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浅谈铁路预应力现浇槽形梁施工

2024-07-22 80 上传者：管理员

摘要：随着科学技术的发展，槽形梁越来越多地被应用在铁路施工中。槽形梁能够满足铁路行车净空的高度要求；主梁腹板作为主要受力构件，既兼备减小行车噪音，又能防止车辆倾覆。有节省钢材保养维护方便的优点，本文阐述了槽形梁在铁路工程中的施工工艺重点，讨论了施工过程中的工艺技术，最后提出控制槽形梁在工程施工过程中的质量意见。

关键词：
支座安装
槽形梁
钢管柱基础
预压
预应力张拉
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由于铁路建设的快速发展，铁路桥梁施工中涌现了一种新型梁结构桥———槽形梁，它具有底板薄，建筑高度低等优点。因此对槽形梁施工技术的探讨有重要意义，同时也有很好的前景。

1、工程概况

滨洲铁路电气化工程平齐跨滨洲中桥全长96.4m，设计中心里程为PQK546+076.57，孔跨布置为1-32 m简支槽形梁+2-24 m单线简支T梁，其中第2跨采用32 m槽形梁跨越既有线滨洲，与既有线路夹角90°,1#、2#墩身采用圆端形实体桥墩。基础采用钢筋混凝土钻孔灌注桩。现浇槽形梁主梁计算跨度为31.6 m，支座中心线至梁端0.5 m，梁全长32.6 m，主梁为直腹板截面，梁体底宽7.2 m，槽形结构内侧净宽5.87 m，腹板跨中厚0.43 m，梁端厚为0.6 m，距梁端1.3 m处设置1.3 m长度过渡段，按折线变化，主梁跨中高度为2.9 m，梁端高度为3.2 m，距梁端1 m处设置1 m长度过度段，施工时采用钢管立柱支撑、工字钢承重方法。现浇施工,梁体采用C55混凝土，封端采用C55无收缩混凝土，挡砟墙采用C40混凝土，每孔现浇方量为205.81 m3。

2、施工工艺

2.1钢管柱基础施工

(1）在槽形梁之间设置管柱基础设置4排，管柱的基础借用1#墩、2#墩承台施工时，每个承台预埋1 200 mm*1 200 mm*20 mm钢板4块，钢板中心留有直径40 cm的孔，便于混凝土浇筑填充饱满密实，钢板中对中间距3 m布置，12根Φ28锚入钢筋，应与承台钢筋焊接牢固，钢板顶面高程与承台顶设计高程保持一致（如图1所示，尺寸以mm计）。

图1管柱基础平面布置

(2）其余管柱基础，采用反循环钻孔桩施工，分别设有桩基4根，桩径1.2 m钻孔深度10 m，施工完毕后进行系梁施工，结构尺寸1 040 cm*120 cm*100cm，在浇筑系梁时预埋1 200 mm*1 200 mm*20mm钢板4块，钢板顶面高程与系梁顶设计高程保持一致。

2.2管柱部件加工制作

(1）管柱采用直径Φ63 cm螺旋钢管加工制作，钢管柱高度要按照设计图纸下料制作，两侧管头焊上尺寸为80 cm*80 cm*10 cm钢板，共需加工管柱16根并进行编号标记。

(2）砂桶制作,底桶采用直径Φ630，壁厚10 mm普通钢管，高度50 mm，与尺寸800 mm*800 mm*10mm钢板满焊焊接，每个底桶跟部要预留100 mm*100 mm放砂口，并安装钢板挡门，填充经烘干后无水分杂质的中砂，共需加工16个；上盖桶采用直径Φ529，壁厚10 mm普通钢管，高度50 mm，与尺寸800 mm*800 mm*10 mm钢板满焊焊接，上盖桶内需要灌筑M7.5砂浆，依照管口进行面层抹平，需制作16个。两桶要进行对扣，根据管柱的编号对应设计图的标高进行调整砂桶高度，砂桶编号应与管柱相同。底桶与上盖桶在桶外壁两侧对称焊接耳朵筋，方便后续吊装作业。

(3）管柱横纵连接片制作，根据设计图纸尺寸，采用工12型钢加工制作。

2.3管柱安装

(1）使用吊车吊装，依照标号顺序逐个支立，管柱底板应与基座预埋钢板十字丝对应重合放置，采用线锤确定管柱竖直度，合格后进行焊接加固，必须在管柱底与钢板处设置加劲脚块，沿管壁四周均匀分布8-12块即可（如图2所示，尺寸以mm计）。

