高速铁路箱梁预制及安装技术
一、技术介绍
1梁场选址规划建设实施效果分析
梁场的规划设计与施工是否科学合理直接关系到整个高速铁路施工质量的优劣。所以客运专线梁场的规划设计与施工意义重大。科学合理地规划和设计梁场，不仅直接关系到梁场的建设费用，还对桥梁施工质量、施工进度、节约成本和提高效率都起着决定性的作用。制梁场地的选择主要根据铺架计划而定，同时要考虑交通状况、材料来源、地形地貌、地质情况等因素。本着“因地制宜、节约资金、降低成本、确保安全和质量”的原则，统筹规划。根据梁场合理的覆盖范围。
1.1箱梁预制场的选址和规划布局及制梁台座设置分析： 1.1.1箱梁预制场的选址和规划布局
（1）箱梁预制场的位置应尽量与既有公路或施工便道相连，利于大型制梁设备和大量制梁材料运输进场。考虑防洪排涝，确保雨季施工安全。
（1）场地高程确定：在铁路正线路基工点附件布置梁场应尽量使梁场场地高程与路基相同，以减少制梁场土石方和运梁便道工程。若高差太大，则按照运梁车的最大爬坡能力（一般纵向为5%，横向为4%，建议按3%考虑）。宜选择减少土石方开挖工程量，同时为减少大型设备的安全管控风险，若条件允许，不宜采用高墩提梁机提梁上桥架设方案。山区铁路可以利用线路附近取土后的场地设置，或结合线路纵断面选择在填挖平衡的地点。
（2）尽量选择在地质条件较好的地点，以减少制存梁台座地基处理的工程量。所以选择地址条件好的地点对降低梁场的造价十分有效。还需要考虑防洪、排涝及环保等因素。
（3）减少临时用地，尽量利用永久征地。制梁场的位置要在满足制梁工期和存梁的前提下，少占用耕地，减少拆迁量，应尽量利用红线以内区域设置梁场。在条件允许的情况下，借用车站位置或路基位置设置制梁场也是一个不错的选择。
（4）桥群集中地段设置梁场。应全面考虑桥跨与梁型布置、工期、运架梁速度、地质状况及桥跨两端路基工程等因素进行梁场选址，一般选择在桥群重心或两端附近。
（5）运梁距离较短。较短的运输距离可确保箱梁运输安全，提高架梁的施工进度，降低运输费用，因此运距越短越合理。极端情况下，采用龙门吊机直接提梁上桥装车，可彻底省去运梁便道费用。
1.1.2制梁台座设置分析
箱梁预制场台座数量一般根据制梁生产工艺要求、施工水平确定的每孔梁占用的制梁台座时间及架梁进度确定。按照《客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件》要求，根据架梁工期倒排，考虑主要工序用时（架桥机过路基平均1天、32/24m变跨平均1天、架桥机调头15天，架桥机过隧道平均7天），计算架梁开始时间，根据箱梁出场工序用时，考虑各工序间衔接时间、质量检查时间及熟练程度等现场情况，分析推算每月生产能力，确定制、存梁台座数量等关键参数。
1.2箱梁预制施工工艺流程分析 1.2.1模板配套组装整拼
箱梁模板由底模、侧模、内模及端模共四大部分组成。按梁体结构、跨度、梁场布置对预制箱梁模板进行总体结构设计、模板整体受力分析，模拟内模运动轨迹对模板脱模机构进行设计。内模整体结构、连接件、内模支撑系统、液压系统、脱模机构、轨道系统以及内模分节设计，确保箱梁预制后可整体或分段从梁端拖出。
由于梁体的外形尺寸要求较严，为保证精度和质量要求，在模板总体设计上做成侧模纵横向不动，只绕铰轴转动的方式；底模固定不动；内模整体安装、整体脱模。箱梁模型采用端模包侧模，侧模包底模结构形式。端模与侧模间用双面防水胶条密封、螺栓联接，侧模与内模间在通风孔位置用螺栓固定，内模用紧固螺栓固结在底模基础上。预制箱梁模板具有精度高、结构简单、整体缩放自如、脱模容易、操作简单，待预制混凝土达到脱模强度后将内模拖拉出已预制成型的箱梁内腔，操作人员安装及调试方便，劳动强度低，生产效率高。
