32m铁路双线箱梁预制工艺[1]

文章编号:1003-4722(2006)05-0051-04

32m铁路双线箱梁预制工艺

雷昌龙1,2

(1.同济大学桥梁工程系,上海200092;2.武广铁路客运专线有限公司,湖北武汉430070)

摘　要:速度目标值300km/h的客运专线中小跨度桥梁以32m简支箱梁为主要梁型,采用

预制架设施工方法是既能保证质量又能保证工期的最佳选择。介绍32m简支双线箱梁预制关键工艺。

关键词:客运专线;铁路桥;箱形梁;预制;施工工艺中图分类号:U448.13;U445.471

文献标识码:A

PrecastingTechnologyfor322mSpanRailwayDouble2TrackBoxGirdersLEIChang2long1,2(1.DepartmentofBridgeEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;2.Wuhan2

GuangzhouPassengerDedicatedRailwayLineCo.,Ltd.,Wuhan430070,China)

Abstract:Forthepassengerdedicatedrailwaylinewithspeedtarget300km/h,the322mspansimply2supportedboxgirdersarethemajorgirdersthatwillbeusedforsmallspanbridgesandtheutilizationofprecastinganderectionconstructionmethodwillbethebestchoiceofguar2anteeingbothconstructionqualityandconstructiontimelimit.Inthispaper,thekeytechnologyforprecastingofthe322mspansimply2supporteddouble2trackboxgirdersisdealtwith.

Keywords:passengerdedicatedrailwayline;railwaybridge;boxgirder;precasting;con2structiontechnology

1　概　述以预制架设为主[3],32m简支箱梁施工以节段拼装和支架、造桥机现浇为主。速度目标值300km/h的京津城际、武广客专、郑西客专中小跨度桥梁以32m简支箱梁为主要梁型,如武广客运专线全线32m简支箱梁共计1万余孔,采用支架、模架现浇

高速铁路要求线路具有高平顺性和高稳定性,因而桥梁比例比普通铁路明显增加。高速铁路的桥梁至少须具备以下功能:①梁体应有足够大的竖向刚度、横向刚度和抗扭刚度,以保证线路的高平顺性和避免不良的车桥动力响应;②桥梁墩台应有足够大的纵向刚度,以限制桥上无缝线路轨道的附加应力和制动时梁轨相对位移,保证桥上无缝线路的平顺和稳定[1]。基于以上要求,我国高速铁路对于中小跨度桥梁,以32m简支箱梁为主要梁型。

高速铁路常用跨度简支箱梁国外主要以预制架设施工为主[2]。秦沈客运专线24m简支箱梁施工

或其他拼装施工方式无法满足工期要求,预制架设是既能保证质量又能保证工期的最佳选择。32m简支箱梁预制架设将首次应用于高速铁路客运专线工程,如何保证预制质量,施工工艺是关键。2　施工工艺2.1　制梁台座

收稿日期:2006-06-13

作者简介:雷昌龙(1968-),男,高级工程师,1991年毕业于西南交通大学桥梁工程专业,获学士学位,现为同济大学桥梁工程系建筑与土木工程专业工程硕士研究生。

52桥梁建设　　2006年第5期

制梁台座是预制箱梁时,将梁体混凝土、模板及

灌注设备的重量传递于地基而不产生过大的不均匀沉降、保证制梁质量的重要设施。按时速350km客运专线铁路无碴轨道后张梁预应力混凝土简支箱梁(双线)的技术要求,在制梁阶段要保证箱梁底面4个支座处平面的相对高差不大于2mm,预留反拱

凝土地基的横向刚度,节约了钢材的用量。底模支撑横梁的间距,在底模两端应较中间小。1/2底模断面见图1。

应匀顺,每米范围内高低误差不大于2mm。因此,台座设计要求基础不均匀沉降值与底模变形值之和不得大于2mm,尤其要考虑到箱梁在台座上初张拉后梁体自重集中到台座两端引起的不均匀沉降。为获得较大的结构刚度和整体性,制梁台座一般采用钢筋混凝土结构。

台座应选在地基土壤基本均匀的地段建造,台座宜设计为整体结构。在结构布局上要考虑预应力混凝土箱梁的自重在横向分布的不均匀性,以及张拉后台座两端箱梁自重的集中分布,应尽可能使地基应力分布均匀,保证台座的均匀沉降,控制不均匀沉降。

底模下的基座高度,设计时要考虑安装蒸汽管道及侧模附着式振捣器的方便,同时在台座四周应设计完善有效的排水系统。台座基础及基座上的预埋件要根据底、侧模的设计需要预先埋设。2.2　模板2.2.1　模板设计原则

