高速铁路箱梁制造施工案例

（一）本桥施工流程（见图12-3-4）

图12-3-4　施工流程图

（二）墩顶现浇段（0号块）施工

0号块施工方案有2种，墩身不高时采用落地支架方法施工；墩身较高时采用附着支架方法施工。

1.落地支架法

连续箱梁0号块的临时固结通过设置临时支墩和临时支座的方式来实现。临时支墩设硫黄砂浆临时支座，电阻丝内通电融化硫黄砂浆，即可解除临时支墩。在临时支墩顶设塑料薄膜隔离层。

具体施工程序如下：

（1）地基处理。连续箱梁0号块支架施工前，首先将桥墩处场地推平、碾压，压实度达到95% 以上（软弱地基采用换填块石和碎石，分层夯实的方法），然后浇筑混凝土基础，同时做好地基排水，防止雨水或混凝土浇筑和养生过程中滴水对地基的影响。

水中墩连续梁0号块支架可直接搭设在承台上。

（2）支架设计。支架设计应考虑支架强度、刚度、稳定性、地基承载力和地基沉降的验算，各项验算指标符合规范要求后按设计图进行支架搭设。

（3）支架搭设。在墩身不高情况下，连续箱梁0号块支架采用万能杆件拼装而成。翼板及箱室内支架采用门式或碗扣式脚手支架。0号块支架结构如图12-3-5所示。

图12-3-5　0号段支架施工方案示意图

（4）支架预压。在搭设底模时，按估算预留拱度支好后，按设计或规定要求进行加载预压。预压荷载按箱梁重的1.1倍计。采用砂袋作加载物，使加载的荷载强度与梁的荷载强度分布一致。

当试压沉降稳定后，记录各测点的最终沉降值，从而推算出底模各测点的高程，然后卸载。卸载后，精确测出底模各测点的高程，此高程减去加载终了时的高程，即为支架支撑的回弹值，余下的沉降值为支架系统不可恢复的塑性变形值。根据计算结果，对底模高程进行调整，使预留拱度值更加准确，同时也是对支架的强度、刚度和稳定性的检验。

（5）模板。

梁底模板：两端悬臂部分采用大块钢模板（挂篮底模），两悬臂端梁底纵坡的调整，利用调模装置调整坡度，从而使底模达到坡度要求。

外侧模：采用大块钢模板，在梁变宽部分利用调模装置调整立模宽度，当内外侧模板拼装后用φ18对拉螺杆对拉。翼板底模与外侧模连接处镶橡胶条塞紧，以防漏浆。

隔墙模板及腹板内模板：均采用定型组合钢模板现场拼装，内模板的紧固主要用对拉螺杆，并用脚手架连接。倒角模板采用木模。

过人洞模板及支架：隔墙过人洞采用木模板、木支架，顶板临时过人洞模板采用钢板焊接，支撑用φ12钢筋与梁顶板钢筋网片焊接。

端模：端模用自行加工的钢模板，与内外模及其骨架连接牢固。

2.墩身附着托架法

托架采用槽钢加工成三角桁架，墩身每侧设4片，通过预埋钢板同墩身连为一体。托架各节点均采用焊接连接，以减少托架的非弹性变形。上铺设型钢立柱和方木纵梁托架，搭设完毕后采用吊挂水箱法，进行等载预压，0号块托架设计如图12-3-6所示。

图12-3-6　0号块托架设计图

3.墩旁支架法

可直接利用承台作基础，0号块应在初凝时间内全部浇筑完成。支架应根据各桥具体情况进行结构设计和检算。支架拼装完成后，按设计受力大小、受力分布对其进行预压，预压重为箱梁恒载的120%～130%。根据支架的弹性变形设置底模的预拱度。0号块与墩身采取临时固结措施，临时固结措施需满足悬浇施工中出现的最大不平衡弯矩和相应竖向反力。

0号块纵向顶板束管道预埋时，每隔50 cm以φ 8定位钢筋焊于梁体钢筋骨架上，以保证管道定位准确牢固。为防止水泥浆渗入波纹管，堵塞预应力管道，混凝土浇筑前在纵向管道内插入PVC管。

0号块混凝土水平分2层浇筑，第一次浇筑底板及腹板，第二次浇筑顶板及翼缘板，由中间向两边浇筑。混凝土浇筑完后及时进行覆盖养护，特别是加强箱内混凝土的养生，避免因养生不当造成混凝土开裂。

