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【摘要】：结合津（天津）秦（秦皇岛）铁路客运专线下邬蓟运河特大桥预应力混凝土箱梁预制施工技术，介绍预应力混凝土箱梁的预制施工方案、关键技术控制方法。
【关键词】：高速铁路;预应力混凝土箱梁;预制;控制
Discussed shallowly the construction technology of precasting prestressed concrete box girders for high-speed railways and the method of control
DEI Li-peng
（）
Abstract: Combination of construction technology of precasting prestressed concrete box girders for extra-large bridge of Xiawuji canal of Tianjin-Qinhuangdao special passenger railway-line, descriptions of construction technology of precasting prestressed concrete box girders and the key technica control.
Keywords: high-speed railways;prestressed concrete box girders;precasting,control
中图分类号：U412文献标识码： A
1概述
津（天津）秦（秦皇岛）铁路客运专线工程是国家中长期铁路网规划中的一部分，起自天津西站，途经唐山市、北戴河等，止于秦皇岛。全线257.5km，时速350km/h，年客运输送能力8000万人次。津秦铁路客运专线工程具有工程规模大、工期紧、技术标准要求高、采用设计寿命100年的高性能耐久性混凝土等特点。
该工程中下邬蓟运河特大桥，起讫里程DK69+615.44～DK88+882.26，全长19.267 km，由587个墩台身、559孔预应力混凝土箱梁和7联（27孔跨）连续梁组成，其中32m箱梁487孔，24m箱梁37孔，非标准跨箱梁8孔。桥跨布置为：20×32+24+59×32+24+2×32+(40+56+2×80+48)+4×32+3×24+6×32+2×24+20.7+(7×16)+20.7+24+30.9+2×24+32+(40+56+40)+24+27.3+3×32+(80+128+80)+51×32+24+32+2×24+15×32+3×24+20.7+2×32+(40+80+48)+32+24+26.7+24×32+24+39×32+3×24+26×32+2×24+46×32+24+4×32+3×24+7×32+2×24+36×32+24+88×32+(40+64+40)+32+3×24+50×32+20.7+32+24+6×32+(60+100+60)+17×32+2×24+26.9+4×32。其中32m预应力混凝土箱梁数量多，重达805吨，整孔预制施工是难点。
2预应力混凝土箱梁预制施工方案简介
2.1箱梁结构
预应力混凝土箱梁为单箱单室等高度简支梁[1] [2]，梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加厚。32m预应力混凝土箱梁顶板净宽12m，梁高3.078m，底板宽5.5m。封锚端：底板厚0.7m（跨中0.28m），腹板厚1.05m（跨中0.45m），顶板厚0.61m（跨中0.3m），顶板边缘厚0.284m。箱梁底板和腹板中设计布置27束钢绞线，其中，在底板中轴线处1孔采用12-φ15.2预应力钢绞线，其余采用9-φ15.2预应力钢绞线。箱梁结构见图1。主要工程量为（直线梁无声屏障）：C50混凝土335.48m3，钢筋60.156t，钢绞线9.213t，防裂钢筋网片28片，防水涂料18.2m2等。
