・桥涵工程・ ．－－ 同 口 速铁路箱梁预制“精细化’’ 施工技术研究 张 华 （中铁十九局集团有限公司北京１００１７６） 摘要箱梁作为高速铁路桥梁施工的重要组成部分，在目前成熟的施工技术基础上，应使得箱梁施工技术更加 “精细化”。中铁十九局梁场以现有施工技术为依托，结合目前社会上涌现的各种新工艺、新技术、新设备进行箱梁 施工技术研究，总结了箱梁的“精细化”施工技术，对高速铁路预制箱梁有很好的借鉴意义。 ． 关键词高速铁路箱梁精细化施工 中图分类号Ｕ４４５．４ 文献标识码Ａ 文章编号１００９—４５３９（２０１６）０９—００４２—０３ “Ｆｉｎｅ”Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ Ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ Ｂｏｘ Ｇｉｒｄｅｒ ｏｆ Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ Ｒａｉｌｗａｙ Ｚｈａｎｇ Ｈｕａ （Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ １９ Ｂｕｒｏａｕ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１７６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｂｒｉｄｇｅｓ，ｉｔ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｍａｄｅ ｔｈｅ ｂｏｘ ｉｇｄｒｅｒ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｍｏｒｅ“ｆｉｎｅ”ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍａｔｕｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ １９ Ｂｕｒｅａｕ ｂｅａｍ ｆｉｅｌｄ ｗａｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｍｅ￣ｅｎｅｅ ｏｆ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｎｅｗ ｔｅｃｈ— ｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｎｅｗ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｉｔ ｍａｄｅ ａ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｈｔｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｂｏｘ ｉｇｒｄｅｒ，ａｎｄ ｓｕｍｍｅｄ ｕｐ ｉｔｓ“ｆｉｎｅ”ｃｏｎ— ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｈｉｃｈ ｈａｄ ａ ｇｏｏｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｐｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ；ｂｏｘ ｉｇｒｄｅｒ；ｆｉｎｅ ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ 引言 工序 嘉 笙 耋 随着高速铁路建设的迅速发展，铁路施工技术 产各工序的“精细化”施工经验，为同类工程提供借 取得了长足进步，各项施工技术在应用中得到了很 鉴，促进精细化管理的理念在我国工程项目建设行 好检验，如何针对施工过程的各工序进行有效控 业的应用和普及 ］。 序施工细节的质量问题竿 ，耋 提高施工的技术水平，打 ２箱梁各工序“悃＿术百＿工－，丁 ，蛙ｒＲ细化”施工要点 肥＿上＿文恳 造精品工程，这就给所有的施工企业，提出了一个 ２．１ 钢筋工程 新的课题：“精细化”施工。“精细化”施工是对施工 ２．１．