图2管柱加劲脚块布置

(2）为使管柱稳固均匀受力成为一整体，进行横纵连接，要求接点处满焊，不得有咬肉现象，靠近既有墩身处管柱，与墩身预埋钢板焊连,预埋钢板尺寸为400 mm*400 mm*10 mm（如图3所示）。

图3钢管柱纵向连接示意

(3）每个立柱顶放置一个砂桶，依次按编号吊装，底桶钢板十字丝与管柱顶端钢板十字丝要完全重合，而且要全焊缝焊接。

2.4横纵梁与底模安装

(1）每条横梁由3根工56#型钢对扣全焊缝焊接而成，采用两台25T汽车吊，同时起吊一根横梁放在砂桶之上，摆放位置要居中，两侧超出砂桶端长度要一致，横梁底与砂桶顶要全焊缝焊接。

(2）底模安装，在纵梁上方铺一层100 mm*100 mm调整木方，间距100 mm均匀排布，木方上满铺一层木模板，相邻梁块板之间要连接紧密，为确保施工棚洞下方列车安全驶过，(3)、(4)号横梁处，底模下方在铺一层3 mm厚薄钢板，与纵梁焊连（管柱架横断如图4所示）。

图4钢管柱横断结构

2.5预压

预压是模拟上部结构的荷载形式，消除管柱支撑的非弹性模量以及基础沉降，考虑施工进度不滞后，可选取具代表性的管柱排架预压，为使营运线安全，对(3)、(4)排管柱上跨进行预压检测[1]。比较常见的预压方法为沙袋预压，由于单个袋荷载较小，吊装次数多以及管柱架上堆码不是十分便利，所以可采用钢筋预压，单捆重量大，吊装频次少，放置稳固。管柱平台为加载前进行沉降观测点布置，涉及到的管柱每个顶端布置一点，对应管底处也进行标记，记好测设的原始记录，管柱平台加载后，2～4小时行观测一次，并比对数据，当连续24小时观测累计变相量不大于2 mm时，证明管柱承载能力满足施工要求可进行后续施工，并进行卸载[2]。

2.6支座安装

本桥32米槽型梁采用TQGZ（耐寒型）球形钢支座，支座设计竖向承载力为4 000 KN,每孔槽型梁采用固定支座、纵向活动支座、横向活动支座、多项活动支座各一个，其中固定支座设于纵坡下坡端，横向及多项活动支座一般设于曲线外侧。支座布置示意如图5所示。

图5支座布置示意

2.7腹板外模安装

经测量放线确定与底模连接位置，模板间连接要紧密，如缝隙较大可使用发泡剂密封，横向张拉预留孔位置要准确，加工好的锚盒要固定牢靠，采用钢管将腹板外模定位加固[2]。

2.8钢筋及钢束安装

(1）槽型梁为预应力槽型梁，为使整体受力均匀，钢筋轴线间距尽量控制在0误差，底筋与腹板筋钢筋保护层垫块，每平米必须布置4个，施工中要着重张拉端钢筋检查，锚头处井字钢筋架安装牢固，纵向端可适当增加，道砟槽钢筋也一并安装[2]。

(2）波纹管安装要查看是否存在露点、折角、凹陷、油污，能维护好可使用，维护不好必须更换，金属波纹管铺设要平顺，定位钢筋须分配均匀，焊接作业时，避免焊穿波纹管，可使用模板及防烫材料工具对临近焊点处波纹管进行防护，纵向张拉为单端张拉，固定端锚箍位置要保持一致，波纹管头要用发泡剂封闭密实，安装好压浆出气孔，为防止预留钢绞线不产生浪费，提前确定张拉顶的尺寸，结合施工实际情况，确定预留度，钢绞线下料时必须使用切割机，不得使用气焊割断，钢绞线不得有油污及局部断丝情况，最后逐孔检查钢绞线安装根数是否与设计相符[1]。

