海外鐵路工程建設(shè)中的T梁預(yù)制與架設(shè)施工技術(shù)

劉海軍

中交二公局鐵路建設(shè)有限公司

1 工程概況

內(nèi)馬鐵路一期工程位于肯尼亞境內(nèi)，起于內(nèi)羅畢南站，終于奈瓦沙，是一條標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路，起點(diǎn)接軌于蒙內(nèi)鐵路（蒙巴薩至內(nèi)羅畢）內(nèi)羅畢南站DK468+050，終點(diǎn)至奈瓦沙。其中，7標(biāo)段起訖里程DK0+000～DK39+333，長39.333km。預(yù)制工程包含32m通橋（2016）2101后張梁382孔（764片），總計(jì)預(yù)制梁382孔。T梁類型具體有32m、24m、16m單線梁三種形式。全部為單線梁。

2 T梁預(yù)制施工技術(shù)分析

2.1 施工方案

T梁預(yù)制施工環(huán)節(jié)，模板選用的是整體式模板；鋼筋在專用綁扎胎具上綁扎；混凝土澆筑遵循的是一次成型的原則，根據(jù)施工要求生產(chǎn)適量質(zhì)量達(dá)標(biāo)的混凝土，再利用運(yùn)輸車轉(zhuǎn)運(yùn)至現(xiàn)場后，用龍門吊吊裝入模，澆筑期間輔以振搗措施（以附著式振動(dòng)器為主、振動(dòng)棒為輔），隨后蒸汽養(yǎng)護(hù)成型[1]。

T梁預(yù)應(yīng)力施加采取分階段（2次）的方法：待梁體混凝土強(qiáng)度滿足初張拉強(qiáng)度要求時(shí)，組織一次張拉作業(yè)；隨后移梁至存梁臺(tái)座處，對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、彈性模量進(jìn)行全面的檢查，若滿足要求并且具有足夠的齡期，則組織第二次張拉作業(yè)。隨后測(cè)定張拉上拱值，若各方面均滿足要求，則進(jìn)入移梁架梁施工環(huán)節(jié)。

2.2 鋼筋加工及安裝

鋼筋到場后，做全面的質(zhì)量檢查，若存在彎曲現(xiàn)象則調(diào)直，同時(shí)清理附著在鋼筋表面的油漬等雜物。在指定加工廠由專員彎制鋼筋，在臺(tái)座上綁扎，以此形成完整、穩(wěn)定的鋼筋骨架。梁體鋼筋最小凈保護(hù)層的厚度控制主要考慮兩方面，頂板頂層為30mm，除此之外的其他部分均按35mm設(shè)置。對(duì)于布設(shè)在橋面泄水孔處的鋼筋，為了避免與泄水孔發(fā)生干擾，可以在許可范圍內(nèi)對(duì)其位置做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并輔以螺旋筋，從而起到加強(qiáng)的作用。

縱向預(yù)應(yīng)力孔道施工采用的是抽拔橡膠管成孔的方法，通過定位網(wǎng)的應(yīng)用精準(zhǔn)控制管道的坐標(biāo)。橡膠管在跨中處套接密封，保證其具有足夠的嚴(yán)密性，防止出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象；對(duì)于橡膠管的外懸部分，則采取支撐措施以避免下垂。

待梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到4～8MPa后抽拔橡膠棒，要求全程富有秩序性，不可損傷混凝土管壁。橫向預(yù)應(yīng)力孔道的材料為無縫鋼管，要求壁厚為4.5mm；自混凝土澆筑結(jié)束算起，約經(jīng)過1.5h～2h后旋轉(zhuǎn)鋼管，以免其與混凝土固結(jié)；待澆筑結(jié)束4～6h后緩慢向上拔出鋼管。

2.3 支座板安裝

安裝前做全面的檢查，主要需滿足如下要求：螺栓中心位置偏差≯2mm；螺栓外露長度達(dá)標(biāo)；螺栓表面得到有效地防護(hù)處理（即鋅鉻鍍層處理）；支座邊緣的高差≯1mm。若各方面均無誤則正式進(jìn)入支座安裝環(huán)節(jié)，利用熱彎工藝處理其與連接板連接部位的錨固筋直角。

