后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁要點(diǎn)

1、京滬高速鐵路 900T雙線整孔后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁施工要點(diǎn)王煥強(qiáng)韓鳳林孫強(qiáng)李元（中國(guó)水電集團(tuán)京滬高鐵三標(biāo)段三工區(qū)七局）摘要：本文結(jié)合京滬高速鐵路長(zhǎng)清制梁場(chǎng)900T 雙線整孔后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁地施工過程,簡(jiǎn)要論述三項(xiàng)關(guān)鍵工序、高性能混凝土耐久性指標(biāo)地保證措施、減小箱梁后期徐變地相關(guān)施工措施及注意地要點(diǎn), 以確保滿足高速鐵路運(yùn)營(yíng)地安全性、高速度、高平順性和舒適度.關(guān)鍵詞：高速鐵路；后張法；預(yù)應(yīng)力；箱梁1 概述京滬高速鐵路正線全長(zhǎng)1318Km,橋梁占正線長(zhǎng)度80%以上 . 橋梁施工大量采用32、24m 雙線單箱單室整孔后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁, 采用高性能混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為10

2、0 年 . 采用“ ZK 標(biāo)準(zhǔn)活載”即0.8UIC （國(guó)際鐵路聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)活載）, 橋梁設(shè)計(jì)速度目標(biāo)值是300 350km h. 要求橋梁整體剛度滿足機(jī)車行車地安全性、平穩(wěn)性以及旅客地乘坐舒適性.支座中心線孔風(fēng)通×）角側(cè)徑外孔水泄）角倒（圖 1-1 ：通橋（ 2008 ） 2322A- 概圖（適用 CRTS-型板）其中 32m雙線整孔單箱單室等高度截面箱梁, 全長(zhǎng) 32.6m, 梁寬 12.0 m,梁高 3.05m, 底寬混凝土 334.71m3, 梁體重 836.8T. 梁端頂板、底板及腹板局部向內(nèi)側(cè)加厚. 例如跨度31.5m 簡(jiǎn)支箱梁截面尺寸如圖1-1 所示 .具體參見：時(shí)速 350

3、 公里客運(yùn)專線鐵路無砟軌道后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁（預(yù)制、雙線、跨度 32m） 通橋（ 2008） 2322A- .雖然該梁型具有剛度大、抗沖擊力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、噪聲小、便于維護(hù)保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn), 但同時(shí)也具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝新穎、技術(shù)含量高、自身體積大、重量重、寬跨比大等特點(diǎn). 因此 , 這種箱梁地預(yù)制1 / 7難度較大 , 具有新材料使用廣、新技術(shù)要求高、施工復(fù)雜地特點(diǎn). 我公司長(zhǎng)清制梁場(chǎng)在京滬高速鐵路施工中負(fù)責(zé)799 榀 ( 其中 739 榀 32 m、60 榀 24 m) 箱梁預(yù)制工作 . 本文簡(jiǎn)要介紹長(zhǎng)清制梁場(chǎng)地箱梁預(yù)制施工關(guān)鍵工序地施工要點(diǎn), 以期拋磚引玉 , 供大家參考 .2 箱梁預(yù)制工

4、藝2 1 預(yù)制工藝流程后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁地預(yù)制工藝流程見圖2-1 ：底腹板鋼筋綁扎、報(bào)驗(yàn)原材料進(jìn)場(chǎng)、檢驗(yàn)頂板鋼筋綁扎、報(bào)驗(yàn)混凝土準(zhǔn)備鋼絞線檢驗(yàn)、 下料鋼絞線穿束箱梁橫移準(zhǔn)備真空壓漿設(shè)備準(zhǔn)備底模、外模安裝報(bào)驗(yàn)支座、防落梁預(yù)埋件安裝底腹板鋼筋吊裝入模管道坐標(biāo)及保護(hù)層調(diào)整內(nèi)模安裝、端模安裝端模、內(nèi)模修整頂板鋼筋吊裝入模鋼筋、模板報(bào)檢箱梁混凝土澆筑混凝土布料機(jī)、拖泵混凝土養(yǎng)護(hù)撥膠管、孔道清理箱梁端、內(nèi)模拆除預(yù)應(yīng)力束預(yù)、初張拉900t 搬梁機(jī)起吊、橫移箱梁箱梁終張拉張拉設(shè)備準(zhǔn)備真空輔助壓漿真空壓漿材料準(zhǔn)備箱梁交庫存放2 / 7預(yù)制箱梁施工工藝流程圖2.2 箱梁預(yù)制關(guān)鍵工藝1）混凝土灌筑工藝混凝土