１ 数控钢筋设备在钢筋下料中的应用 各工序的一个思考、研究、解决、提高的过程，通过 目前梁场在钢筋下料时多采用切断机切断后 实施者的精益求精的态度，使得工程施工水平取得 再搬运至弯曲机处弯制，设备的自动化水平低，工 进步、确保工程的安全、质量。 人的劳动强度大，所弯制出的成品钢筋精度较差， —— 影响箱梁的骨架绑扎。如何提高梁体钢筋的加工 收稿日期：２０１６—０６—２６ 质量。控制梁体钢筋的加工精度，采用人力无法圆 ３３＿１１ ３１ 莺 项目：ｕ、 沪昆客专江西公司技术创新计划项目‘沪昆赣工发 满解决此问题，…Ｈ………… 只有通过精度及自动化程度高的设 …１＇Ｉ＾… ……～＾… …… ４２钐｝道建笳技术ＲＡＩＬＷＡＹ ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２０１６（０９Ｊ ・桥涵工程・ 备来改进此问题。 梁体钢筋的自动加工是一种必然的趋势，利用当 前发达的电脑技术，通过电脑程序控制钢筋的剪切、 输送、弯曲等工序，实现钢筋的自动加工。此类设备 自动化程度高，可以加工小直径箍筋、长弯曲筋、定尺 直条钢筋以及用户自行设计的各种形状的钢筋制品， 所弯制的钢筋制品形状复杂，定尺精度高 Ｊ。 数控钢筋加工设备操作时，首先通过触摸式显 ２．３混凝土工程 由于要保证箱梁施工进度，加快台座周转，混 凝土采用耐久性早强混凝土，混凝土的浇筑采用２ 台杆臂最大幅度２５ ｍ的泵车进行浇筑。 梁体混凝土的浇筑过程，安排专人控制浇筑过 程，采用红外线测距仪控制混凝土浇筑的层厚；振捣 采用大小配合的方式，即根据钢筋的间距，大、小直径 振捣棒配合，即保证振捣质量，又避免破坏钢筋骨架。 ２．４养护工程 示屏进行设置，设好钢筋长度、根数、加工的形状， 钢筋加工形状可自行画好图形，也可以在预设程序 箱梁养护分为蒸汽养护和自然养护两部分。 ２．４．１ 自动控制技术在蒸汽养护的应用 图库里面进行选择。设置完成后，设备启动，剪切 生产线按照设置的要求进行自动剪切后，传送装置 传人钢筋弯曲中心，由２台弯曲机自动弯制成型。 该生产线自动化程度高，操作简单，生产速度快，加 工精度高，对于钢筋加工有很高的适应价值。 ２．１．２钢筋骨架绑扎、吊装工艺优化 蒸汽养护是箱梁生产中的一个重要环节，可以 提高箱梁混凝土早期强度，早拆模，加快模板周转， 缩短箱梁的制作周期，保证梁场的生产效率。 蒸养过程需要严格控制温度，包括混凝土表面 温度、芯部温度及环境温度等。梁场蒸养过程中， 钢筋骨架绑扎采用整体一次绑扎成型，一次吊 装的工艺。相对分体绑扎更好的保证钢筋骨架的 整体性，吊装过程中不易产生变形，保证了施工质 量。节省了钢筋拼装及调整时间，加快了制梁进度。 钢筋加工区、绑扎区分设在制梁台座两侧，对 采用自动蒸养系统，很好的控制了各项温度，提高 了箱梁的质量。 自动蒸养系统包括自动测温系统及蒸汽控制 系统两部分。自动测温系统是通过位于办公室内 的电脑通过无线信号发射器远程控制现场的无线 温度采集器，通过蒸养棚内及预埋梁体各部位的测 温探头，自动采集各部位的温度，传输回电脑，软件 根据预先设置的温控控制范围，进行数据的分析， 称布置，每侧配备２台龙门吊，吊装钢筋骨架时互不 干扰，解绝了钢筋加工区位于一侧时龙门吊运输距 离过长，工作效率低、安全性差的问题。 ２．１．３通过ＱＣ小组活动降低钢筋的损耗 如温度过高，电脑通过无线信号发射器关闭蒸汽管 道电磁阀，阻止蒸汽的输出，降低升温速率。温度 自动控制系统，实现了制梁台座蒸养棚内温度实时 为解决钢筋损耗率大的问题，梁场组成Ｑｃ小 组，通过厂家直接采购定尺钢筋；构建线性规划的 数学模型进行钢筋下料尺寸组合；计算钢筋的弯曲 调整值，调整钢筋下料长度等措施降低了钢筋损耗。 ２．２模板工程 ，达到蒸汽的定量控制，保证了梁体的质量 。 ２．４．２自动喷淋在自然养护的应用 根据要求，箱梁自然养护不少于１４ ｄ 。根据梁 场２榀／ｄ的生产能力，同时有２８榀梁进行养护，为保 证养护质量，将投入大量的养护人员。为减少人力投 人，梁场采用自动喷淋系统进行养护，此系统采用管 道增压泵、时间继电器及喷水头组成，使用时由设置好 由于梁体的外形尺寸要求较严，为保证精度和质 量要求，梁场外模全部为固定式，侧模与底模采用“一 配一”形式。施工方便快捷，减少了连接工作，提高了 工效。内模为全液压式整体内模，由液压系统驱动完 成支模和脱模过程，操作简单、快捷 。 为加快施工速度，施工中在两侧制作了临时的 内模支架，采用工字钢、方管等型钢焊制。