2.4 模板安裝

以龍門吊為主要裝置，人工輔助作業(yè)，精準(zhǔn)安裝整體式模板。模板接縫處理為細(xì)節(jié)工作，尤為關(guān)鍵的是側(cè)模與底模的銜接，該處不可產(chǎn)生縫隙，否則在混凝土澆筑施工期間將漏漿。在側(cè)模板下端設(shè)圓角（按直徑5cm的標(biāo)準(zhǔn)控制），其與底模鋼板交接部位設(shè)10mm厚的止水橡膠條，按1.5m的間距依次設(shè)置螺絲，起到緊固的作用，使其擰緊至護(hù)邊角鋼處。

考慮到模板的整體穩(wěn)定性要求，在兩側(cè)每160cm設(shè)楔槽加固裝置，并每隔4m設(shè)一處拉桿，在螺母的作用下將模板與底部槽鋼拉緊，從而增強(qiáng)模板的穩(wěn)定性，以免其在混凝土澆筑時(shí)發(fā)生上浮現(xiàn)象。

2.5 混凝土澆筑

（1）混凝土澆筑的是遵循連續(xù)性原則，澆筑時(shí)間在3.5h內(nèi)。因施工安排而需要2片T梁同步澆筑時(shí)，為保證施工的順暢性，分別為各梁適配3臺(tái)混凝土輸送車。

（2）混凝土對(duì)溫度較為敏感，不同溫度下的混凝土性能也有所變化，因此施工期間利用紅外線測(cè)溫儀檢測(cè)，根據(jù)實(shí)際結(jié)果采取控制措施，要求溫度穩(wěn)定在5℃～35℃。

（3）以“縱向分段、水平分層”的方法澆筑混凝土，振搗環(huán)節(jié)以高頻附著式振搗器為主，利用插入式振搗棒輔助作業(yè)，切實(shí)提高混凝土的密實(shí)度。振搗力較強(qiáng)，為避免模板和預(yù)應(yīng)力管道受損的情況，要求工作人員精準(zhǔn)控制振搗設(shè)備的作業(yè)點(diǎn)位，以免與此類結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞。各模板分別適配2臺(tái)高頻變頻柜，各自拖掛20臺(tái)附著式振搗器，從一端開始逐步向另一端推進(jìn)，有序澆筑混凝土。

如圖6，應(yīng)用層中包含多個(gè)功能模塊，并且各模塊之間相互獨(dú)立，通過Spring MVC向表示層提供統(tǒng)一的訪問接口，在接收到表示層請(qǐng)求之后，根據(jù)Spring MVC的控制器分發(fā)請(qǐng)求，直接調(diào)用對(duì)應(yīng)的模塊進(jìn)行其中的業(yè)務(wù)邏輯處理，同時(shí)這一過程有著Spring的管理與Mybatis對(duì)象關(guān)系映射，從而能夠完成接收請(qǐng)求，分發(fā)請(qǐng)求，業(yè)務(wù)處理，訪問數(shù)據(jù)源，模型生成，視圖填充以及給予響應(yīng)的完整過程[9]。

（4）經(jīng)混凝土澆筑后測(cè)定其實(shí)際強(qiáng)度，待實(shí)測(cè)值達(dá)到4～8MPa后方可拔出橡膠管，隨后及時(shí)清理孔道，使孔道保持潔凈、穩(wěn)定的狀態(tài)。

2.6 預(yù)應(yīng)力施工

（1）鋼絞線進(jìn)場時(shí)組織彈性模量和力學(xué)性能試驗(yàn)，通過此途徑判斷各批號(hào)鋼絞線的質(zhì)量情況。預(yù)應(yīng)力錨具、夾具和聯(lián)結(jié)器進(jìn)場時(shí)，以抽檢的方式做質(zhì)量檢查，重點(diǎn)考慮外觀質(zhì)量和錨具組裝件靜力兩方面。

（2）穿束前先做足準(zhǔn)備，利用壓力水清理賦存在孔道的雜物；隨后用風(fēng)吹干孔道內(nèi)的水分，使其保持干燥的狀態(tài)。

（3）預(yù)應(yīng)力施工前全面清理殘留在錨具下支撐墊板處的灰漿，同時(shí)需避免管道口堵塞等問題；穿束所用設(shè)備為專用穿束機(jī)，由專員操作，嚴(yán)格控制兩端的外露長度，保證兩部分具有一致性。