5、地澆筑采用連續(xù)澆筑、一次成型, 澆筑時(shí)時(shí)間不宜超過6h；由實(shí)驗(yàn)室對(duì)混凝土拌和物進(jìn)行坍落度損失實(shí)驗(yàn), 根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果,確定混凝土拌和物地滯留時(shí)限和間隔時(shí)限（上下兩層混凝土） .滯留時(shí)限確定為45 min, 間隔時(shí)限亦為1 小時(shí) , 在上下兩層混凝土澆筑時(shí) , 盡量壓縮其間隔時(shí)間 , 避免因時(shí)間過長(zhǎng) , 造成混凝土表面出現(xiàn)條狀色差 .區(qū) 域 5m兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行澆筑c區(qū) 域 4區(qū) 域 409mc區(qū) 域 2區(qū) 域 208m區(qū) 域 3c07區(qū)域1區(qū)域1第5區(qū)域第4區(qū)域第2區(qū)域1、3區(qū)域圖 2-2 箱梁澆筑示意圖灌筑總地順序?yàn)椤跋鹊赘拱宓菇?、再下腹板、再底板、再上腹板、最后頂板”；總地原則為“由一端向另一

6、端進(jìn)行、左右對(duì)稱、斜向分段、水平分層”. 當(dāng)澆筑至距另一梁端6 8m時(shí) , 由另一梁端開始向回澆筑, 然后合攏 . 用 2 臺(tái) HG18型布料機(jī)對(duì)稱布料、連續(xù)澆筑, 以水平分層地工藝左右對(duì)稱進(jìn)行 , 前后兩層混凝土地間隔時(shí)間不得超過1 小時(shí) . 混凝土拌和物入模前進(jìn)行含氣量地測(cè)定, 含氣量控制在 2%4%,混凝土入模前測(cè)定模板溫度, 并作好記錄及調(diào)整. 模板溫度控制在5 35 , 混凝土拌和物入模溫度控制在5 30 . 混凝土地振搗以插入式振搗為主, 以高頻側(cè)振為輔. 腹板混凝土澆筑時(shí)在橋面鋼筋腹板頂部?jī)蓚?cè)鋪竹膠板, 防止混凝土灑落其他部位及污染橋面.澆筑底腹板倒角處混凝土, 也就是從底模往上

7、0cm 70cm 部分混凝土 , 采用插入式振動(dòng)棒搗固密實(shí) , 高頻振搗器輔助振搗. 第 1 區(qū)域從一端向另一端澆筑24m遠(yuǎn) , 留下約 1/3 地底腹板倒角等第2 區(qū)域下料時(shí)澆筑 . 為了保證支座板處混凝土振搗密實(shí), 在端模上開孔對(duì)支座板處進(jìn)行振搗, 并且在支座下面地底模下方安置附著式振搗器加強(qiáng)振搗.2）預(yù)應(yīng)力張拉工藝京滬高速鐵路采用CRTS-型板式無砟軌道, 預(yù)應(yīng)力鋼束布置按二期恒載120 140kN/m、 140160kN/m、160 180kN/m 三檔進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工. 因此每榀箱梁地預(yù)施加應(yīng)力必須根據(jù)此箱梁實(shí)際所處線路樁號(hào)位置地綜合情況進(jìn)行應(yīng)力調(diào)整, 以滿足箱梁地剛度及抗裂性地要求.

8、 并且須通過鐵道部質(zhì)檢中心或者鐵科院實(shí)驗(yàn)確定由于梁場(chǎng)地生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品不同引起地管道、錨口、喇叭口等瞬時(shí)摩阻引起地預(yù)應(yīng)力損失值, 根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù), 報(bào)請(qǐng)中鐵咨詢?cè)O(shè)計(jì)院由設(shè)計(jì)人員對(duì)預(yù)應(yīng)力束張拉值進(jìn)行調(diào)整, 以3 / 7保證各束預(yù)應(yīng)力值符合設(shè)計(jì)要求.長(zhǎng)清制梁場(chǎng)預(yù)應(yīng)力作業(yè)按預(yù)張拉、初張拉和終張拉三個(gè)階段進(jìn)行. 張拉前清除管道內(nèi)雜物及積水.帶模預(yù)張拉 , 混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度地 60%,內(nèi)模板松開 , 不對(duì)梁體壓縮造成阻礙 . 箱梁終張后需實(shí)測(cè)彈性上拱度 , 實(shí)測(cè)彈性上拱值不大于 1.05 倍地設(shè)計(jì)計(jì)算值 , 終張拉 30d 后實(shí)測(cè)上拱值在± L/3000(L 為梁跨度 ).3）真空壓漿工藝張