1.2.2钢筋整体绑扎
箱梁钢筋整体绑扎主要是先将梁体底腹板钢筋绑扎完成，再通过临时支撑将顶板钢筋与底腹板钢筋在绑扎胎具上连成整体，形成完整的钢筋骨架，钢筋骨架吊装采用专门制作的吊架，吊架具有足够的强度和刚度，以保证在吊运过程中不会发生变形及扭曲。利用龙门吊将绑扎好的整体钢筋骨架吊至制梁台位。相对于分体绑扎，箱梁钢筋的整体绑扎、吊装有利于保证钢筋绑扎质量，减少钢筋骨架变形，减少台座占用时间，提高模板使用效率，加快施工进度，并减少场地占用面积，节约施工生产成本。
1.2.3箱梁混凝土浇筑控制
高性能混凝土配合比选定是保证箱梁施工质量的关键。采用混凝土灌车场内运输，HBT80型混凝土输送泵配合布料机浇筑入模，插入式振捣器振捣为主，配合附着式振动器振捣振捣为辅，浇筑时采用水平分层、斜向分段，先浇筑底板、再浇筑腹板和顶板，一次浇筑成型的施工工艺，顶面采用高频提浆整平机处理后人工抹面。养护采用棚罩法蒸汽保温养护，混凝土芯部温度控制在60℃以内，通过热电偶温度传感器采集养护罩内部和梁体砼芯部的温度数据，调整蒸汽流量控制温度。
1.2.4钢绞线张拉与真空辅助压浆工艺
预制梁张拉按预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行。
预张拉：预制箱梁预张拉在制梁台座上进行。当混凝土强度达到设计值的60%后，拆除端模，松开内模和外模紧固件，同时清除管道内的杂物和积水，进行预张拉。预张拉能有效的控制混凝土预制梁的早期裂纹。
初张拉：当梁体混凝土强度达到设计值的80%后，按照设计要求对梁体进行初张拉。初张拉在预制台座上进行，初张拉结束并拆除内外模板后，方可将梁体移出台座。
终张拉：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10天时，进行终张拉。终张拉结束且存梁期达到30d时，由质检人员对梁体进行上拱度测量。实测上拱值不宜大于1.05倍的设计计算值。
终张拉结束后，在48h内进行管道真空压浆。水泥浆自搅拌结束至压入管道的间隔时间，不得超过40min，管道压浆应控制在正温下施工，并应保持无积水无结冰现象。压浆时及压浆后3天内，梁体及环境温度不得低于5℃。冬季压浆时要采取保温措施，并掺加防冻剂。
封锚混凝土采用无收缩混凝土，抗压强度不应低于设计要求。浇注梁体封
锚混凝土之前，应先检查锚垫板表面无粘浆和锚环外面上部孔无漏浆的管道后，才允许浇注封锚混凝土。为保证与梁体混凝土接合良好，应将灰浆铲除干净，并对锚圈与锚垫板之间的交接缝进行防水处理，同将混凝土表面凿毛，并放置钢筋网片。
1.3箱梁运输与架设施工
箱梁架设施工是确保工期的关键，采用轮胎式搬梁机搬梁、装车，运梁车通过路基和桥梁运输，大吨位架桥机架设的施工方案，投入运、架梁设备1套（900t轮胎式运梁车、900t架桥机各1台）。梁体架设顺序依据指导性施组工期安排进行。运架设备必须有安装资质队伍并报专项安装方案后方可安装，同时须通过型式试验合格后方可使用。使用前在运行线路上试运行，确保安全。架桥机必须具有架设32m及一下跨度的双线箱梁的能力，并且能够在不同跨径之间变化，为满足桥群的架设，架桥机应能够顺利进行首跨和最后一跨的架设，能够方便的进行桥间转移。根据架桥机工作需要，分为架梁、过孔、变跨、架设首末跨和桥间转移等工况。
