后张法预应力混凝土铁路桥槽形简支梁预制施工技术.pdf

2 0 1 5年第 l 2期 铁道建筑 Ra i l wa y Eng i n e e r i ng 33 文章 编 号 ： 1 0 0 3 - 1 9 9 5 ( 2 0 1 5 ) 1 2 - 0 0 3 3 - 0 3 后 张法预应 力混凝土铁路桥槽形简支梁预制施工技术 王 强 ( 中铁二 局集 团 新运 工程有限公司 ， 四川 成都6 1 0 0 3 1 ) 摘 要 ： 简要 介 绍 了新建 兰新 铁路 第二 双线后 张法预应 力混凝土槽形 简支梁 的结构 以及 制 梁场的主要 设备 。 详 细论述 了制作槽 形梁过程 中钢筋 、 模 型、 混凝土 、 张拉 、 压浆 、 封锚 、 吊装 及存放 等预 制施 工工 艺及静 载试 验方法， 对我国类似桥梁施工具有借鉴意义。 关 键 词 ： 槽 形 梁预 制 后 张 法预 应 力 施 工技 术 中 图分类 号 ： U 4 4 5 4 7 1 ； U 4 4 8 3 5 文 献标 识码 ： A D O I ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 3 1 9 9 5 2 0 1 5 1 2 0 9 1 后张法预应力混凝土铁路桥槽形简支梁简介 槽形梁是原铁道部为保证新建兰新铁路第二双线 通 车后 在 新疆 戈 壁滩 干 燥 、 温 差 大 等 恶 劣 环 境 下百 里 风 区的 运 营 安 全 而 设 计 的一 种 特 殊 梁 型 。桥 梁 全 长 1 6 5 i n ， 宽度 6 4 8 m， 质量 2 3 0 0 t ， 其断面形式详见图 1和 图 2。 线路分界线 塑 线 I 5 2 8 7 0 ： 2 4 5 1 8 5 厂4 0 0 X 3 0 0塞 图 1 槽形梁跨 中断面 ( 单 位 ： e m) 图 2 槽形梁纵断面 ( 单位 ： e m) 2 主要 设备及模型工装配置 2 1主 要设 备配 置 在工期上确保 、 技术上 可行 、 经济上合理 的原则 下 ， 制梁场通常配备 2台2 2 5 t 3 4 m龙门吊， 1台 1 6 t 1 7 m龙门吊， 2台 H Z S 9 0型拌 和站 2台混凝 土输 送 泵 ， 2台布料机等。其余设备包括钢筋加工设备 、 压浆 收稿 日期 ： 2 0 1 5 0 6 1 2； 修回 日期 ： 2 0 1 5 0 8 。 2 4 作者简介 ： 王强 ( 1 9 7 3 一) ， 男 ， 高级工程师 。 设备 、 混凝土施工设备 、 供电设备等。 2 2模型 配置 根据 桥梁 预制 施工 周 期 分 析 ， 底 模 周 转 期 为 4 d ， 侧模 周转 期为 2 5 d ， 底模 与 侧模 的 配置 比例 为 2 ： 1 ， 端模 与 侧模按 1 ： 1 配 置 。 3 施工工 艺 3 1施 工工艺 流程 后 张法槽 形梁 预制 施 工 工 艺 流程 见 图 3 ( “ ” 为 关键 工 序 ) 。 3 2制 梁 台座 及模 型施 工 1 ) 制梁 台座及 模 型构造 制 梁 台座 采用 条 型基 础结 构 ， 详 见 图 4 。 1 6 m槽 形 梁模 板采 用钢 模 ， 由整体 式底模 、 外 侧模 、 内侧 模 、 端 模 、 撑杆等构件组成。预 留反拱值为 2 mi l l ， 预 留弹性 压缩值为上缘 0 、 下缘 3 8 I r l m。 2 ) 模型施 工 方案 先安装底模 、 外侧模 ， 然后吊装底腹板钢筋入模并 安装端模 ， 到位后安装 内侧模 ， 内侧模安装后安装泄水 管工装 、 调校防风预埋件等其他桥配件当混凝土达 到脱模强度后 ， 松开侧模连接螺栓 ， 转动侧模拉杆 ， 先 拆除端模 、 内侧模 ， 最后拆除外侧模。为解决梁端下凸 部 分在 施加 预应 力 时底 模 对 梁 约束 ， 在 槽 形 梁 底模 下 凸变截 面处设 置 压缩 橡 胶 条 ， 使 底模 2个 小 斜 面 在槽 形梁张拉受力压缩后可相应向跨 中方 向产生位移 ， 有 效地防止了梁体和底模 的损伤。 3 3钢 筋施 工 钢筋弯制成型主要在钢筋加工棚 内完成。