9、拉完成后 , 切割鋼絞線后外露40 50mm清除錨座面、密封槽及裝配螺孔內(nèi)地水泥漿密封錨頭壓漿前準(zhǔn)備工作抽真空及配置漿液壓漿停抽真空和保壓工后清理封錨.壓漿設(shè)備采用吳橋縣山泉建筑機(jī)械廠生產(chǎn)地GSZ700型壓漿臺(tái)車 （配備吳橋縣山泉建筑機(jī)械廠生產(chǎn)地 MBV80型預(yù)應(yīng)力用水環(huán)真空泵, 負(fù)壓能達(dá)0.097MPa、 SQG45A灌漿泵） 和無錫華群機(jī)械有限公司生產(chǎn)地JS-300 型自動(dòng)壓漿臺(tái)車. 水泥漿外加劑采用北京巨通物流有限公司生產(chǎn)地TK-G- 型管道壓漿劑 . 壓漿用水泥為PO42.5 硅酸鹽水泥 .本梁場(chǎng)理論壓漿配合比：水泥：壓漿料=9： 1；各種材料地稱量以質(zhì)量計(jì), 精確到1%,性能符合鐵路

10、后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁管道壓漿技術(shù)條件（TB/T3192-2008 ）要求 .3高性能混凝土耐久性指標(biāo)地保證措施3 1 原材料檢驗(yàn)長(zhǎng)清制梁場(chǎng)為確保箱梁100 年使用壽命 , 保證高性能混凝土地耐久性, 嚴(yán)格進(jìn)行混凝土材料地選定 , 并結(jié)合濟(jì)南站泰山站段T2 環(huán)境 , 要求混凝土地各項(xiàng)耐久性指標(biāo)均符合客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件 、鐵路混凝土耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定及其補(bǔ)充文件地各項(xiàng)規(guī)定, 并滿足客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁暫行技術(shù)條件地要求. 同時(shí) , 所選用地原材料必須有供應(yīng)商提供地出廠合格證,梁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)認(rèn)證細(xì)則要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn).3 2 模板制造安裝箱梁模板地制造精度、安裝精度直接影響到箱梁地

11、結(jié)構(gòu)尺寸, 因此在模板地招標(biāo)、合同及進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收均嚴(yán)格執(zhí)行 客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁暫行技術(shù)條件表 1 要求 . 嚴(yán)格按照梁型設(shè)置預(yù)設(shè)反拱,長(zhǎng)清制梁場(chǎng)32m箱梁采用下式計(jì)算：y=17X2/16.32.其次 , 重點(diǎn)對(duì)箱梁混凝土地保護(hù)層進(jìn)行監(jiān)控, 確保完全符合保護(hù)層厚度地要求, 尤其注意倒角位置鋼筋N44、 N44-1、 N44-2 與模板地間距.3 3 鋼筋綁扎由于通橋（ 2008 ）2322A 型箱梁橫向、豎向均為普通鋼筋結(jié)構(gòu), 因此鋼筋位置地正確與否直接影響到結(jié)構(gòu)受力性能. 長(zhǎng)清制梁場(chǎng)地箱梁鋼筋采用了底腹板與頂板分離地綁扎形式, 雖然分別在綁扎胎具上進(jìn)行分體綁扎地工效速度較快, 但是在頂板鋼

12、筋安裝入模就位工序上占用時(shí)間過多, 并且保護(hù)層尺寸控制十分困難, 常常出現(xiàn)倒角鋼筋保護(hù)層尺寸偏差過大地問題, 因此 , 通過對(duì)實(shí)際地工藝對(duì)比, 建議今后地箱梁鋼筋綁扎采取整體式綁扎后滑移進(jìn)內(nèi)模地工藝形式.3 4 高性能混凝土地澆筑澆筑過程中注意混凝土地工作性能、模板溫度、混凝土入模溫度、塌落度、擴(kuò)展度、泌水率等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)工程, 并作強(qiáng)度及彈模試件.橋面混凝土施工是箱梁混凝土灌注地最后工序, 京滬高速鐵路采用通橋（2008）2322A 型箱梁橋面為 6 面坡 , 并且由于該梁適用CRTS-型軌道板 , 橋面連接套筒144 個(gè), 并且預(yù)留剪力齒槽、側(cè)向擋塊、橋面加高臺(tái) , 梁面平整度及坡度控制復(fù)

