預應力混凝土連續梁長線法節段預制施工工藝

■ 李愛國

0 引言

橋梁節段預制膠接拼裝技術在國外已非常成熟，是節段拼裝橋梁的主要施工方法。近年來，我國公路橋梁工程也在應用此技術，如上海明珠線、蘇通大橋、廈門BRT等，但在鐵路橋梁工程方面應用較少，2013年黃韓侯鐵路芝水溝特大橋是首次在鐵路橋梁建設中采用預制膠拼法施工，該橋為64 m跨簡支箱梁。預應力混凝土連續梁長線法節段預制（簡稱長線法）是橋梁節段預制膠接拼裝技術中的預制梁的方法[1-4]。

長線法制梁是在一個整跨的臺座上進行，臺座頂面的線型完全按設計的梁底預制線型設置，每段梁在臺座上預制的位置與架設成橋后的位置完全對應一致。每節梁段匹配預制，即前一段已預制節段的端面作為后一節段的端模，前一節段出現的偏差可以通過后一節段及時得到調整，不至于積累偏差，因而能很好地保證成橋線型。

鄭阜高鐵ZFZQ-4標段周淮特大橋跨新運河的3×（40+56+40）m連續梁，是我國首座采用長線法施工的鐵路連續梁橋。基于此工程項目，總結和分析長線法在鐵路橋梁施工中的應用經驗和關鍵點。

1 梁體構造及預制工藝設計

1.1 梁體構造

周淮特大橋跨新運河的3×（40+56+40）m連續梁為單箱、單室、變截面結構，梁頂寬12．6 m，梁底寬6．7 m，0#段梁高4．35 m，等高段梁高3．05 m。每聯連續梁分為32個預制梁段，三聯共計96個預制節段，梁體節段長度從4．0 m到4．5 m不等，節段最大質量為0#段的190 t，合龍段位于跨中，長度1 m，現澆法施工。連續梁的構造見圖1，梁體節段尺寸見表1。

圖1 連續梁構造（半聯）

表1 梁體節段尺寸表m

1.2 預制梁工藝設計

1.2.1 長線法制梁過程和特點

長線法制梁是設置與跨長相當的預制臺座，臺座上的底模安裝完畢后一般不再進行調整（或逐跨進行調整使其與預制線型一致），其線型即為橋梁節段的預制線型，考慮橋梁設計線型和出于施工、自質量、收縮徐變等因素而設置預拱度。側模隨制作節段在臺座兩側移動，依次澆筑端節塊、中間塊，澆筑后一節段時前一節段的后端面作為后一節段的前端面，逐塊地在臺座上匹配預制橋梁節段。

長線法預制梁體節段具有如下特點：

（1）幾何形狀及施工質量易于控制。

（2）偏差不會累積，對于已制梁段形成的偏差可以通過下一個梁段及時調整，而且還可以多點同時匹配預制，加快施工進度。

（3）一次性投入少，適合工程量較少的節段預制施工。

1.2.2 場地設計及資源配置

預制場占地約6 700 m2（10畝），分為鋼筋加工區、鋼筋綁扎區、制梁區、存梁區、提吊拼裝5個區域（見圖2）。鋼筋綁扎區設置2個鋼筋綁扎胎具，1個用于等截面梁段，1個用于變截面段，鋼筋骨架在胎具內綁扎成型后由20 t龍門吊整體吊入模板內（見圖3）。制梁區布置1條長線制梁臺座，長度滿足一次制梁半聯（16個節段）的需求。配置1臺20 t龍門吊機，配合進行模板吊裝和混凝土澆筑等，配置1臺200 t龍門吊，用于梁體節段的吊運。

1.2.3 模板配置

等高度梁段配置模板2套，變高度梁段配置模板1套。外模采用液壓整體可調式走行模板，內模為便于安裝和拆卸，設計為液壓可調式組合模板，脫模后采用卷揚機整體拖出。端模為整體鋼模，通過螺栓與底模和側模聯接，端模安裝有可拆卸式的剪力鍵和錨盒的模具。

2 工藝流程

預應力混凝土連續梁長線法節段預制工藝流程見圖4。

實際作業中，先在長線臺座上預制9#、0#、6'#節段，然后匹配預制剩余節段（見圖5）。預應力混凝土連續梁長線法節段預制施工的具體步驟如下：

第1步，預制9#、0#、6'#段；

第2步，用9#作為匹配段預制8#段，用0#段作為匹配段預制1'#段，用6'#段作為匹配段預制5'#段；

第3步，用8#段作為匹配段預制7#段，用1'#段作為匹配段預制2'#段，用5'#段作為匹配段預制4'#段；

第4步，以2'#和4'#段為匹配段預制3'#段，以7#段為匹配段預制6#段，以0#段為匹配段預制1#段，提走9#段和6'#段至存梁區；

圖2 預制場布置圖

圖3 鋼筋整體綁扎吊裝

圖4 節段預制工藝流程

第5步，同理匹配預制5#、4#和2#段，提走8#、7#、5'#、4'#段至存梁區，將主跨側側模移到邊跨側，預制下一聯9#段；

第6步，以4#和2#段為匹配段預制3#段，以下一聯9#段匹配預制下一聯8#段；

第7步，同理預制下一聯7#段，提走1#—5#段，進行下一聯0#和6'#段的預制；

第8步，重復以上步驟，直至梁段全部預制完成。

3 質量保證措施和施工工藝操作要點

3.1 質量保證措施

梁段預制長線法施工需嚴格執行Q/CR 9207—2017《鐵路混凝土工程施工技術規程》、TB 10752—2010《高速鐵路橋涵工程施工質量驗收標準》、Q/CR 9603—2015《高速鐵路橋涵工程施工技術規程》、TB 10424—2010《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》及圖紙要求。并關注以下質量保障措施[5]：

