高鐵工程中的預應力混凝土連續梁施工工藝

摘要：在鐵路橋梁工程中，連續梁橋是較為典型的橋梁結構，其具有結構穩定可靠、施工便捷、干擾因素小、施工效率高等應用優勢，但其施工要點較多，對工程人員的施工技術水平提出較高的要求。以某高鐵特大橋工程為背景，對其中的預應力混凝土連續梁施工工藝展開分析，提出施工中的關鍵作業要點。

關鍵詞：高鐵橋梁;預應力混凝土連續梁;施工工藝

1" "工程概況

某高速鐵路特大橋，上部為（55m+90m+55m）預應力混凝土變截面連續箱梁，主墩墩頂梁高5.5m，其中墩頂3.5m長，跨中2m長，邊跨端部10.92m長，三部分均為等高梁段。橫橋向箱梁均采用的是單向單室結構形式，懸臂3.95m，頂板、底板寬分別為16.4m、8.5m。

2" "預應力混凝土連續梁施工工藝

2.1" "0#塊施工

2.1.1" "0#塊支架類型及所需承受荷載

0#塊施工所用支架采用的是落地鋼管樁支架，其需具有足夠的穩定性，應能夠有效承受0#塊模板、混凝土以及施工荷載。在該支架設計中考慮到荷載類型較多，包含混凝土自重、施工機具以及人員的質量、沖擊荷載等，據此確定具有可行性的支架設計方案。

2.1.2" "0#塊模板的組成

模板包含四大部分，即底模、外側模、內模以及端頭模，其中前三者均采用的是掛籃定型鋼模板。局部的倒角以及人洞處采用竹膠合板，但考慮到部分區域預留鋼筋較密的特點，在設置板端模板時采用的是厚度為6mm的鋼板。待端模安裝到位后，取適量泡沫膨脹劑用于封堵鋼筋孔周邊的縫隙。

2.1.3" "支架預壓

模板安裝到位后，為消除其非彈性變形并準確測定具體的彈性變形量，需要組織預壓工作。加載量取箱梁恒載的1.2倍，堆載物選用的是砂袋。

2.2" "鋼筋制作與安裝

鋼筋是重要原材料，根據要求提前將其在加工廠下料，得到足量且尺寸合適的半成品。本工程施工所用的鋼筋類型豐富、數量多，因此在施工中需要加強清點工作，例如鋼筋的規格、型號、數量均要滿足要求[1]。為便于取用，將鋼筋分類堆放，掛牌標識。

加工后的半成品鋼筋被運送到現場后，利用汽車起重機或者塔機提升，并將其轉至指定工作面，按照底板→腹板→頂板的流程有序完成各部分的鋼筋綁扎作業。在底板處，將上、下兩層鋼筋網穩定連接。具體采用的是Π型鋼筋墊起焊牢的方法，確保在施工人員行走過程中鋼筋不會發生變形現象。

在腹板處綁扎鋼筋時，按照要求將預應力管道設置到位，設適量定位筋，并綁扎腹板下倒角斜筋。對于頂板和翼緣板兩處下層鋼筋綁扎，需要將頂板管道定位筋、錨墊板、螺旋筋設置到位，于指定位置穿入預應力波紋管。此后綁扎上層鋼筋，在兩層鋼筋間以焊接的方法設置架立鋼筋。墊塊呈梅花形布置，混凝土強度與梁體施工所用混凝土的強度一致。

2.3" "預應力管道及預應力筋施工

箱梁預應力體系的組成包含：一是縱向預應力，選用的是SBG-100Y型、SBG-90Y型波紋管;二是橫向預應力，選用的是SBG-60B型波紋管;三是豎向預應力，選用的是SBG-50Y型波紋管。

以設計圖紙為準，確定各預應力管道的具體坐標，并將其在底模處設置標記，以便組織綁扎作業。鋼筋綁扎后，安裝預應力管道，確保其具有順直的特點。定位網鋼筋與主筋焊接于一體，并利用細鐵絲捆扎定位網與波紋管。在梁段內按照50cm的間距有序設置定位鋼筋網片，利用此裝置有效固定波紋管，避免偏位。

準確控制鋼絞線的下料量，具體可用砂輪切割機操作。在切口20cm內綁扎細鐵絲，有效梳理，以使鋼絞線保持順直，再按照1m的間距綁扎鐵絲。下料后對鋼束進行編號，掛牌存放，以免發生混用情況。

2.4" "混凝土澆筑

從懸臂端向墩側以分層的方法澆筑混凝土，單層厚度不超過30cm，且需做到兩側同步對稱施工。底板及腹板兩部分則從低處開始澆筑，逐步轉向較高的部位，分層有序完成。在傾斜面上澆筑混凝土時需從低處開始。