钢筋绑 扎在预扎架上进行， 腹板与底板钢筋 ( 含 防落梁挡块 、 防风预埋件 、 接触网基础预埋件、 制孔胶管、 竖墙预埋钢 筋 、 防 护墙 预 埋 钢 筋 等 ) 一 同 在 预 扎 架 上 实 施 预 扎 。 3 4 铁道建筑 整修底 模 安装支座预埋板 安装外侧 模板 吊装粱体钢筋I 梁体钢筋预扎 横 向管道 、 防落梁预埋件调校 安装 端模 端模整修 、 安装锚板 安装内侧模 安装调校防风预埋件 梁体混凝土灌筑 卜 拌制混凝土 梁 体混凝土养护 抽 拔橡胶管 拆 除端模 及 内侧模 穿钢 绞线 槽形粱带模预 张拉 拆除外侧模 初张拉 移梁 至存梁 区 槽形梁 纵向终张拉 横 向第 一次张拉 纵 向预应力束割丝 横 向第 二次张拉 横 向预应力钢筋 切除 纵 横 向管道压浆 锚 穴封堵 泄水管安装 ， 梁体 检查入库 t 出场 检验 图 3 后张法槽形梁预制施工工艺流程 钢 筋 吊装采 用 2台 2 2 5 t 龙 门 吊整体 吊装 入模 。 3 4混凝 土施工 工艺 1 ) 槽 形 梁各部 位 混凝 土 强度 等 级 、 弹性 模 量 及 混 凝土性质见表 1 ， 梁体 C 5 5混凝土配合 比见表 2 。 图 4 槽形梁模型构造 2 ) 混凝 土灌 筑 和振 捣 ： 槽 形 梁混 凝 土采 用拌 和 站 直泵灌 筑方 式 ， 灌 筑 按 照 “ 一 端 向另一 端 、 左 右腹 板 及底 板交 错对 称分 层分 段 ” 的原则 进 行 。 即采 用 布料 机以水平分层 ( 分层厚度不大于 3 0 0 m m) 、 斜 向分段 ( 工 艺斜度 为 1 ： 41 ： 5 ) 的工 艺从 槽 形 梁 一 端 向 另一 端 、 左右腹 板及 底板 交 错对 称 布 料 、 连 续灌 筑 ， 一次 成 型 。灌筑 时 间应控 制在 6 h以 内 ， 并 不 能超 过 混 凝 土 的初 凝 时问 。 灌筑 顺序 为首先 灌筑第 一节 段腹 板与 底 板倒 角处 ( 1 ， 2 ， 3 ， 4层 ) 混 凝 土 ， 再进 行 底 板 第 一层 混凝土灌筑( 5层) ， 然后继续灌筑腹板( 6 ， 7 ， 8 ， 9层) ， 随后灌筑 第二 节段 腹板 与 底 板倒 角 处 混 凝 土 ， 之 后灌 筑第一节段腹板及底板 ( 1 0 ， 1 1 ， 1 2层 ) 。当腹 板灌筑 到顶面后 ， 进 行最后 一层底 板混 凝土 的灌 筑 ， 第二 节段 及后续节段的灌筑顺序依此类推。按 4 m的分段长度 在左右侧腹板及底板之 间交错布料完成灌筑， 梁体混 凝 土灌 筑顺序 及工艺 详见 图 5 。梁 体 混凝 土 主 要采 用插入式振动棒振捣 ， 并辅 以侧振 和底振。选择模 板 温度 在 53 5 的 时 段灌 筑 预 制 梁混 凝 土 ， 应 尽 可 能安排傍晚灌筑而避开炎热的 白天。在相对 湿度较 小 、 风 速较大 的环境 下 ， 应 采 取 喷雾 、 挡 风等 措 施 或 在 此时 避免灌 筑有较 大面 积混凝 土暴 露 的桥面板 。 1 3 I 16 3、 5 一， 4 1 2 图 5 槽形 梁混凝土灌筑横截面顺序 表 1 槽 形梁各部位混凝土强度等级 、 弹性模量及混凝土性质 2 0 1 5年第 1 2期 王 强 ： 后张法预应力混凝土铁路桥槽形 简支梁预制施 工技术 3 5 3 5混凝 土养 护 由于槽形 梁 预制 位 置 处 于 大 风 干燥 环境 ， 因此 预 制梁 混凝 土在 环境 日平 均 气温 高于 5 或 日最低 气 温 高于 一 3情况下采用养护剂加覆盖养护 和洒水 自然 养护两种养护方式 ， 确保混凝土强度 良性发展。 3 6预 应力 施 工 槽形梁纵向锚固体 系采用 自锚式拉丝体 系， 锚具 采用夹片式群锚 ， 预应力钢绞线采用 预应力混凝 土 用 钢绞 线( G B T 5 2 2 4 -2 0 0 3 ) 中 1 7 1 5 2 1 8 6 0规 格 的钢 绞线 。当梁 体混凝 土 强度 、 弹性 模量 、 龄 期达 到 设计 要 求后 ， 采 用 预 张拉 、 初 张拉 、 终 张拉 三 次 张 拉 工 艺 。横 向预应力 筋 采用 直 径 2 5 m m P S B 8 3 0预应 力 混 凝土用钢筋 ， 采用单端张拉工艺。 1 ) 梁体纵向钢绞线束终张拉程序 0 一 初应 力 0 2 ( 作 伸 长值 标 记 ) 一 1 0 ( 测 伸 长 值 、 持 荷 2 m i n ) 一 回油 、 锚 固 ( 测 量 总 回缩 量 、 测 夹 片外露 量 ) 。 