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摘要：进入21世纪以来我国高速铁路事业迅速发展，一大批铁路干线面临着升级高速铁路的需要。槽型梁在兰新铁路第二双线百里风区，解决了大风灾害带来的一系列危害，发挥了巨大优势。本文以新建兰新第二双线桥梁工程案例为背景，对其槽型梁预制施工工作进行了全面的探讨。希望通过本文可以为相关工作提供一些参考。

关键词：槽型梁;施工工艺中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-10-375

1引言

兰新铁路沿途多经大风区域，尤其以新疆境内的百里风区、三十里风区的风力最为强劲（最大风力可达17级），破坏力极大，历史上已多次发生列车被大风吹翻的重大安全事故，给国家造成了巨大的经济损失和严重的社会影响。鉴于此，新建的兰新铁路第二双线，在百里风区的桥梁上部结构设计采用后张法预应力混凝土槽型梁，槽型梁是一种将防风结构和主体结构融合设计的新梁型，该梁型采用腹板保护大风作用下的列车，再通过在其主梁上设轻形钢结构棚架、覆盖开孔波形钢板的方案解决接触网防风要求。对于整个高速铁路发展有着非常重要的意义。要想保证其施工质量，对建设企业的整体施工技术水平有着很高的要求，因此有必要对槽型梁施工技术进行全面探讨。

2工程概况

新建兰新铁路第二双线正线全长1776km，其中新疆境内线路长度710km，建成后将是亚欧大陆桥快速通道的重要组成部分。我公司承担了兰新铁路第二双线（新疆段）DK1414+206～DK1470+558里程范围内204孔（408片）15.9m槽型梁的预制任务，在实际施工生产中，针对新疆戈壁大风区域空气干燥、昼夜温差大、夏季炎热和冬季寒冷而漫长的极端气候环境特点，深入研究钢筋、模板、混凝土及预应力施工等关键技术，对加快我国西部铁路建设和改善西部人民生活水平有着十分重要的意义。

3槽型梁预制施工

3.1工艺流程

槽型梁预制工艺流程见图2。

3.2模板安装

槽型梁整体钢模板由底模、外模、内模和端模四个系统组成，其结构形式如图3。

槽型梁模板由专业厂家加工成型，运输到施工现场组装完成后即可投入使用。底模按照设计要求设置反拱后固定焊接在制梁台座支墩上;外模组装成整体后固定安装在制梁台座两侧底板上;内模和端模则存放在专用存放台上，并利用龙门吊吊装可共用于多个台座。

模板安装的操作步骤如下：

（1）清理模板，喷涂脱模剂。

（2）将绑扎好的梁体钢筋笼整体吊入模板内。

（3）松开外模支架外支腿螺旋支撑，利用龙门吊起吊辅助，将外模中部节段整体向腹板内侧旋转至设计位置，外模下缘与底模实现对接后安装固定连接螺栓，同时安装外模支架全部支腿螺旋支撑，拧紧螺旋完成外模中部节段的固定。

（4）在外模端部节段的横移机构上安装2个10t螺旋千斤顶，将置于横移机构之上的外模端节段向内侧顶推，外模下缘与底模实现对接后安装固定连接螺栓。端部节段与底模对接完成后，用螺栓将其与外模的中部节段连接成为整体。

（5）利用龙门吊将端模整体吊装就位，并用螺栓将端模与外模、底模连接。

（6）利用龙门吊将内模吊至外模上，并实现初步定位。然后利用安装在内模吊架两端横梁端部的螺旋千斤顶顶推外模顶部的底座，实现内模的精确定位，安装螺栓将吊架固定在外模上。旋转调节吊架与内模之间的螺旋斜撑，将内模调整到设计位置。最后，安装内、外腹板内模间的螺旋横撑，实现内模固定。