二、技术指标
2.1箱梁施工工艺技术指标
2.1.1模板施工技术指标
模板应具有足够的强度、刚度和稳定性，能保证梁体各部形状、尺寸及预埋件位置准确。模板安装的允许偏差应满足规范要求。施工前，对主要受力构件进行力学检算，以确保施工安全。施工过程中根据设计要求及制梁的实际情况设置预留压缩量和反拱。
模板安装后应符合下列技术要求： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 项 目 模板总长 底模板宽 底模板中心线与设计位置偏差 桥面板中心线与设计位置偏差 底模平整度 桥面板宽 腹板厚度 底板厚度 顶板厚度 底板反拱度 设计尺寸（mm） ±10 0、+5 ≤2 ≤10 ≤2mm/m ±10 0、+10 0、+10 0、+10 +1，-1（梁端） +2，-2 (其他) 允许偏差（mm ） 尺量检查 尺量检查 尺量检查 尺量检查 1m靠尺和塞尺检查 尺量检查 尺量检查 尺量检查 尺量检查 水准仪 模板拆除要求 当梁体混凝土强度达到设计强度的60%以上，梁体混凝土芯部与表面、箱内
与箱外、表层与环境温差均不大于15℃，且能保证梁体棱角完整时可以拆模。但气温急剧变化时不宜拆模。
2.1.2钢筋施工技术指标
钢筋加工质量应符合下列要求； 序号 项 目 允许偏差 受力钢筋顺长度方向全长的1 ±10mm 净尺寸 2 3 弯起钢筋的位置 箍筋内边距离尺寸差 ±20mm ±3mm 预应力管道定位网片采用点焊加工，其尺寸误差±2mm，其中，水平筋的尺寸是对最下一根钢筋中心而言，竖向钢筋的尺寸是对网片中心而言。网眼尺寸误差≤3mm。
梁体钢筋骨架由底腹板钢筋及顶板钢筋组成。钢筋应由铁丝绑扎牢固，除设计有特殊规定外，梁中的箍筋应与主筋垂直。箍筋的末端应向内弯曲，箍筋转角与主筋的交接点均需绑扎牢固。箍筋的接头（弯钩接头处）在梁中应沿纵向线方向交叉布置。绑扎钢筋用的铁丝要向内弯曲，不得伸向保护层内。钢筋绑扎符合下列要求 序 号 项 目 要求 距跨中4m范围≤4mm、其余≤6mm ≤15 mm ≤8mm ≤15 mm ≤15 mm +5 mm、0 1 抽拔管在任何方向与设计位置的偏差 桥面主筋间距及位置偏差（拼装后检查） 3 底板钢筋间距及位置偏差 2 4 箍筋间距及位置偏差 5 腹板箍筋的不垂直度（偏离垂直位置） 6 混凝土保护层厚度与设计值偏差 7 其它钢筋偏移量 ≤20 mm 2.1.3混凝土施工技术指标 箱梁梁体混凝土采取快速连续灌注，一次成型的方式。按要求对混凝土用水泥、骨料、掺合料、外加剂等主要原材料的产品进行试验。根据原材料料源情况和梁型特点对配合比进行选配。混凝土浇筑时间控制在6h以内，混凝土浇筑滞留时限初凝1h，间断时限终凝2h。前5盘做坍落度的测试，测定值符合理论配合比要求，坍落度要求在180~220mm，后面每50m3测定1次；检查入模含气量，控制在2.0%～4.0%之间，每50m3测定1次。模板温度控制在5～35℃之间。低温时将模板周围用帆布围住，蒸汽升温；高温时加盖遮阳棚降温或在清晨、傍晚开始浇筑，并对模板外侧进行洒水降温处理。混凝土入模温度控制在5～30℃，冬季施工时，采取对拌和用水加热、对骨料进行升温等措施；在夏季炎热时段通过加冰块降低水温来降低混凝土拌合物温度或尽可能在傍晚或晚上搅拌砼，以保证砼的入模温度。严格控制混凝土分层厚度在30cm内。
2.1.4钢绞线张拉与真空辅助压浆施工技术指标
预应力张拉分预张拉、初张拉和终张拉。张拉时两端两侧共计四个千斤顶