安装内 模时，把支架吊至对应的箱梁内腔前端，把内模放 在支架上，用卷扬机拉入内腔。进入后，移走内模 支架。当达到拆模条件时，采用相反程序，拆除内 模。采用活动的内模支架，减小龙门吊的使用。 时间的继电器控管道增压泵进行喷水，根据喷头的设 置部位及数量，能够全方位的保证箱梁养护的质量。 ２．５预应力张拉 ２．５．１ 预应力张拉工艺优化 预应力张拉分为预张拉、初张拉、终张拉三阶 段进行。根据规范要求：若脱模时梁体强度达到设 计强度的８０％，也可把预张拉、初张拉两阶段合并 ４３ 铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹ ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２０１６（０９Ｊ ・桥涵工程・ ２．５．４钢绞线传送式下料 为一阶段进行。据此对张拉过程进行优化，实行预 张拉、初张拉同步顺序进行，消减了预张拉到初张 拉这段强度的缓慢增长期，实现工序平行作业，为 梁场钢绞线集中下料，采用自制导轨传送式下 料装置进行，下好料后，由钢绞线运送车运至相应 台座进行穿束。钢绞线下料装置包括自动送索器、 位置传感器、断电器、切割机、钢绞线运行轨道等部 分组成。下料时钢绞线由自动送索器向前输送，钢 绞线延轨道向前运行，到达设计长度后，钢绞线触 动位置传感器，断电器断电，送索器自动停机，人工 采用切割机进行钢绞线的切断，完成下料。本装置 的使用很好的控制了钢绞线的下料长度，实现了半 自动化下料，节约了劳动力的投入。 ２．５．５钢绞线整束梳编式穿束 早提梁、减少占用台座的时间创造了条件。 ２．５．２智能张拉设备的应用 智能张拉设备的采用，提高了张拉的技术水平， 优化了操作程序，大大提高了张拉作业的技术含量， 该系统可以实现以下功能：位移及力值测量精确、数 据自动采集存储、两端张拉同步性好、一键操作自动 控制、安全措施完善、远程数据传输稳定¨ｊ。 智能张拉系统由张拉千斤顶、液压泵站、自动 控制系统等组成。其中的自动控制电气系统主要 由可编程序控制器，电脑触摸屏，位移传感器，压力 传感器，无线控制与无线传输系统。通过自动控制 系统将千斤顶、液压泵站的进行组合，使得张拉过 程实现了自动化、智能化、精确控制。 本设备把梁场箱梁的张拉、数据传输、监控、管 理等一系列功能紧密地结合起来 Ｊ，张拉过程中箱 梁预应力张拉自动控制系统通过无线传输方式自 动上传张拉力和伸长值的变化曲线，张拉完成时自 动上传张拉结果。达到信息的快速流通，通过网络 实现远程监督功能，突破地域，实时监督 ，实 现箱梁张拉的现代化管理。 ２．５．３群锚式内卡式千斤顶的使用 群锚式内卡式千斤顶【ｌ叫由于工具锚前置，可大 箱梁预应力孔数多，钢绞线数量大，一般采用整束 集合式穿束，容易造成钢绞线互相缠绕，张拉过程中钢 绞线的受力不均匀，产生钢绞线的滑丝、断丝现象，影 响预应力的有效性。梁场在施工中采用整束梳编式穿 束装置进行整体穿束，克服了钢绞线缠绕现象。本装 置包括牵引钢丝绳、钢绞线栓塞套、梳束板（锚具）、牵 引卷扬机。工作时，梳束板（锚具）固定于锚口，卷扬机 牵引钢绞线进入管道，钢绞线通过梳束板（锚具）的作 用，进入管道时分离开，整束穿过后，安装锚具对号入 座，无相互缠绕现象。本装置穿束效率高，大大节省穿 束时间，张拉中同束各单根钢绞线受力均匀。 ２。６压浆工艺 管道压浆采用真空辅助压浆 ，提高了孔道压 大减少钢绞线的下料外留长度。普通千斤顶每端 钢绞线外露长度为工作锚长度＋千斤顶长度＋工 具锚长度约为７５ ｃｍ，前卡式千斤顶（见图１）每端钢 缔缚琳霞 膏 Ｔ作错 彦＋Ｔ且错 守约 浆的饱满度和密实度，保证箱梁的实体质量和耐久 性。在压浆时，采用压浆自动控制仪进行现场的压 浆质量控制。注浆后采用管道密实度检测仪检测 预应力孔道注浆饱满度。 ・桥涵工程・ ［７］ 彭元诚，方秦汉，李黎．超高墩连续刚构桥设计中的关 键技术［Ｊ］．桥梁建设，２００６（４）：３０—３３． ［Ｊ］．山西建筑，２０１４，４０（３０）：１７６—１７８． ［１１］李玉国．薄壁空心墩施工技术及应用［Ｊ］．城市建设理 论研究：电子版，０１１（２３）：２２５—２６． ［８］ 王富强．七星河大桥矩形空心薄壁高墩翻模施工［Ｊ］． 铁道建筑技术，２００３（４）：２０—２２． ［１２］杨兴杰，翻模施工工艺在变截面空心薄壁高墩中的应 用［Ｊ］．