3.3钢筋骨架的制作及绑扎

钢筋半成品统一在钢筋加工棚内加工成型，待抽检合格后加工好的半成品即可用于绑扎梁体钢筋骨架。

为保证钢筋绑扎定位精度，梁体钢筋绑扎在专用钢筋绑扎胎具上进行。结合槽型梁自身外形结构特点和工艺需要，钢筋绑扎胎具的设计与制作必须达到实现钢筋骨架从绑扎胎具中顺利吊装、避免由于钢筋骨架与胎具间空隙不足而影响吊装、提高腹板纵向分布筋的定位精度的目的。为此，我们设计出了滚轮辅助旋转式钢筋绑扎定位胎具，通过将胎具腹板设计成可向两侧旋转的活动结构，并安装了腹板纵向钢筋定位卡具，彻底解决了上述问题。

滚轮辅助旋转式钢筋绑扎定位胎具的构造示意见图4。

3.4钢筋骨架的吊装及定位

由于槽型梁设计采用腹板垂直于底板的结构形式，并且在外腹板上设有防风预埋件，使得施工中侧模板必须在梁体钢筋笼吊装就位后才能安装固定。因此，一旦吊装过程中钢筋骨架局部变形过大，势必会导致侧模板安装及预埋件定位困难，从而也会大大降低其施工质量和工效。居于以上考虑，在原有箱梁钢筋笼吊装架的基础上，结合槽梁结构特点和工艺需要，创新优化设计出了槽型梁钢筋笼吊装架。通过将主梁设置于腹板中心，取消分配梁外挑的结构形式，并采用一端为普通吊钩、另一端为羊角抓钩的导链代替钢丝绳，实现了吊索长度任意调节，有效地保证了各吊点受力均匀，减小了钢筋骨架局部变形量，同时也达到简化操作、提高工效的目的。

槽型梁钢筋笼吊装架结构形式及吊装示意见图5。

槽型梁钢筋骨架的吊装和定位作业步骤如下：

（1）将吊装架两端的主吊钢丝绳分别挂于两台龙门吊的吊钩上，利用龙门吊将吊装架吊至钢筋绑扎胎具的正上方，并与钢筋笼保持适当距离。

（2）放下吊索，使吊索自然下垂。

（3）将吊索末端羊角抓钩绕过梁体主筋，拉紧导链后，将羊角抓钩挂于导链上。

（4）重复（3）的程序，直至全部吊点的吊索安装就位。

（5）利用两台龙门吊将钢筋笼吊装至底模上安装就位。

3.5 挡风屏预埋件的安装定位

挡风屏预埋件为槽型梁施工的重点，梁体架设后通过特制的型钢骨架将同一孔的两片梁连接成封闭孔道。因此挡风屏预埋件安装应与梁体钢筋一起预埋至梁体混凝土中。预埋件随梁体钢筋骨架同步绑扎。待钢筋骨架吊装就位后，通过模板上的定位装置控制其安装精度。

3.6 混凝土浇筑

3.6.1 混凝土浇筑

1）混凝土的搅拌

根据每片梁混凝土浇筑总时间及每片梁混凝土总量，选用2台HZS120的搅拌站，每盘混凝土搅拌时间为150s。

2）混凝土浇筑顺序

槽型梁混凝土的浇筑顺序如图6所示。

3.6.2 混凝土养护

由于制梁场所处环境气候特点为常年大风、空气干燥、昼夜温差大，为了保证混凝土的质量，槽型梁混凝土养护分为自动温控蒸汽养护和涂刷养护剂养护两个阶段。槽型梁混凝土浇筑后先前采用蒸汽养护;初张拉后梁体移至存梁台座，在梁体表面涂刷养护剂并覆盖防晒篷布，以减小梁体表面局部温差。

在蒸养过程中，通过自动温控系统对槽型梁进行温度监控，自动温控系统根据实测温度调节蒸汽阀门大小，以确保养护环境温度、温差能满足规范要求。根据自动温控系统定时测定的混凝土芯部温度、表层温度以及环境温度、相对湿度、风速等参数，探索其相互关系，建立养护曲线。