模板应考虑各种荷载组合,应具有足够的强度、刚度和稳定性,模板变形(挠度)控制在1.5mm。在施工过程中,模板还应保证箱梁各部位尺寸及预埋件的准确,并具有多次反复使用不产生影响梁体外形的刚度,同时有便于拆装的优点。模板面板采用冷轧板。模板的支承部分必须安置于可靠的基底上,做好基底的防水和防冻措施,模板及支架的弹性压缩和下沉度必须满足设计要求。模板应根据设计要求、预期二期恒载上桥时间、收缩徐变的影响、台座变形等制梁的实际情况设置反拱,反拱按二次抛物线过渡。2.2.2　底模

32m双线预应力箱梁混凝土一次灌注达327m3,重817t,加上梁体模板重量150t和1.5kN/m2的施工荷载,底模每延米受力达370kN以上。

2.2.3　外模

图1　1/2底模断面

侧模板同时承受灌注混凝土的侧向压力和上翼

板混凝土的竖向压力以及施工荷载,悬臂板底模与侧模板设计成刚度较大整体结构。上翼悬臂板底模外侧设置立腿,将部分荷载直接传递到地基。为保证侧模立腿受力均匀,在立腿与条形基座间增设调节支撑和调节拉杆。为保证混凝土的振捣密实,还须在侧模上设置高频附着式振动器。2.2.4　内模

32m双线预应力箱梁的箱室内部净空富裕,内

模采用了整体性好,刚度大的整体式液压内模,摈弃传统的拼装式内模。

液压式内模采用液压收缩不分段的整体抽拔方式。其方案是设立内模纵梁,把整个内模按顶板和侧模铰接为三大块或多块,利用液压顶伸缩完成内模支模和拆模,利用整体内模床来支撑内模。整体液压式内模结构见图2。2.2.5　端模

端模采用刚度较大的内嵌式整体模板,由梁体端模、翼板端模和梁端盖板模板组成,梁体端模保证梁体端部尺寸,控制锚垫板位置与预应力孔道同轴线;翼板端模保证梁体翼板端部尺寸;梁端盖板模板控制梁高,保证桥面伸缩缝预埋板的平整。模板的周边采用[20槽钢加劲,并用其与梁体的底模和侧模相固结,保证桥梁的总长。2.2.6　模板拼装

为达到底模板刚度大且能受力均匀要求,经计算,模板采用12mm厚的钢板与槽钢格子梁组成整体焊

接结构,铺设在支承于条形混凝土基础的工字形底横梁上,三点支撑的工字形底横梁与混凝土地基有效地结合成整体,既增加了底模的刚度,也增加了混

模板在投入使用前必须打磨、除锈,并涂刷具有优良性能的隔离剂。底模铺设于制梁台座上,安装外模后吊装底、腹板钢筋,穿预应力波纹管后安装内模,再吊装顶板钢筋。为保证腹板厚度,防止灌注混凝土时内模左右移动,将内模与外模(在通风孔处)及端模用螺栓联结,内模的支撑通过底模上泄水孔里放置支墩的形式实现,同时该支墩兼做底模与内模的拉杆。最后安装端模。拼装后的模板见图3。

32m铁路双线箱梁预制工艺　　雷昌龙53

图2　液压式内模结构

混凝土,以保证混凝土的入模温度不高于30℃。2.4.2　箱梁灌注及养护工艺

箱梁混凝土的灌注顺序:先灌注1.2m高度的

腹板,后补充灌注底板,再腹板,最后桥面。底、腹板灌注过程见图4。首先,从腹板下混凝土依次灌注①②③④区域,使混凝土向底板流动;补充灌注底板区域⑤内的混凝土;再分层灌注腹板区域⑥及其以上区域。两侧腹板须对称灌注,以防两侧腹板混凝土高差过大造成内模偏移。1.2m高度的腹板范围的混凝土振捣以附着式振捣器为主,侧振要短振、勤振。其他部位以高频振动棒为主。

图3　拼装后的模板示意2.3　钢筋安装工作为提高工效和加快台座的周转率,尽量减小各工序间的干扰,底、腹板钢筋和顶板钢筋可以在台座

以外的专用胎架上绑扎后整体吊装入模。对局部钢筋,如:端隔墙、横隔墙、吊点加强筋等少量钢筋,则采用在制梁台座上补充绑扎的方法。2.4　混凝土灌注与养护2.4.1　技术要求

混凝土除满足强度、弹性模量等要求外,还要满足有关耐久性指标的要求。混凝土配合比试验至少在箱梁生产前2个月开始试配。

混凝土的生产能力应满足箱梁在6h内灌注完毕的基本要求,产量应不低于60m3/h。根据国外高速铁路施工经验,拌和站标准必须达到通过计算机自动生产管理,分区进料,自动计量的要求。粗、细骨料中的含水量应及时测定,并按实际测定值调整用水量。同时,应控制混凝土原材料的温度。冬季搅拌混凝土前,应先经过热工计算,并经试拌确定水和骨料需要预热的最高温度,以满足混凝土最低