2 ) 梁体横 向精轧螺纹钢张拉程序 ： 横 向精 轧螺 纹钢筋的张拉在纵向张拉完成后进行。横向张拉采 用二 次 张拉工 艺 。第 二 次 张拉 在 第 一 次 张拉 完 成 1 d 后 进行 。 第一次张拉 ： 0 一初应力 0 1 ( 测油缸外露量 ) 一 0 2 一 张拉 至 1 0 ( 持 荷 2 m i n ， 测 油 缸 外 露 量 、 计 算 伸 长量 ) 一 锚 固 、 回油 ( 测 量 总 回缩 量 ) 。 第 二 次 张 拉 ： o 一 初 应 力 0 5 一 1 0 ( 持 荷 2 mi n ) 一 锚 固、 回油 ( 测量 总 回缩量 ) 。 3 7 管 道压 浆 槽形梁终张拉完成后进行管道压浆 ， 横 向预应力 螺纹 钢 筋二 次张 拉 完 成 后及 时 进行 压 浆 、 封 锚 。管 道 压浆 采 用真 空辅 助压 浆工 艺 。 3 8 封 锚 槽 形梁 终张 拉 后 ， 应 尽 快 进 行 封 锚 。槽 形 梁 封 锚 采用强度等级不低 于 C 5 5干硬性补偿 收缩 混凝土进 行填 塞 。 3 9槽 形梁 吊装 存 放 吊点设 在梁 端腹 板 内侧 梁底板 上 ， 存梁 、 顶 梁及 运 输 支点 应设 置在 梁端 横 梁下 方 ， 并 应避 开支 座 ， 距梁 端 距离 0 6 m， 距 腹 板 外 侧距 离 1 0 m。槽 形 梁 存 梁 及 吊装 采用 2台 2 2 5 t 龙 门 吊 ， 初 张 拉 后 吊 离 制 梁 台 座 ， 终张 拉 完成 并且 管 道 内浆 体 强 度达 到 设 计 强 度 后 才 能 出库 。 3 1 0静载试 验 槽 形梁 静 载试 验采 用 自平衡 式钢 箱梁 加力 桁架 配 合 千斤 顶加 载 。 采用在腹板上施加三点等效集中力来模拟槽形梁 纵 向受力 特征 ， 加 载 点纵 向问 距 4 m， 千 斤顶分 别 放置 在两腹板 中心线上。静载试验按照 预应力混凝 土铁 路桥简 支梁静 载弯 曲试 验 方法及 评定 标准( T B T 2 0 9 2 -2 0 0 3 ) 进行 。具体布置见图 6 。 3 9 5 4 0 0 4 0 0 3 9 5 P 图 6腹板纵 、 横 向加 载示 意( 单位 ： c m) 4 结 语 在新 疆戈 壁滩 干燥 、 温差 大 的恶劣 环境 下 ， 采 用如 下 预制施 工工 艺 ， 有效地 保证 了槽 形梁 产 品质量 。 1 ) 制梁台座采用条形基础 ， 整 体式外 侧模结构 ； 钢筋 采 用整体 预扎 及 吊装工 艺 。 2 ) 混凝土灌筑按照 “ 一端向另一端、 左右腹板及 底板 交错 对称 分 层 分 段 ” 原则 进 行 施 工 ， 大 风 干 燥 环 境采 用养 护 剂 加 覆 盖 养 护 和 洒 水 自然 养 护 两 种 养 护 方 式 。 3 ) 采用预张拉、 初张拉 、 终张拉三次张拉工艺。 4 ) 槽形梁存梁及吊装采用 2台 2 2 5 t 龙 门吊。 5 ) 槽形梁静载试验采用 自平衡式钢箱梁加力 桁 架 配合 千斤 顶加 载 。 参 考 文 献 1 中华人 民共 和国铁道 部 铁 科技 函 2 0 0 4 1 2 0号 客 运专 线 预应 力混凝 土预制梁暂行技术条 件 s 北 京 ： 中国铁道 出版社 ， 2 0 0 4 2 中华人 民共 和国铁道部 T B T 2 0 9 2 -2 0 0 3 预应 力混凝土 铁路桥 简支 梁静 载弯曲试 验方法及 评定标 准 S 北 京 ： 中 国铁道 出版社 ， 2 0 0 3 3 冯上华 大风多发地 区高速铁 路简支 槽形梁 预制关键 技术 研究 J 河南科技 ， 2 0 1 3 ( 3 ) ： 2 9 3 0 4 汪建文 麦加地铁 2 5 m U形先 张梁施工技术 J 铁道标准 设 计 ， 2 0 1 0 ( 6 ) ： 7 2 7 5 5 张宇宁 先张法预应力槽形梁设计 与施 工技术研究 D 成 都 ： 西南交通大学 ， 2 0 0 9 6 林 国辉 兰新线槽形梁静载试 验架 的设计 与优化 J 公路 与汽运 ， 2 0 1 3 ( 1 ) ： 1 6 0 1 6 2 ( 责任 审编 赵其文)