3.6.3 拆模

待梁体混凝土达到设计拆模强度后，即可进行拆模作业，拆模时先拆除端模，再拆除内模，最后拆除侧模。拆模操作工艺流程如下：

（1）松开内模的螺旋斜撑和螺旋横撑，利用吊架上的链条葫芦将模板斜向上收起，拆除吊架的全部固定螺栓，利用龙门吊将内模移至存放台。

（2）松开端模与外、底模的连接螺栓。先人工敲击拆除内腹板顶部的活动块，然后通过在脱模顶座与台座之间安装螺旋千斤顶的顶推作用，将端模脱离梁体，最后利用龙门吊将端模移至存放台。

（3）松开外模与底模的全部连接螺栓。

（4）利用横移机构和螺旋千斤顶将外模端部节段向梁体外侧横向顶出，外模端部节段脱离腹板外侧25cm时即可。

（5）松开中部节段外模支架的外支腿螺旋支撑，利用链条葫芦向外侧牵引，使外模向梁体外侧旋转一定角度，当外模顶部脱离腹板外侧8cm时，即完成脱模作业。

（6）梁体在制梁台座上进行张拉前，还需拆除梁端变截面处的底模活动块。

3.7 预应力施工

预应力施工是槽型梁预制工程中最关键的工序之一，其施工质量的好坏将直接影响到槽型梁的最终质量及有效预应力值。

3.7.1 纵向预施应力程序

1）张拉预应力钢绞线时，采用应力应变双控制，张拉程序为：

0→初应力（0.2δcon）→δcon持荷5分钟→锚固

2）张拉方法：张拉分三阶段进行，第一次为预张拉，主要是为防止梁体出现早期裂缝，在内模拆除、外模松开的情况下带模张拉部分预应力。第二次为初张拉，在制梁台座上进行，主要是为加快台座周转需要。第三次为终张拉，在存梁台座上进行，按设计规定的预加应力值。槽型梁腹板对称张拉，其不平衡束最大不超过一束，张拉同束钢绞线由两端对称同步进行，且按设计规定的编号及张拉顺序张拉。

3.7.2 横向预施应力程序

槽型梁在两端支点出设有横向预应力，通过在每端设置2根Φ25mm PSB830精轧螺纹钢筋提供预加压力，两端横向预应力筋采用交错锚固的方式。横向预应力采用二次张拉工艺（即锚固1天后重新施加100%控制应力）以确保消除锚固螺母的预应力损失。横向预应力张拉程序为：

0→初应力（0.2δcon）→δcon持荷5分钟→锚固

3.7.3 真空辅助压浆

在进行管道压浆前，为确保管道内浆体饱满密实，必须保证压浆前管道内的真空度和压浆时浆体保压压力符合相关规范要求。这就要求进行压浆作业必须做好锚头密封工作，然而现有锚头密封工艺采用第一代和第二代锚头密封帽，因其设计存在一定缺陷，均不能同时满足满足桥梁预应力管道压浆施工的速度和质量要求。为此，我们结合现有压浆工艺的优点，设计并制作了一套锚头密封装置——组合式锚头密封帽，该装置通过采用钢管套筒和盖板分离组装的结构形式，并辅以砂浆填充密封的方法，简化了锚头密封操作，节省了砂浆的等强时间，同时也保证了管道密封效果。锚头密封帽使用方法见图7。

管道压浆采用真空辅助压浆工艺。其施工工艺如图8所示。

3.7.4 封锚施工

封锚混凝土采用补偿收缩混凝土，强度等级为：C55。抗压强度不低于设计要求。封锚在终张拉后3d内进行。

3.8 槽型梁起吊、存放

槽型梁提升采用两台大吨位（120t）轮轨式提梁机，通过轨道纵向移动，实现槽型梁纵移。

4结束语

随着我国经济社会不断向前发展，以及西部大开发战略的实施，西部地区的高速铁路也将迎来大的发展。为了保障桥梁质量应当做好高速铁路槽型梁的预制施工，从而推动我国桥梁事业不断向前发展。

参考文献

[1] 《兰新铁路第二双线预应力混凝土简支槽形梁技术条件》（铁工管[2012]106号）

[2] 张勇等. "高速铁路预制箱梁可调节装配式绑扎胎具."， CN208005948U. 2018.

中铁上海工程局集团有限公司城市轨道交通工程分公司 201900