（三）挂篮施工

施工挂篮采用自行设计制作的液压轻型菱形挂篮，主要由主桁架、行走及锚固系统、吊带系统、底平台系统、模板系统五大部分组成。挂篮利用率系数一般采用0.4左右。本挂篮承载能力和刚度大，机械化程度高，操作方便快捷、安全可靠，挂篮结构如图12-3-7所示。

图12-3-7　挂篮结构示意图

挂篮结构构件运达施工现场后，利用机械吊至已浇梁段顶面，在已浇好的0 号梁段顶面拼装，拼装完毕后，对挂篮施加梁段荷载进行预压，充分消除挂篮产生的非弹性变形，悬浇施工过程中，将挂篮的弹性变形量纳入梁段施工预拱度计算。

（四）挂篮悬臂浇筑施工

悬臂浇筑施工工艺流程详见图12-3-8。

图12-3-8　悬臂浇筑施工工艺流程图

悬臂浇筑施工主要包括挂篮前移、挂篮调整及锚固、钢筋及孔道安装、混凝土灌注及养护、预应力施加、孔道压浆6个工序循环进行。悬浇梁段施工长度3～4.5 m，当混凝土强度和弹性模量达到设计要求后进行预应力张拉，根据梁体情况具体调整。

梁段悬浇时，桥墩两侧悬臂浇筑梁段对称、平衡施工，实际不平衡重量不得大于设计允许数值。梁段混凝土采用水平分层一次浇筑成型，混凝土材料及配合比的选定及施工工艺满足高性能混凝土的要求。

预施应力采用对称张拉逐次完成。张拉应在梁体混凝土强度、弹性模量达到设计要求后进行，且必须保证张拉时梁体混凝土龄期大于5 d。预施应力采用张拉力、伸长值双指标控制，各节段先张拉纵向束、再张拉竖向筋、最后张拉横向束。

张拉完成后在2 d之内进行管道压浆，压浆材料和工艺需满足《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》的各项规定。

（五）边跨现浇段施工

边跨直线段采用支架法浇筑。支架拼装完毕，需按直线段梁体自重的120%～130% 荷载进行预压，以消除支架的非弹性变形，并测定其弹性变形，检验支架的承载能力、强度、刚度、稳定性等情况。

① 地基处理。

② 支架设计。

③ 支架搭设。

搭设型钢支架进行边墩现浇段施工。支架基础采用φ800钢管桩，并在钢管桩上设置型钢及底模，箱梁内模支承系为脚手架，一次性连续浇筑箱梁。支架分水中和陆上两种，如图12-3-9和图12-3-10所示。支架搭设后，需设纵、横向斜杆，以确保支架结构稳定。

图12-3-9　水中边跨现浇段示意图

图12-3-10　陆地边跨现浇段支架示意图

铺设底模时，在底模与分配梁间设置圆钢管作为滑动层，以确保边跨合龙前，临时束张拉时梁体与支架之间的相对滑动；但在边跨合龙锁定前，采取临时措施限制底模的纵向移动。

④ 支架预压。

搭设底模时，应预留拱度，并按设计或规定要求进行加载预压。预压荷载按箱梁重的1.1倍计。采用砂袋作加载物，使加载的荷载强度与梁的荷载强度分布一致。

⑤ 模板。

底模、外模采用大块钢模板，内、外侧模板拼装后用φ 18的对拉螺杆对拉；内模采用组合钢模，箱梁内顶板采用钢管支架支模。

采用泵送混凝土浇筑，混凝土施工顺序由悬浇端向支架支点位置进行，以减少支架沉降的影响。

（六）合龙段施工及结构体系的转换

全桥3个合龙段，先合龙2个边跨，再合龙中跨。合龙段采用吊架施工。合龙段混凝土浇筑时间应在一天中温度最低时进行，并使混凝土浇筑后温度开始上升为宜，宜使在受压的状态下达到终凝，以防混凝土开裂。

为切实保证浇筑质量，在边跨、中跨合龙段应设置可靠的临时刚接措施。

合龙段施工工艺详见图12-3-11，合龙温度应符合设计要求，合龙段两端悬臂高程及轴线偏差应符合设计或规范要求。

图12-3-11　合龙段施工工艺框图

1.边跨合龙

（1）施工准备。悬臂梁段浇筑完毕，后移拆除悬臂挂篮；清除箱顶、箱内的施工材料、机具，以堆放合龙段施工的材料、设备；在“T 构”两悬臂端预备配重水箱；了解近期气温变化规律并测量记录。