振搗是提高混凝土密實度的關鍵途徑，所用設備采用插入式振搗棒，由專員操作，移動距離不超過作用半徑的1.5倍?；炷翝仓^程中及時安排振搗，兩腹板選用50型振搗棒，同步對稱施工，以免內模出現偏位。其他部位普遍采用50型振搗棒，鋼筋密集部位轉為30型振搗棒，避免碰觸鋼筋。選用小直徑的振搗棒時，需要注重對作業方法的調整，可采用延長振搗時間、加大振搗力度方式，確保該部分的混凝土足夠密實[2]。待混凝土無下沉、無氣泡、表面有浮漿時，可結束該處的振搗作業，通常其時間不超過30s。

混凝土初凝后及時安排專員收面。頂板收面的工序較多，先根據混凝土的狀態及時修整、抹平，待該部分混合料定漿后，做第二遍的抹平處理并拉毛。隨混凝土狀態的逐步變化，待其終凝后覆蓋土工布并灑水，使混凝土在溫度和濕度均適合的條件下有效成型。

2.5" "臨時錨固措施

臨時固結采用的是錨固體系，設計時需考慮±2.5%漲模系數、不平衡荷載、施工現場的風荷載等多項因素，確保建設成型的錨固體系具有足夠可靠性。在0#塊混凝土澆筑工作落實到位后，采取臨時固結措施，在完成邊跨合攏段施工后予以解除。

2.6" "預應力張拉

預應力張拉的前提是混凝土實測強度達到設計值的90%，且同時滿足齡期至少為7d的要求。張拉設備采用千斤頂、油壓表，對其提前標定，滿足要求后投入使用。按照“先腹板縱向鋼束、頂板縱向鋼束，再底板鋼束”的順序，完成各部分的張拉作業。張拉采取的是“雙控標準”[3]，即以張拉噸位為主要的控制對象，利用伸長量校核，要求兩者均滿足要求。其中，伸長量的實際值與理論值的誤差需在±6%以內。

3" "掛籃施工

3.1" "掛籃的安裝與預壓

2#～10#梁端采用懸澆施工的方法，適配菱形掛籃。為保證掛籃的施工質量并精簡作業流程，提前在加工廠將具體的構件制作成型，再將其運輸至施工現場，用塔機將其轉至橋面處，根據設計圖紙組裝成完整的掛籃結構，如圖1所示。

3.2" "掛籃的移動

嚴格按照施工規范，完成每一節梁段的混凝土澆筑作業和預應力張拉作業后方可移動掛籃，使得掛籃沿著行走軌道過渡到下一節梁段處開展作業，直至完成懸掛梁段施工作業。掛籃移動流程為：箱梁預應力張拉→放松側模和底模→安裝軌道，移動掛籃→安裝后端錨固→定位調整模板→質量驗收。

在移動掛籃之前，首先對梁段頂面實施找平并確定軌道位置，安裝墊枕和軌道。其次進行脫模，利用倒鏈滑車和千斤頂將掛籃、底模和外模移動到下一節梁段施工位置。再次安裝后端錨固，將掛籃、底模和外模固定在軌道位置上，并配合吊帶，吊掛底模架。然后，將前一節梁段上的外側模走行梁后吊架移動到后梁段預留孔道位置，完成后吊架的安裝作業。走行梁就位后，及時調整外模和底模標高，并在腹板和底模內安裝內模，內模采用鋼筋綁扎后拖出，最后封閉端模。

四氟滑板性能特殊，具有強度高、光滑耐磨等優勢，在桁架支座與滑道梁之間設四氟滑板有利于降低掛籃移動產生的阻力，保證掛籃移動的安全性。在完成混凝土澆筑、預應力張拉和壓漿施工后，可利用掛籃后錨及桁架尾部的手拉葫蘆輔助掛籃移動，控制固定移動速度，避免掛籃前滑。

在移動掛籃時，應安排指揮專員，指揮操作面下方的施工人員撤離，避免手柄掉落威脅施工人員的安全。在移動下方底籃時，應控制千斤頂，使得T構兩側掛籃同步對稱下方，且應將同1只掛籃左右桁架走行前后位置控制在5cm以內。加強軌道鋪設質量的檢查，確保軌道鋪設牢固，安裝質量達標且無偏移。重視四氟滑板布設定位的檢查，確保定位精準，使其緊緊固定在設計到桁架支座與滑道梁之間，避免產生傾覆風險。