（4）預(yù)應(yīng)力張拉環(huán)節(jié)，采取的是逐級(jí)有序張拉的方法，具體為：“10%σcon→20%σcon→100%σcon→持荷5min→錨固”。

2.7 管道壓漿封錨

鋼絞線張拉完成后，在隨后的2d內(nèi)及時(shí)組織管道壓漿作業(yè)，此環(huán)節(jié)所用漿液的強(qiáng)度等級(jí)至少達(dá)到M40，以真空壓漿機(jī)為主要施工設(shè)備。壓漿作業(yè)前全面清理管道內(nèi)的雜物和積水，并以壓漿時(shí)間為準(zhǔn)，提前1d用水泥砂漿封錨，后續(xù)密切關(guān)注該材料的強(qiáng)度，滿足要求后方可正式壓漿。

封堵環(huán)節(jié)所用材料為C55無收縮混凝土；對(duì)于錨圈與錨墊板間所形成的接縫，防水處理為重點(diǎn)內(nèi)容，采用的是聚氨酯防水涂料[2]。經(jīng)封錨混凝土的澆筑作業(yè)后，若其達(dá)到初凝狀態(tài)則進(jìn)入養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，即在混凝土面上覆蓋濕麻袋，初期每2h灑水一次；待養(yǎng)護(hù)時(shí)間達(dá)到3d后將養(yǎng)護(hù)間隔時(shí)間延長至4h，持續(xù)養(yǎng)護(hù)7d。養(yǎng)護(hù)過程中通過濕麻袋的應(yīng)用以及灑水措施的落實(shí)，可以有效保證混凝土溫濕度的合理性。

3 T梁架設(shè)施工技術(shù)分析

各跨橋梁含2片T梁，預(yù)制成型后，若滿足質(zhì)量要求則轉(zhuǎn)至施工現(xiàn)場，利用TJ165型鐵路架橋機(jī)將相應(yīng)T梁架設(shè)至指定位置。

TJ165型鐵路架橋機(jī)為關(guān)鍵施工設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)將直接對(duì)架梁效果帶來影響，主要的工作條件為：設(shè)備所在處的海拔高度≤2000m；施工現(xiàn)場的氣溫穩(wěn)定在-20℃～＋50℃；設(shè)備運(yùn)行階段現(xiàn)場風(fēng)力等級(jí)不超過6級(jí)；配套完善的照明設(shè)施，以滿足夜間施工要求。

3.1 安放倒裝龍門吊

龍門吊與橋臺(tái)位置控制在300m～1000m，要求左、右支腿與線路中線的距離一致，兩者產(chǎn)生的差值不可超過10mm；精細(xì)化調(diào)整支腿的高程，差值不可超過4mm；為保證龍門吊可穩(wěn)定運(yùn)行，要求支腿底面所處位置具有穩(wěn)定性與平整性，因此提前采取夯實(shí)處理措施，并在基底處設(shè)置枕木用于改善受力條件，避免局部受力過于集中的情況[3]；對(duì)于龍門吊的距離控制，視橋梁跨度而定，以32m梁為例，其吊距以28m較為合適。

3.2 架橋機(jī)主機(jī)（1#車）對(duì)位

橋頭的相關(guān)工作均完成后一號(hào)車前行對(duì)位，要求0號(hào)柱前后左右均能夠維持豎直的狀態(tài)。

在一號(hào)車對(duì)位的過程中同步完成換裝T梁作業(yè)，主要流程為：利用機(jī)車推動(dòng)運(yùn)梁列車，使其可以精準(zhǔn)到達(dá)龍門吊處；全面檢查梁上防水蓋板等相關(guān)裝置的高度，不可超過擋渣頂，否則應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取處理措施；經(jīng)前述各項(xiàng)工作后，T梁方可在安全的前提下有序通過架橋機(jī)的一、二號(hào)柱。隨著T梁的逐步前行，待其到達(dá)龍門吊相應(yīng)位置后方可適當(dāng)下放。此后，龍門吊吊裝T梁，拉出裝梁空平板車；進(jìn)一步調(diào)整二號(hào)車的位置，使其到達(dá)龍門吊吊起橋梁的下方，若精準(zhǔn)就位則可以將梁倒裝至二號(hào)車。