2.2预制梁场布置及资源配备
本桥预应力混凝土箱梁预制施工采用在钢筋绑扎胎具上整体绑扎成型、整体吊装入模技术，同时配备全自动液压内模、可横向纵向移动的搬运（移梁）机等先进设备，根据施工经验，台座月均生产能力取5孔，制梁时间14个月。梁场内设制梁台座10个，存梁台座60个，支座安装台座10个（其中一个兼做静载试验台座），双层存梁方式。制、存梁台座轴线均采用平行于桥轴线布置，每个制梁台座配备一套侧模及端模，两个制梁台座共用1套全自动液压内模，梁场台座布置见图2。
梁场内配置2座HZS180砼搅拌站，6台砼输送车，2台砼输送泵，2台全自动布料机，3座630KVA变电站，2台250KW发电机，4台50t-40m跨龙门吊机，1台900t轮轨式搬运机，2台450t-36m跨提梁机（见图3）等设备。
2.3预应力混凝土箱梁预制
2.3.1模板安装、钢筋绑扎
预制箱梁整套模板（见图4）由底模、侧模、端模、全自动液压内模组成，采用侧模包端模、底模的方法将整套模板连成一体。在制梁台座上拼装底模，通过底模和台座之间的钢垫板厚度进行调节预制箱梁的预拱值，在底模上安装支座垫板、防落梁板。在底模两侧安装侧模。
在钢筋绑扎台座上制作底腹板钢筋绑扎专用胎具，在胎具上绑扎底腹板钢筋，安装抽拔橡胶管和预埋件，底腹板钢筋绑扎完成后，安装顶板钢筋绑扎支撑及专用简易、轻便的控制顶板钢筋间距的胎具，在其上绑扎顶板钢筋。箱梁钢筋整体绑扎仅需1天。利用50t-40m跨龙门吊机将箱梁钢筋整体吊装入模，安装内模滑道，将内模顺着箱梁轴向靠自身动力系统整体滑入钢筋箱内，启动液压系统展开内模。在端模上安装锚垫板，利用龙门吊机吊装端模，安装到位后，将端模与底模、侧模和内膜进行连接固定。
2.3.2混凝土浇筑及养护
模板安裝完成定位检测后，利用砼输送泵和布料机，进行混凝土浇筑，首先浇筑底腹板转角处，其次，通过顶板预留孔往底板浇筑，然后再浇筑腹板，最后浇筑顶板，混凝土浇筑顺序见图5。底板混凝土浇筑采用插入式高频振动棒振动，腹板采用侧模上安装的高频振动器和插入式高频振动棒进行振捣，顶板采用插入式振动棒振动并辅以平板振动器振捣成型。
在混凝土浇筑过程中确保模板不漏浆、支撑不松动。顶板混凝土浇筑到设计标高后，利用桥面整平机平整箱梁顶面，以控制平整度和横坡，同时减少顶板打磨的工作和混凝土的浪费。
混凝土浇筑完成2～3小时后，拔出橡胶管，并对孔道清理。人可站在桥面上并不留痕迹，此时采用土工布覆盖，并浇水保持桥面湿润。拆模后，侧模处混凝土面喷涂养护液，箱梁两端利用棚布进行密封养护，继续对箱梁顶面进行洒水养护。
2.3.3拆模及预应力张拉
砼浇注完成2～3天后，砼试件强度达到60%以上时进行拆模，先松内模，再拆除端模，然后滑出内模。待混凝土强度达到80%以上时，进行初张拉，初应力值根据设计取20%。制梁初期，应进行预应力管道摩阻、喇叭口摩阻等预应力瞬时损失测试试验，以保证应力准确。初张拉后，利用900t轮轨式搬运机提移箱梁至存梁台座，待砼浇注10天后，强度达到设计值后，进行终张拉、灌浆、封锚。最后，利用搬运机将箱梁移至支座安装台座，安装好支座后，通过提梁机将箱梁提至运梁车上运至架桥机处架设。
2.3.4预应力混凝土箱梁预制施工工艺流程，见图6。
3关键技术控制
3.1模板安装密封性控制
模板安装时密封性的好坏直接关系箱梁外观和质量。每次安装模板前，应仔细对模板之间的密封条完好性进行检查，对损坏的立即进行修补或更换，对于内模的拼装缝隙需用胶带粘贴密实。
3.2抽拔橡胶管安设控制
通过加大定位筋直径、缩小其间距，同时牢固焊接，控制抽拔橡胶管的位置和线形准确。
3.3箱梁钢筋整体绑扎、吊装控制