圖5 梁段預制長線法施工的主要步驟示意圖

（1）制梁過程中的測量控制是保證制梁精度的關鍵，在預制場設立獨立的平面坐標系和高程控制網絡，用于測設預制梁段基線和各控制點的位置及高程。

（2）采用大塊整體鋼模，減少接縫，增強模板平整度，加強模板清理整修，脫模劑涂刷均勻。

（3）嚴格掌握振搗強度和振搗時間，插入振搗時做到“快插慢拔，邊振邊拔”的原則，不漏搗、不重搗、不觸模振搗。

（4）嚴格控制預埋件、預留孔洞的中心位置及高程，并將中心線及高程線標注于模板內面或鋼筋架上。

（5）在存放和運輸過程中，用于支承梁段的橡膠墊應保持干凈，以防梁段外表受污染。

3.2 操作要點

（1）端頭段預制。將9#、0#、6'#梁段作為端頭段，安裝端模，原位綁扎鋼筋后澆筑（見圖6）。端頭段為箱梁的起始節段，施工前需精確定位。

（2）刷隔離劑。為保證待澆段混凝土與匹配節段混凝土（新、舊混凝土）能很好的分離，要在匹配面涂刷隔離劑。隔離劑采用石灰粉+精面粉+水拌合而成，均勻涂刷2遍，在節段分離后，應用鋼絲刷和清水清理干凈。

（3）鋼筋綁扎及鋼筋吊裝。為提高工作效率，除端頭段外，長線臺座上鋼筋均在綁扎胎具上提前綁扎成型，整體吊裝。為防止起吊點處綁線脫落、鋼筋變形，對吊點附近的鋼筋進行點焊聯結。無論是端頭段原位綁扎鋼筋，還是胎具上鋼筋整體吊裝，均應嚴格檢查鋼筋綁扎質量。

（4）波紋管連接。待澆梁段預應力孔道一端用單錐形橡膠塞與端模連接，一端用雙錐形橡膠塞與匹配節段孔道連接。

圖6 端模安裝與梁段澆筑

（5）混凝土澆筑。混凝土通過混凝土運輸車運送到梁段位置，由泵車分段分層連續進行澆筑，先澆筑底板，再澆筑腹板及頂板。澆筑底板時利用串桶下料，澆筑腹板和頂板時混凝土從頂部下料口入模，控制振搗時間和振搗強度確保混凝土梁內實外美。

（6）吊離節段。當梁段預制一定數量后，可將已制完的梁體吊離臺座，但要保證吊離節段與待生產節段有2個節段的間隔。

（7）梁段修整。節段吊離后需要對涂刷的隔離劑進行打磨和清洗，對接縫處混凝土表面的污跡、雜物清理干凈，對剪力鍵混凝土進行嚴格清洗。

（8）箱梁養護。待混凝土終凝后，使用土工布對箱梁底板、頂板進行覆蓋并灑水養護，內外箱采用全自動噴淋養護，根據氣溫狀況，調整自動噴淋時間，使梁段始終處于濕潤狀態，養護天數不少于14 d。

4 箱梁預制關鍵施工技術

4.1 制梁臺座布置

（1）梁底線形。根據壓縮量和反拱度設置底模線形，每孔梁施工完畢進行復核。底模設置4個高程點和2個軸線點，反拱數值按拋物線y=ax2+b設置。

（2）變截面匹配預制。采用型鋼桁架與混凝土臺座相結合來實現變高截面的預制（見圖7）。

（3）曲線預制。根據設計圖紙，將長線制梁臺座底模按折線布置。根據曲線上的控制點安裝底模，使箱梁預制時趨向于曲線（對整孔而言，每個梁段仍為直線），觀測塔仍按直線布置，便于線形控制。理論上預制出的箱梁本身就與架梁線形一致。

圖7 匹配預制與梁段吊裝

4.2 模板精度控制

端模頂底部各設置1個中線控制點，頂部設置2個高程控制點，端模調整時必須保證2個中線點位于基線上，頂部的2個高程點與設計高程相同，端模的垂直度采用垂球來調整。內外模以端模和底模為基準進行安裝，內外模安裝完成后，用尺量邊長和對角線來復核模板安裝精度。

4.3 線形控制

（1）平面控制網。根據現場施工需要，在梁場范圍內布設4個控制點，其中2個在測量塔中心，另外2個點在梁場兩側不受施工干擾處選點，保證視線不受阻擋。

（2）高程控制網。建立二等閉合線路高程控制網，梁頂設置4個高程控制點，制梁施工中對控制網定期復核。

（3）測量控制點布置。每一節段設6個測量控制點，其中4個用作高程控制，分別標識為A、B、C、D；2個用作軸線控制，標識為E、F。

5 結束語

周淮特大橋跨新運河3×（40+56+40）m連續梁于2017年4月開始施工，2017年12月施工完成，因為長線法節段預制施工工藝的成功運用，改善了混凝土澆筑和養護環境，降低了作業人員的勞動強度，提高了生產效率，減少了對環境的不利影響，大大提高了梁體施工精度，具有很高推廣價值，可為后續類似工程提供借鑒。