13、雜, 因此需要嚴(yán)格控制梁面處理施工地質(zhì)量, 采用坡度工裝 ,4 / 7同時(shí)注意邊整平邊覆蓋, 避免因失水過快造成橋面高性能混凝土開裂.3 5 拆?；炷翉?qiáng)度、溫度控制900T 高速鐵路箱梁拆模前有嚴(yán)格地要求, 首先混凝土地強(qiáng)度達(dá)到60%以上 , 梁體地混凝土芯部與表層、箱內(nèi)與箱外、 表層與環(huán)境溫差不大于15 , 拆除端模后 , 松開內(nèi)模但不拆除內(nèi)模即進(jìn)行預(yù)張拉,此時(shí)注意兩個(gè)梁端內(nèi)?？涨槐仨氉龅綋躏L(fēng)隔離嚴(yán)禁空氣對(duì)流穿膛, 待梁體進(jìn)行初張拉后立即移出內(nèi)模 , 在拆除內(nèi)模地過程中注意操作正確 , 確保梁體棱角完整 . 并采用 900T 搬梁機(jī)移梁出制梁臺(tái)座至存梁臺(tái)座 .需要注意濟(jì)南地區(qū)秋冬及初春早晚

14、氣溫急劇變化時(shí)候不宜貿(mào)然拆模 . 3 6 箱梁預(yù)應(yīng)力施工控制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁張拉施工具體工藝要點(diǎn)見前文所述, 需要強(qiáng)調(diào)地是為確保梁體地耐久性 , 預(yù)應(yīng)力終張拉地條件除了彈模和強(qiáng)度外, 要求齡期必須大于10 天 . 其次是 , 京滬高速鐵路地900T 箱梁分直線無聲屏障、直線有聲屏障、曲線無聲屏障、曲線有聲屏障4 類梁 , 施加預(yù)應(yīng)力時(shí)必須根據(jù)線路橋梁表, 結(jié)合站前四電專業(yè)確定相應(yīng)梁所承受地相應(yīng)地不同級(jí)別地二期恒載進(jìn)行調(diào)整.3 7 管道壓漿材料及工藝控制預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁終張拉后24 小時(shí)到 48 小時(shí)之間完成真空輔助管道壓漿, 根據(jù)鐵道部要求,壓漿材料必須滿足客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制

15、梁暫行技術(shù)條件及鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁管道壓漿技術(shù)條件 （ TB/T3192-2008 ）地要求 .3 8 梁體預(yù)埋件地材質(zhì)要求及精確定位安裝根據(jù)箱梁設(shè)計(jì)圖紙及暫行技術(shù)條件、認(rèn)證細(xì)則要求, 所有進(jìn)入梁體地預(yù)埋件均應(yīng)位置精確, 預(yù)埋鋼板平整、預(yù)埋鋼筋綁扎焊接牢固, 為確保箱梁結(jié)構(gòu)地耐久性, 所有預(yù)埋件根據(jù)所處位置不同均進(jìn)行了相應(yīng)地防腐處理, 即：多元合金共滲或滲鋅+封閉層處理（支座預(yù)埋件、防落梁預(yù)埋件及接觸網(wǎng)預(yù)埋鋼板 1）；多元合金共滲+達(dá)可樂 +封閉層處理（接觸網(wǎng)支柱預(yù)埋螺栓基礎(chǔ)面以下150mm及外露部分）；滲鋅處理 （防落梁擋塊及除接觸網(wǎng)支柱預(yù)埋螺栓以外地部件）. 在上述部件進(jìn)入梁體前必須

16、經(jīng)相關(guān)單位檢測(cè)檢驗(yàn)合格后方可使用.3 9 封錨施工控制封錨前必須對(duì)錨穴進(jìn)行鑿毛處理, 并利用一端帶鉤一端帶螺紋地短鋼筋安裝于錨墊板螺栓孔, 與錨穴內(nèi)鋼筋網(wǎng)綁扎在一起, 保證封錨混凝土與梁體連為一體. 封錨后進(jìn)行防水處理, 梁端底板及腹板地錨穴外側(cè)全部涂刷防水涂料.3 10 橋梁端伸縮縫結(jié)合通橋（ 2008） 8388A, 京滬高速鐵路CRTS-型軌道底座板在梁伸縮縫處連續(xù)鋪設(shè), 在梁端底座板處不設(shè)置擋水臺(tái), 梁端防水伸縮縫必須設(shè)置在梁面, 因此預(yù)制梁時(shí)注意預(yù)埋伸縮縫型鋼, 并確保位置精準(zhǔn) .4 關(guān)于控制箱梁后期徐變上拱地施工相關(guān)措施京滬高速鐵路900T 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁截面長(zhǎng)期處于預(yù)應(yīng)力偏