)要求。水泥、入模温度(不宜小于5℃外加剂及矿

物掺和料可在使用前运入暖棚进行自然预热,但不得直接加热。夏季搅拌混凝土时,应采取在骨料堆场搭设遮阳棚、采用低温水搅拌混凝土等措施降低混凝土拌和物的温度,或尽可能在傍晚和晚上搅拌

图4　底、腹板混凝土的灌注顺序

为加快制梁速度,缩短工期,混凝土灌注完毕后

应采用蒸汽养护和自然养护。蒸养期间及撤除保温设施时,梁体混凝土芯部与表层、表层与环境温差不超过15℃,否则应让其自然延时降温。蒸汽养护时应设置测温元件并每半小时测量一次各部位温度。蒸汽养护结束后,在整个潮湿养护过程中,应根据混凝土温度与气温的差别及变化,及时采取措施,控制混凝土的升温和降温速率。

自然养护采用土工布覆盖洒水,并在其上覆盖塑料薄膜养护。洒水养护采用自动喷水系统和喷雾器进行,保证养护不间断。洒水次数以能保持混凝土表面充分潮湿为度。混凝土后期的自然养护,要使混凝土始终处于湿润状态,养护时间应能满足混凝土硬化和强度增长的要求,使混凝土强度满足设计要求。2.5　预应力钢筋张拉及孔道压浆

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2.5.1　预应力钢筋张拉

桥梁建设　　2006年第5期

及环境温度不得低于5℃。3　结　语

前几孔梁进行预应力钢筋张拉前应进行锚口摩阻、钢丝回缩、喇叭口摩阻、孔道摩阻等试验,以确定张拉时的锚下控制应力。

预施应力宜按预张拉、初张拉和终张拉3个阶段进行。预张拉能有效的控制混凝土预制梁的早期裂纹。预制梁带模预张拉时,内模板的变截面处应松开,不应对梁体压缩造成阻碍,同时须对梁体保温,避免梁体温差与环境温差过大。当梁体混凝土强度达到设计值的80%和拆除外模后,对梁体进行初张拉。初张拉结束后,方可将梁体移出台座。当梁体混凝土强度及弹性模量达到设计值且混凝土龄期大于10d时,进行终张拉。2.5.2　孔道压浆

后张预制梁终拉完成后,宜在48h内进行管道真空辅助压浆,为保证孔道压浆的密实,压浆料除掺加粉煤灰外,还应掺加无收缩灌浆料。压浆设备应采用螺旋式注浆泵。压浆时及压浆后3d内,梁体(上接第50页)

预制箱梁重点控制的是混凝土表面裂纹和外形尺寸以及预拱度,从台座、模板、钢筋、混凝土、张拉和养护等方面都应该按工艺标准执行,任何环节的疏漏都会导致箱梁品质的下降或不合格。本文提出的32m双线预应力混凝土箱梁预制工艺要点,是实践经验的总结,实践证明可行。

参　考　文　献:

[1]　钱立新.世界高速铁路技术[M].北京:中国铁道出版

社,2003.

[2]　铁道部科学技术司.国外高速铁路工务工程技术文献[Z].2003.[3]　李开言.预应力混凝土箱梁制造技术及工艺[M].北

京:中国铁道出版社,2002.

构造型新颖独特,古典的拱桥结构延续了东方旅游城市的悠久文化传统,其大鹏展翅的优美风姿充分体现了宁波人民的蓬勃向上的精神,即延续传统,又具有极强的时代感,理当成为代表宁波城市面貌的标志性桥梁。4　结　论

造型上的诸多限制固然可嘉,但是,单纯的追求桥梁

造型的“新、奇、特”而不顾实际情况的做法也是错误的。前文提出的标志性桥梁的6条设计原则,可作为设计人员实际操作时的参考与借鉴。参　考　文　献:

设计观念因人而异“万物皆通”,的原则是不存

在的。原则也不能保证一定能够催生大量优秀作品,但却能杜绝一些不良作品。在考虑修建城市标志性建筑的桥梁时,不能一味套用所谓的通用原则,应该因地、因时进行设计,能够推陈出新,突破结构

[1]　邱云志.乐山“城标”设计与建设构想[J].乐山师范学

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[2]　刘祯贵.古桥与成都文化特色[J].城市文化,2004,

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[3]　杨国权.论建筑的地域性[J].建筑学报,2004,(1):66

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