要从各环节进行质量把控。本文详细地介绍了北京至雄安新区城际铁路中32m/24m预制箱梁施工工艺流程和关键工序施工技术要点。

通过规范钢筋制作过程控制、加强预留预应力管道固定、合理设置模板的预拱度、严格控制混凝土浇筑顺序和时间以及科学有效地进行张拉施工等关键措施，确保了箱梁预制施工质量。此项目共生产了309榀箱梁，静载试验结论为抽检的6榀质量达标，均为合格产品。

参考文献

[1] 刘国东.高速公路工程预制箱梁施工技术探讨[J].工程建

设与设计，2024（3）：174-176.

[2] 马雨.预应力预制箱梁关键施工技术探析[J].南通职业大

学学报，2023，37（3）：95-99.

[3] 魏金晶.高速公路工程预制箱梁施工技术研究[J].江苏建

材，2023（6）：75-76.