二號(hào)車裝車后檢測(cè)并精確調(diào)整梁前端懸出的部分，該長度應(yīng)當(dāng)滿足要求，通常懸出端最低處距軌面的凈高度需要達(dá)到1.8m及以上，若不滿足該要求則利用墊木做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；待T梁精準(zhǔn)就位后設(shè)置支撐裝置，用于提高T梁的穩(wěn)定性，具體采取的是在拖梁小車與軌面間設(shè)木楔的方法。

若前述各項(xiàng)工作均完成則運(yùn)行二號(hào)車，使其以10km/h～20km/h的速度行駛，隨著與一號(hào)車距離的縮近，待快要接近一號(hào)車時(shí)在原速度的基礎(chǔ)上減速，直至穩(wěn)定在5km/h為止。此時(shí)，精準(zhǔn)調(diào)整二號(hào)車的位置，使其能夠與一號(hào)車聯(lián)掛。關(guān)于架橋機(jī)施工如圖1所示。

圖1 架橋機(jī)施工圖

3.3 過孔架梁

收3號(hào)柱，銷接1號(hào)行車，1號(hào)柱；2號(hào)行車、2號(hào)柱；1號(hào)行車、2號(hào)走行機(jī)構(gòu)共同驅(qū)動(dòng)橋機(jī)縱移至1號(hào)柱與2號(hào)柱距17m處。啟用2號(hào)車和1號(hào)車，兩者協(xié)同運(yùn)行，共同驅(qū)動(dòng)機(jī)臂縱向移動(dòng)，直至0號(hào)柱到達(dá)前墩臺(tái)處為止。支0號(hào)柱，支3號(hào)柱，收起2號(hào)柱并前移至架梁位。收起1號(hào)柱，啟用1號(hào)車，在其驅(qū)動(dòng)作用下帶動(dòng)1號(hào)柱以使得該結(jié)構(gòu)可以精準(zhǔn)就位，此時(shí)支起1號(hào)柱，收起0號(hào)柱。在運(yùn)梁臺(tái)車的作用下將32m梁轉(zhuǎn)至1號(hào)行車吊梁位置，此時(shí)利用1號(hào)行車穩(wěn)定吊裝梁片的一端，再與后梁車協(xié)同運(yùn)行，直至2號(hào)車可以吊起梁體的另一端為止。在前述基礎(chǔ)上2號(hào)行車向前移動(dòng)，若到達(dá)落梁縱向位置則以緩慢的速度下放梁體，期間加強(qiáng)對(duì)梁體與橋臺(tái)最高點(diǎn)距離的檢測(cè)，若該值減小至200mm（或者適當(dāng)增多）時(shí)停止落梁，將支座穩(wěn)定設(shè)置到位，并以橫移的方式調(diào)整機(jī)臂（移動(dòng)距離為1000mm），滿足要求則落梁。待支撐防護(hù)裝置具有足夠的穩(wěn)定性后方可卸下吊梁繩具。此后，再按照如下流程有序操作：機(jī)臂橫移（距離依然為1000mm，以確保機(jī)臂可以恢復(fù)至原位）→重復(fù)架第二片梁→設(shè)置橫聯(lián)板并加固（以焊接的方法為宜）→鋪設(shè)橋面軌→重復(fù)鋪軌、過孔、架梁。

4 結(jié)束語

在鐵路工程建設(shè)中，因T梁集中預(yù)制、現(xiàn)場拼裝的施工模式具有便捷、高效的特點(diǎn)而取得廣泛的應(yīng)用，能夠在保證鐵路工程建設(shè)質(zhì)量的前提下縮短施工時(shí)間，兼顧質(zhì)量和效率的雙重要求。本文認(rèn)為，在工程施工中，工作人員應(yīng)當(dāng)精準(zhǔn)把握T梁預(yù)制、架設(shè)等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵施工技術(shù)，形成流水化施工作業(yè)模式，充分增強(qiáng)綜合施工效果。