17、心受壓狀態(tài), 下緣預(yù)壓應(yīng)力大,上緣預(yù)應(yīng)力為零, 或存在少量地拉應(yīng)力, 隨著時(shí)間地變化, 逐漸產(chǎn)生不同地塑性變形. 下緣壓縮最大,向上逐漸減小, 故變形后下緣縮短, 上緣伸長(zhǎng) , 因而出現(xiàn)梁體向上拱起, 即徐變上拱 . 箱梁徐變隨持荷時(shí)間（ t-t0）地發(fā)展按下式計(jì)算：5 / 7tt 00.3(t t0 )H0(t t )1.2 RH18H1501h250 1500100100式中： (t-t0) -徐變隨持荷時(shí)間地發(fā)展系數(shù)；(t-t0) -持荷時(shí)間（天） ； H -與相對(duì)濕度和理論厚度有關(guān)地調(diào)整系數(shù)；RH -大氣環(huán)境地相對(duì)濕度（%）；h -構(gòu)件地理論厚度（mm）.其危害直接影響梁上軌面地平整度

18、, 對(duì)高速鐵路列車行車地安全性和乘坐地舒適性不利. 國(guó)內(nèi)早期梁體徐變普遍偏高, 平均 6cm.部分營(yíng)運(yùn)線路曾因此問題導(dǎo)致火車緩行, 并且換梁 . 因此 , 徐變上拱過大將會(huì)對(duì)鐵路安全運(yùn)營(yíng)造成極大影響.通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析, 在施工控制方面影響徐變上拱地主要因素有：（ 1）水灰比和水泥用量水灰比相同 , 徐變變形隨水泥用量增多而提高；水泥相同, 徐變變形隨水灰比增大而提高.（ 2）骨料地力學(xué)性能骨料對(duì)徐變有約束作用, 不同巖石骨料混凝土使徐變?cè)龃蟮卮涡驗(yàn)椋菏規(guī)r、石英巖、礫石、花崗巖及砂巖 .（ 3）施加預(yù)應(yīng)力時(shí)梁體地彈性模量徐變上拱地大小取決于施加預(yù)應(yīng)力時(shí)梁體地彈性上拱量. 在施加預(yù)應(yīng)力前, 檢驗(yàn)

19、混凝土彈性模量.控制預(yù)應(yīng)力調(diào)整數(shù)值.（ 4）施加二期恒載地時(shí)間間隔間隔時(shí)間越長(zhǎng) , 二期恒載影響越小 .針對(duì)上述各方面地因素, 長(zhǎng)請(qǐng)制梁場(chǎng)在箱梁預(yù)制過程中主要采取了以下減小后期徐變地施工措施：（ 1）在滿足高性能混凝土強(qiáng)度與和易性條件下, 采用較低地水泥用量和水灰比, 并采用低堿水泥（ 0.6%） , 確?；炷恋啬途眯?（ 2）混凝土骨料 , 選用彈性模量較高地巖石和適當(dāng)級(jí)配, 母巖強(qiáng)度必須達(dá)到為C50 地 2 倍以上地抗壓強(qiáng)度 . 對(duì)骨料進(jìn)行堿活性實(shí)驗(yàn), 嚴(yán)禁使用堿 - 碳酸鹽反應(yīng)地活性骨料和膨脹率大于0.2%地堿 - 硅酸鹽反應(yīng)地活性骨料.（ 3）采用自動(dòng)化溫控系統(tǒng)控制蒸汽養(yǎng)護(hù) , 嚴(yán)格遵守“靜停、升溫、恒溫、降溫”四階段地溫度控制要求 .（ 4）在對(duì)梁體施加預(yù)應(yīng)力前 , 針對(duì)預(yù)張拉、 初張拉、終張拉三階段 , 除檢驗(yàn)每階段混凝土強(qiáng)度外 ,同時(shí)檢查混凝土地彈性模量, 確保彈性模量和強(qiáng)度同時(shí)符合要求, 方可進(jìn)行張拉施工. 張拉作業(yè)實(shí)行“雙控” , 嚴(yán)禁超張拉 .（ 5）采取措施有效降低管道摩阻、管道偏差系數(shù). 長(zhǎng)清制梁場(chǎng)由于早期實(shí)測(cè)錨口及喇叭口損失6 / 7為 4.8%, 管道摩阻系數(shù)0.6239, 管道偏