采用箱梁钢筋整体绑扎、整体吊装入模技术，将模板整修清理、安装和钢筋绑扎平行作业，缩短制梁周期。同时，在钢筋绑扎台座上设计制作专用钢筋绑扎的胎具，在胎具上綁扎钢筋，提高钢筋绑扎的工作效率、有效控制钢筋间距，确保钢筋绑扎质量。箱体钢筋整体吊装需要保证箱体钢筋变形小，同时吊架要轻巧。通过简易、轻型、多吊点的型钢吊架（见图7）解决了此问题。
3.4高性能耐久性混凝土配合比设计控制
预应力混凝土箱梁采用设计强度C50的高性能耐久性混凝土[3]。设计需要耐久100年，其砼配合比设计需要满足抗冻融循环、抗渗、抗裂、抗氯离子渗透、抗钢筋锈蚀、抗碱-骨料等耐久性试验。本项目在施工过程中，针对水泥、减水剂和砂石料等原材料变化时，均重新调整配合比。表1是本桥预应力箱梁混凝土的一组配合。
3.5拆模控制
待混凝土浇筑2～3天后，混凝土试件强度达到60%以上进行拆模，选择温度变化稳定的时间段进行拆模，拆模前仔细测量箱梁表层和环境温度、箱梁芯部和箱梁表层温度，当温差均在15℃以内时进行拆模。用液压千斤顶对称同步缓慢进行施顶拆除端模。
3.6钢绞线张拉控制
张拉前清除管道内杂物和积水，检校张拉设备。准备好施加各应力值时对应的理论伸长值和±6%理论伸长值。张拉时，张拉应力值以油压表读数为主，以预应力钢绞线实测伸长值作为校核，当施加某一应力值时，实测的伸长值超出±6%理论伸长值时，应立即停止张拉并分析原因进行处理。
3.7搬运机提、移梁控制
提梁前，箱梁必须经过初张拉，搬运机中线要与制梁台座轴线重叠，搬运机缓慢将箱梁提离台位约20cm高，静停2分钟确认一切正常后再提升移动。搬运机在移梁时禁止转向。
3.8压浆控制
压浆所用水泥浆应严格按标准控制，确保各项指标合格，在终张拉后立即进行压浆，一次压满，冬季压浆需掺入防冻剂等保温防冻措施，夏季压浆需掺入减水剂、降低水温等降温措施。
3.9冬期施工控制
梁场所在区域冬期气温达到-10℃，并持续3个月，在冬期浇筑混凝土，首先进行冬期混凝土配合比的试配，确定原材料（含水、防冻剂等外加剂）加热温度、搅拌温度、入模温度和加热养护温度等各个环节的温度参数。搭建冬期施工的暖棚、配置蒸汽锅炉等冬施设施，在混凝土浇筑的各个环节严格按冬期混凝土浇筑温度参数进行控制。组织相关人员学习冬期施工技术，特别是各个环节的温度的测量方法和测温的重要意义。
冬期施工时的机械设备需特别检查各传动部件有无冰雪冻结情况，确保无误后方可启动运转。
3.10雨季施工控制
雨季施工时，主要是保证原材料不被雨水淋湿，同时要保证原材料的连续供应，达到不间断生产。为钢筋加工厂、混凝土砂石料堆场等安设遮雨棚，为预制台座配备遮雨膜或布，特别是要增加检测混凝土的坍落度，增加检测沙石等原材料的含水量，并据此调整水灰比。
4.结束语
通过以上施工方案和控制措施，下邬蓟运河特大桥预应力混凝土箱梁质量达到了设计要求，施工进度也达到了计划的要求，取得了较好结果。特别是设计并利用箱梁钢筋在胎具上整体绑扎、整体吊装入模技术，避免了顶板钢筋与底腹板钢筋分开绑扎分别吊装入模的连接困难，提高了制梁周期，保证了箱梁钢筋绑扎质量；采用先进的全自动液压内模，仅需操作按钮就能完成内模安装；应用可纵向横向移动的搬运机避免了每次制梁均需按拆侧模，同时能够灵活存梁，缩短箱梁占用制梁台座时间，提高制梁周期。正因采取了以上提高制梁周期的技术和措施，下邬蓟运河特大桥预应力混凝土箱梁实际施工中每个台座月生产箱梁达到了6孔，成功的施工经验将对今后类似箱梁预制提供重要借鉴和参考。
[参考文献]
[1] 翟洪志.京沪高速铁路32m预制箱梁施工[J] .桥梁建设，2009年，第5期：9~12.
[2] 徐敬淼,艾建强.青岛海湾大桥60m预应力混凝土箱梁整体预制施工质量控制要点[J] .世界桥梁，2009年，第4期：18~21.
[3] 周怀智.高性能混凝土耐久性的施工控制[J] .世界桥梁，2009年，第4期：73~75.