交通世界：建养，２０１３（７）：２３２—２３３． ［１３］游祖群．特殊条件下矩形薄壁空心高墩墩身施工技术 ［Ｊ］．铁道建筑技术，２００９（９）：１４３—１４７． ［９］ 马良见．变截面双柱矩形空心薄壁高墩翻模施工技术 ［Ｊ］．建筑工程技术与设计，２０１５（９）：６６—６８． ［１０］李智强，白海峰．变截面薄壁空心高墩稳定性分析 （上接第４４页） ２．６．２管道密实度检测仪进行密实度检测 注浆后采用管道密实度检测仪检测桥梁预应 ３结束语 高速铁路箱梁预制“精细化”施工技术的研究 力孔道注浆饱满度及浆液与钢绞线的粘结情况。 检测仪主要有：主机、信号检测器、分析处理软件。 操作时在锚头一端敲击钢绞线产生弹性波、主 机检波器在钢绞线另一端接收传播的信号，检测仪 对信号进行分析与存储，根据波形自动判定孔道内 注浆密实度。 对于箱梁管道密实度的检测，管道密实度检测 仪的检测结果并不能完全反映管道压浆的真实情 况，还需要在检测过程中不断地摸索，进行经验总 应用，使得梁场的箱梁生产技术和施工管理在原有 基础上得到了很大的提高。本施工技术中采用的 新工艺、新技术、新设备在国内处于一定的领先水 平，对同类工程具有较好的推广和应用价值。 参考文献 ［１］ 唐伟伦．长湘高速公路工程项目精细化管理研究 ［Ｄ］．长沙：湖南大学，２０１３：１１—１２． ［２］ 刘乐．５／１２全自动钢筋弯箍机数控系统的设计与实 现［Ｄ］．河北：燕山大学电器工程学院，０１１：１—３．２ 结，进一步完善预应力管道压浆检测体系 。 ２．７补偿收缩混凝土封端 ２．７．１ 补偿收缩混凝土的应用及优越性 ［３］ 兰传晨．后张法混凝土单箱双室箱梁模板设计与施工 ［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１２（１０）：７４—７８． ［４］ 中铁十九局集团第五工程有限公司．预制简支箱梁的 模板系统：中国，ＺＬ ２０１１ ２ ０５４６９９４．９［Ｐ］．２０１２—０９ —管道压浆后，采用补偿收缩混凝土进行封端， 补偿收缩混凝土是一种由膨胀剂或膨胀水泥配制 的自应力为０．２～１．０ ＭＰａ的混凝土¨ 。 ０５． ［５］ 张义文．公路梁板集中预制“工厂化”施工综合技术 总结［Ｊ］．四川建筑，２０１４（２）：１７１—１７３． ［６］ 中华人民共和国铁道部．铁科技［２１１０］１２０客运专 线预制梁暂行技术条件［ｓ］．北京：铁道部科学技术 司，２００４：６． 采用补偿收缩混凝土进行封端，利用补偿收缩 混凝土的膨胀来抵消温度和收缩裂缝，有利于提高 封端的整体性、抗渗性和耐久性。混凝土振捣必须 密实，不能漏振、欠振、也不可过振。 ２．７．２智能裂缝测宽仪的使用 ［７］ 王国琴．张拉自动控制系统在箱梁预制中的应用［Ｊ］． 铁道建筑技术，０１１（１）：２７４—７５． ［８］ 周兆春．寒冷干旱地区铁路预应力混凝土Ｔ梁批量制 造工艺实践［Ｊ］．铁道标准设计，２０１２（３）：５４—５７． ［９］ 郑跃磊．智能张拉有效预应力检测常见问题及施工控 制［Ｊ］．铁道建筑技术，２０１５（５）：２３—２５． ［１０］杨基好，宋善岭，贡蓝珊，等．新型前卡式千斤顶快速张 拉综合施工技术［Ｊ］．铁道标准设计，２０１３（２）：９１—９３． ［１ １］武安峰．真空辅助压浆在客运专线箱梁施工中的应用 ［Ｊ］．铁道工程学报，２ＯＬＯ（３）：５７—６０． 封端补偿收缩混凝土强度满足要求后，采用 ＰｒＩ’Ｓ．ＣＩＯ智能裂缝测宽仪进行封端缝的检测。 首先开启仪器，启动测量程序，直接将探头紧 靠被测裂缝的两端，即可在显示屏上看到被放大的 缝隙，微调探头使裂缝与扫描线垂直交叉，程序将 自动计算并显示裂缝的宽度数值，探头顺封端缝方 向移动探头，仪器将实时显示所扫描的裂缝宽度。 ［１２］张武毅，赵建铧，汤建林，等．预应力混凝土梁管道压 浆密实度无损检测技术研究［Ｊ］．中国水运，２０１４ （１２）：３４１—３４３． 在测量状态下，可对缝隙进行拍照，将照片输送到 电脑，对图片进行分析或编辑。根据测量结果分析 后，采取相应措施进行裂缝处理。 ［１３］周涛．补偿收缩混凝土在工程设计中的合理应用［Ｊ］． 科技创新与应用，２０１６（１）：１８０—１８１． ４９ 钐｝道建兢技术ＲＡＩＬＷＡＹ ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯ￡－０Ｇｙ ２０１６ｆ０９Ｊ