3.3" "預應力張拉

按照“縱向→橫向→豎向”的順序依次完成各部分的張拉作業?？v向預應力張拉時，按“先腹板、頂板，再底板”的順序操作，橫向張拉則以墩中心為基準點，向兩側逐束張拉，豎向則橫橋向對稱于橋中線，在梁頂單端張拉，且隔10d后需再次張拉。在橫向預應力筋張拉時，分階段完成，即0→初應力（10%σk）→100%σk→持荷5min（錨固）。張拉全程均要加強檢查與控制，盡可能保證鋼絞線的完整性，每束斷絲、滑絲的數量不可超過1根。

根據前述分析，需對豎向預應力筋做二次張拉，其作業要點如下：先張拉至設計應力值σcon并保持該狀態2min，再放張、夾片錨固力筋。在出現錨固回縮現象后，安排第二次張拉，使其可以達到σcon（間隔時間通常為2～16h）。此時錨杯下端面與墊板保持5～13mm的距離，在該狀態下持荷2min。然后將支撐螺母向錨墊板側旋轉，以消除錨杯下端面與墊板間間隙，再安排千斤頂回油，將錨杯鎖定在原處。經過前述的操作后，可解決預應力筋的應力損失問題。

3.4" "封錨、壓漿

豎向預應力筋孔道壓漿施工中，應將制備好漿液，從孔道的下端壓入，隨著漿液量的增加，逐步朝上端排氣。在整個壓漿施工中，孔道需保持通暢的狀態。考慮到壓漿的便捷性要求，將進漿端和排氣端兩處均設置為鏈接結構，使各自能夠連接至排氣閥、管道等部位。預應力施加結束后，在錨具處設置構造鋼筋，以便連接至梁體上。準確確定超出設計長度要求的鋼絞線，利用砂輪機將該部分切除，再于該處澆筑混凝土，有效封錨。

3.5" "掛籃拆除

在箱梁懸灌梁段施工解釋后，即可有序過渡到掛籃拆除工序。先拆除內模骨架和內模，再拆除側模系統，接著拆除底模系統，最后拆除主桁架。需要注意，吊帶系統及行走錨固系統貫穿到整個拆除施工中交叉進行，為保證掛籃拆除作業的效率與安全性，采用卷揚機將底模和側模系統拆除吊放到位。主桁架應先退后到墩位處，再操作起重機對主桁架整體進行拆零。

4" "合攏

4.1" "邊跨支架現澆施工

現澆段底模、側模所用材料為大塊鋼模，內模則選用的組合鋼板，或根據需求采用竹膠合板。在底模安裝到位后組織加載預壓作業，準確測定支架的變形量，根據此數據合理設定立模的預拱度。鋼筋、預應力管道、混凝土澆筑等環節的具體施工工序同0#塊，此處不再贅述。

4.2" "邊跨合攏

隨主梁施工進程的推進，當各梁段設置到位且結束縱向預應力張拉作業后，適當將掛籃后移，將合攏段吊架安裝至指定位置，配套體外勁性骨架，安排臨時預應力束的張拉作業。此后將模板支立到位，綁扎鋼筋，設置預應力管道。在前述基礎上，澆筑兩邊跨合攏段的混凝土，待其實測強度達到設計值的90%且滿足齡期至少達7d要求后，再張拉預應力束。

4.3" "中跨合攏

在保證邊跨可以順利合攏基礎上，開始解除設置在主墩上的臨時固結。以兩端對稱的方法拆除掛籃，配套滿足施工所需的合攏段吊架，在中跨兩懸臂端配重（具體重量根據中跨合攏段的質量而定），設置體外勁性骨架，再按照立模、綁扎鋼筋、安裝預應力管道、澆筑混凝土的順序施工，將各環節的工作有序落實到位。需注意的是，在混凝土澆筑期間，需以實際施工進度以及混凝土澆筑量為準，逐步拆除配重，最終實現中跨合攏。

5" "結語

綜上所述，鐵路橋梁連續箱梁施工存在環境復雜、細節多、質量要求高等多重特點，必須以合理的方法施工，并加強質量控制，保證每道工序的施工質量，進而將連續箱梁設置到位。本文以鐵路連續箱梁工程實例為背景，對其涵蓋的關鍵施工工藝展開了分析，希望可以作為同仁的參考。

參考文獻

[1] 王成龍.預應力混凝土連續梁橋施工控制分析[J].工程建設與設計，2021（1）：164-165.

[2] 鄒洪君.高鐵施工預應力混凝土連續梁質量控制措施分析與探討[J].鐵道建筑技術，2018（10）：162-65+92.

[3] 白曉軍.高鐵施工中預應力混凝土連續梁質量控制探究[J].建材與裝飾，2016（53）：243-244.