作者简介：彭德力，1982年出生，男，工程师，2005年毕业于重庆交通学院，管理学学士
【关键词】：高速铁路;预应力混凝土箱梁;预制;控制
Discussed shallowly the construction technology of precasting prestressed concrete box girders for high-speed railways and the method of control
DEI Li-peng
（）
Abstract: Combination of construction technology of precasting prestressed concrete box girders for extra-large bridge of Xiawuji canal of Tianjin-Qinhuangdao special passenger railway-line, descriptions of construction technology of precasting prestressed concrete box girders and the key technica control.
Keywords: high-speed railways;prestressed concrete box girders;precasting,control
中图分类号：U412文献标识码： A
1概述
津（天津）秦（秦皇岛）铁路客运专线工程是国家中长期铁路网规划中的一部分，起自天津西站，途经唐山市、北戴河等，止于秦皇岛。全线257.5km，时速350km/h，年客运输送能力8000万人次。津秦铁路客运专线工程具有工程规模大、工期紧、技术标准要求高、采用设计寿命100年的高性能耐久性混凝土等特点。
该工程中下邬蓟运河特大桥，起讫里程DK69+615.44～DK88+882.26，全长19.267 km，由587个墩台身、559孔预应力混凝土箱梁和7联（27孔跨）连续梁组成，其中32m箱梁487孔，24m箱梁37孔，非标准跨箱梁8孔。桥跨布置为：20×32+24+59×32+24+2×32+(40+56+2×80+48)+4×32+3×24+6×32+2×24+20.7+(7×16)+20.7+24+30.9+2×24+32+(40+56+40)+24+27.3+3×32+(80+128+80)+51×32+24+32+2×24+15×32+3×24+20.7+2×32+(40+80+48)+32+24+26.7+24×32+24+39×32+3×24+26×32+2×24+46×32+24+4×32+3×24+7×32+2×24+36×32+24+88×32+(40+64+40)+32+3×24+50×32+20.7+32+24+6×32+(60+100+60)+17×32+2×24+26.9+4×32。其中32m预应力混凝土箱梁数量多，重达805吨，整孔预制施工是难点。
2预应力混凝土箱梁预制施工方案简介
2.1箱梁结构
预应力混凝土箱梁为单箱单室等高度简支梁[1] [2]，梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加厚。32m预应力混凝土箱梁顶板净宽12m，梁高3.078m，底板宽5.5m。封锚端：底板厚0.7m（跨中0.28m），腹板厚1.05m（跨中0.45m），顶板厚0.61m（跨中0.3m），顶板边缘厚0.284m。箱梁底板和腹板中设计布置27束钢绞线，其中，在底板中轴线处1孔采用12-φ15.2预应力钢绞线，其余采用9-φ15.2预应力钢绞线。箱梁结构见图1。主要工程量为（直线梁无声屏障）：C50混凝土335.48m3，钢筋60.156t，钢绞线9.213t，防裂钢筋网片28片，防水涂料18.2m2等。