2.9腹板内模安装、加固、清扫

(1）内膜位置要确定精准，特别注意倒角位置锚头处，可预留孔洞，待浇筑混凝土时振捣使用。

(2）模板加固，采用钢管撑及对拉筋结合，防止模板发生形变，钢管撑密度要大，纵横间距1 m布置加固。

(3）人工将模板内，焊头、木屑、废料头及烟头清捡彻底，用风机对底模进行除尘，再用高压水进行清洗。

2.1 0混凝土浇筑

(1）混凝土强度等级C55，采用泵送浇筑，因跨越既有线施工，泵车输送管应延槽型梁内来回伸缩不得直接在线路上方穿过，每车到场后都要检测混凝土的温度、含气量、塌落度满足要求方可泵送，如指标不合格，联系商混站对其返厂处理。

浇筑时应从两侧腹板梁端向中间浇筑，为使模板及受力架构稳定，两侧腹板浇筑量要保持对称。

插入式振捣器每侧腹板两端及中部均都要配备，共6台，加强横纵向锚头位置振捣均匀。

混凝土标养、同养试块按标准制作，为后续检验混凝土上升强度情况应多制作，本桥共制作试件20组。

混凝土浇筑完成后要进行塑料薄膜全封闭包裹，既能控制好温度又能防止水分蒸发，定期洒水养生[3]。

2.11拆模

经试验室对同养试件进行压力试验，强度达到2.5 Mpa时，可松开内膜支撑。拆模应选择晴朗天气，按支模先后顺序拆卸模板，严禁损伤模板及混凝土构造棱角[3]。

2.12预应力张拉、孔道压浆、封锚

(1）待梁体混凝土强度达到设计强度的80%以上，才可以进行预应力钢束张拉，先横向张拉，采用10T千井顶，两侧同时交错隔号单抽张拉，完毕后再进行换号张拉；纵向张拉，左右腹板各使用一台300 T千斤顶对称张拉，腹板张拉完毕进行底板张拉。压力值达到100%时应持荷3 min，（张拉前工具锚、工具夹片要安装牢靠，张拉过程中要及时记录压力10%、20%、100%时千斤顶的伸长量及夹片的变化值，张拉伸长量与计算差值应控制在6%以内，否则停止张拉，查明原因后再张拉）[2]。

(2）孔道压浆，预应力钢束张拉完成后，（过长的钢束要切断，必须使用砂轮式切割机）在48小时内采用不低于M50水泥浆进行灌浆，采用阀门式压浆，锚具盖帽与止浆阀门采用透明喉管连接，压浆管道与阀门紧密扣接，压浆压力为0.5 Mpa，待出气孔水泥浆均匀外流，压浆泵持压2 min，出气孔封闭，入浆口关闭阀门，进行下一孔道压浆，现场制作同养水泥浆试件[2]。

(3）封锚，采用C55补偿收缩混凝土封堵，混凝土接缝位置刷上2 cm宽的防水密封漆。

2.13道砟槽与桥面系施工

(1）道砟槽施工时要控制好高程，与梁面接茬部位要凿毛清理干净，模板安装顺直牢固即可，采用C40混凝土浇筑，振捣及时保持均匀，对应泄水孔位置处预留管箅口。

(2）清理梁面，使用高聚物改性沥青基层处理剂均匀涂层，在平铺高聚物改性沥青防水卷材，与梁面要粘贴紧密，再进行6 cm厚C40细石纤维混凝土保护层罩面。

2.14支架拆除、集中排水管安装

(1）砂桶放砂，为使横纵梁及底模同时下降，8人每人一个砂桶，放砂过程中要专人统一指挥，确保梁体平稳降落。

(2）底模全部抽出后，借助纵梁安装集中排水管，用电动冲击钻在梁底打孔，安装膨胀螺栓用U型管卡将PVC管固定，横纵管使用3通、4通接头连接，终端泄水管与墩身固定。

(3）管柱棚洞架拆除使用吊车按部就班作业，吊装起落要缓，确保材料平稳分类放置，便于材料周转统一存放。梁体下方地面位置，施工废料及垃圾一并清理外运。

3、结束语

综上所述，槽形梁在平齐跨滨洲中桥的建设中为既有线缩短了施工工期，保证了施工质量和安全。随着施工方法与施工工艺不断地提高与改良，槽形梁施工工艺将会被大大应用。因此，在施工中应该加强质量的控制，落实需要注意的事项，对于现场发生的情况要认真总结，提高并控制好施工质量，将我国的桥梁建设迈入更新的一层台阶。

参考文献:

[1]郑志敏.桥梁工程箱梁施工关键技术[J].交通世界(建养.机械),2013(4):246-247.