2.2预制梁场布置及资源配备
本桥预应力混凝土箱梁预制施工采用在钢筋绑扎胎具上整体绑扎成型、整体吊装入模技术，同时配备全自动液压内模、可横向纵向移动的搬运（移梁）机等先进设备，根据施工经验，台座月均生产能力取5孔，制梁时间14个月。梁场内设制梁台座10个，存梁台座60个，支座安装台座10个（其中一个兼做静载试验台座），双层存梁方式。制、存梁台座轴线均采用平行于桥轴线布置，每个制梁台座配备一套侧模及端模，两个制梁台座共用1套全自动液压内模，梁场台座布置见图2。
梁场内配置2座HZS180砼搅拌站，6台砼输送车，2台砼输送泵，2台全自动布料机，3座630KVA变电站，2台250KW发电机，4台50t-40m跨龙门吊机，1台900t轮轨式搬运机，2台450t-36m跨提梁机（见图3）等设备。
2.3预应力混凝土箱梁预制
2.3.1模板安装、钢筋绑扎
预制箱梁整套模板（见图4）由底模、侧模、端模、全自动液压内模组成，采用侧模包端模、底模的方法将整套模板连成一体。在制梁台座上拼装底模，通过底模和台座之间的钢垫板厚度进行调节预制箱梁的预拱值，在底模上安装支座垫板、防落梁板。在底模两侧安装侧模。
在钢筋绑扎台座上制作底腹板钢筋绑扎专用胎具，在胎具上绑扎底腹板钢筋，安装抽拔橡胶管和预埋件，底腹板钢筋绑扎完成后，安装顶板钢筋绑扎支撑及专用简易、轻便的控制顶板钢筋间距的胎具，在其上绑扎顶板钢筋。箱梁钢筋整体绑扎仅需1天。利用50t-40m跨龙门吊机将箱梁钢筋整体吊装入模，安装内模滑道，将内模顺着箱梁轴向靠自身动力系统整体滑入钢筋箱内，启动液压系统展开内模。在端模上安装锚垫板，利用龙门吊机吊装端模，安装到位后，将端模与底模、侧模和内膜进行连接固定。
2.3.2混凝土浇筑及养护
模板安裝完成定位检测后，利用砼输送泵和布料机，进行混凝土浇筑，首先浇筑底腹板转角处，其次，通过顶板预留孔往底板浇筑，然后再浇筑腹板，最后浇筑顶板，混凝土浇筑顺序见图5。底板混凝土浇筑采用插入式高频振动棒振动，腹板采用侧模上安装的高频振动器和插入式高频振动棒进行振捣，顶板采用插入式振动棒振动并辅以平板振动器振捣成型。
在混凝土浇筑过程中确保模板不漏浆、支撑不松动。顶板混凝土浇筑到设计标高后，利用桥面整平机平整箱梁顶面，以控制平整度和横坡，同时减少顶板打磨的工作和混凝土的浪费。
混凝土浇筑完成2～3小时后，拔出橡胶管，并对孔道清理。人可站在桥面上并不留痕迹，此时采用土工布覆盖，并浇水保持桥面湿润。拆模后，侧模处混凝土面喷涂养护液，箱梁两端利用棚布进行密封养护，继续对箱梁顶面进行洒水养护。
2.3.3拆模及预应力张拉
砼浇注完成2～3天后，砼试件强度达到60%以上时进行拆模，先松内模，再拆除端模，然后滑出内模。待混凝土强度达到80%以上时，进行初张拉，初应力值根据设计取20%。制梁初期，应进行预应力管道摩阻、喇叭口摩阻等预应力瞬时损失测试试验，以保证应力准确。初张拉后，利用900t轮轨式搬运机提移箱梁至存梁台座，待砼浇注10天后，强度达到设计值后，进行终张拉、灌浆、封锚。最后，利用搬运机将箱梁移至支座安装台座，安装好支座后，通过提梁机将箱梁提至运梁车上运至架桥机处架设。
2.3.4预应力混凝土箱梁预制施工工艺流程，见图6。
3关键技术控制
3.1模板安装密封性控制
模板安装时密封性的好坏直接关系箱梁外观和质量。每次安装模板前，应仔细对模板之间的密封条完好性进行检查，对损坏的立即进行修补或更换，对于内模的拼装缝隙需用胶带粘贴密实。
3.2抽拔橡胶管安设控制
通过加大定位筋直径、缩小其间距，同时牢固焊接，控制抽拔橡胶管的位置和线形准确。
3.3箱梁钢筋整体绑扎、吊装控制
采用箱梁钢筋整体绑扎、整体吊装入模技术，将模板整修清理、安装和钢筋绑扎平行作业，缩短制梁周期。同时，在钢筋绑扎台座上设计制作专用钢筋绑扎的胎具，在胎具上綁扎钢筋，提高钢筋绑扎的工作效率、有效控制钢筋间距，确保钢筋绑扎质量。箱体钢筋整体吊装需要保证箱体钢筋变形小，同时吊架要轻巧。通过简易、轻型、多吊点的型钢吊架（见图7）解决了此问题。
3.4高性能耐久性混凝土配合比设计控制
预应力混凝土箱梁采用设计强度C50的高性能耐久性混凝土[3]。设计需要耐久100年，其砼配合比设计需要满足抗冻融循环、抗渗、抗裂、抗氯离子渗透、抗钢筋锈蚀、抗碱-骨料等耐久性试验。本项目在施工过程中，针对水泥、减水剂和砂石料等原材料变化时，均重新调整配合比。表1是本桥预应力箱梁混凝土的一组配合。
3.5拆模控制
待混凝土浇筑2～3天后，混凝土试件强度达到60%以上进行拆模，选择温度变化稳定的时间段进行拆模，拆模前仔细测量箱梁表层和环境温度、箱梁芯部和箱梁表层温度，当温差均在15℃以内时进行拆模。用液压千斤顶对称同步缓慢进行施顶拆除端模。
3.6钢绞线张拉控制
张拉前清除管道内杂物和积水，检校张拉设备。准备好施加各应力值时对应的理论伸长值和±6%理论伸长值。张拉时，张拉应力值以油压表读数为主，以预应力钢绞线实测伸长值作为校核，当施加某一应力值时，实测的伸长值超出±6%理论伸长值时，应立即停止张拉并分析原因进行处理。
3.7搬运机提、移梁控制
提梁前，箱梁必须经过初张拉，搬运机中线要与制梁台座轴线重叠，搬运机缓慢将箱梁提离台位约20cm高，静停2分钟确认一切正常后再提升移动。搬运机在移梁时禁止转向。
3.8压浆控制
压浆所用水泥浆应严格按标准控制，确保各项指标合格，在终张拉后立即进行压浆，一次压满，冬季压浆需掺入防冻剂等保温防冻措施，夏季压浆需掺入减水剂、降低水温等降温措施。
3.9冬期施工控制
梁场所在区域冬期气温达到-10℃，并持续3个月，在冬期浇筑混凝土，首先进行冬期混凝土配合比的试配，确定原材料（含水、防冻剂等外加剂）加热温度、搅拌温度、入模温度和加热养护温度等各个环节的温度参数。搭建冬期施工的暖棚、配置蒸汽锅炉等冬施设施，在混凝土浇筑的各个环节严格按冬期混凝土浇筑温度参数进行控制。组织相关人员学习冬期施工技术，特别是各个环节的温度的测量方法和测温的重要意义。
冬期施工时的机械设备需特别检查各传动部件有无冰雪冻结情况，确保无误后方可启动运转。
3.10雨季施工控制
雨季施工时，主要是保证原材料不被雨水淋湿，同时要保证原材料的连续供应，达到不间断生产。为钢筋加工厂、混凝土砂石料堆场等安设遮雨棚，为预制台座配备遮雨膜或布，特别是要增加检测混凝土的坍落度，增加检测沙石等原材料的含水量，并据此调整水灰比。
4.结束语
通过以上施工方案和控制措施，下邬蓟运河特大桥预应力混凝土箱梁质量达到了设计要求，施工进度也达到了计划的要求，取得了较好结果。特别是设计并利用箱梁钢筋在胎具上整体绑扎、整体吊装入模技术，避免了顶板钢筋与底腹板钢筋分开绑扎分别吊装入模的连接困难，提高了制梁周期，保证了箱梁钢筋绑扎质量；采用先进的全自动液压内模，仅需操作按钮就能完成内模安装；应用可纵向横向移动的搬运机避免了每次制梁均需按拆侧模，同时能够灵活存梁，缩短箱梁占用制梁台座时间，提高制梁周期。正因采取了以上提高制梁周期的技术和措施，下邬蓟运河特大桥预应力混凝土箱梁实际施工中每个台座月生产箱梁达到了6孔，成功的施工经验将对今后类似箱梁预制提供重要借鉴和参考。
[参考文献]
[1] 翟洪志.京沪高速铁路32m预制箱梁施工[J] .桥梁建设，2009年，第5期：9~12.
[2] 徐敬淼,艾建强.青岛海湾大桥60m预应力混凝土箱梁整体预制施工质量控制要点[J] .世界桥梁，2009年，第4期：18~21.
[3] 周怀智.高性能混凝土耐久性的施工控制[J] .世界桥梁，2009年，第4期：73~75.
作者简介：彭德力，1982年出生，男，工程师，2005年毕业于重庆交通学院，管理学学士