（2）边跨合龙段吊架及模板。边跨合龙段采用挂篮底篮改吊架的方法进行施工。悬臂梁段浇筑完毕，挂篮主桁后移，将挂篮的底篮整体前移，使底篮前端支撑于合龙段另一端的现浇段的支架上，后端通过锚杆锚固于悬臂梁段，以此作为边跨合龙段施工的吊架。边跨合龙段的外模及底模采用挂篮模板，内模采用组合钢模。

（3）设平衡重。采用在悬臂端的水箱中加水的方法设平衡重，近端及远端所加平衡重吨位由施工平衡设计确定，配重工况如图12-3-12所示。

图12-3-12　边跨合龙施工配重示意图

（4）普通钢筋及预应力管道安装。普通钢筋在地面集中加工成型，运至合龙段绑扎安装，绑扎时将劲性骨架安装位置预留，待劲性骨架锁定后补充绑扎。底板束管道安装前，应试穿所有底板束，发现问题及时处理。合龙段底板束管道采用钢管（或双层波纹管替代），管道内穿入钢绞线，以保证合龙段混凝土浇筑后底板束管道的畅通。其余预应力束及管道安装同箱梁悬浇梁段。

（5）合龙锁定。合龙前使悬臂端与边跨等高度现浇段临时连接，尽可能保持相对固定，以防止合龙段混凝土在浇筑及早期硬化过程中产生裂缝，锁定时间按合龙段锁定设计执行。临时锁定是合龙的关键，合龙锁定遵循又拉又撑的原则，即锁定包括焊接劲性骨架和张拉临时预应力束。劲性骨架采用“预埋槽钢＋连接槽钢＋预埋槽钢”三段式结构，其断面面积及支承位置根据锁定设计确定。合龙时，在两预埋槽钢之间设置连接槽钢，并由联结钢板将连接槽钢与预埋槽钢焊接成整体，同时注意焊缝应设在不同截面处。临时预应力束按设计布置，临时预应力张拉吨位按锁定设计确定，劲性骨架顶紧后进行张拉，临时束张拉锚固后不压浆，合龙完毕后将其拆除，合龙锁定布置如图12-3-13所示。

图12-3-13　合龙段合龙锁定布置示意图

（6）浇筑合龙段混凝土。合龙段混凝土浇筑过程中，按新浇筑混凝土的重量分级卸去平衡重（即分级放水），保证平衡施工。(www.xing528.com)

（7）预应力施工。合龙段永久束张拉前，采取覆盖并洒水降温的措施以减小箱梁悬臂端的日照温差。底板预应力束管道安装时要采取措施保证管道畅通，待合龙段混凝土达到设计规定强度和相应龄期后，先张拉边跨顶板预应力束，再张拉底板第一批预应力束，按照设计要求的张拉吨位及顺序两端对称进行张拉。横向、竖向及顶板纵向预应力施工同悬浇梁段，合龙段施工完毕后，拆除临时预应力束并对其管道压浆。

（8）合龙段吊架下落，拆除模板及支架。

2.中跨合龙

（1）合龙步骤：施工挂篮后移→中跨合龙吊架安装→加配重水箱→钢筋绑扎→预应力管道安装→合龙锁定→选择当天最低温度时间浇筑混凝土→逐级卸除配重水箱→合龙段预应力筋张拉、锚固、压浆→拆除合龙吊架→边跨合龙→中跨合龙。

（2）吊架及模板安装。中跨合龙梁段采用合龙钢吊架施工，合龙吊架和模板采用施工挂篮的底篮及模板系统，施工吊架如图12-3-14所示。

图12-3-14　中跨合龙段吊架布置示意图

安装步骤为：

① 将挂篮的底篮整体前移至合龙段另一悬臂端。

② 在悬臂端预留孔内穿入钢丝绳，用几组滑车吊起底篮前横梁及内外滑梁的前横梁。

③ 拆除挂篮前吊杆。

④ 用卷扬机调整所有钢丝绳，使底篮及内外滑梁移到相应位置，安装锚杆、吊杆和连接器将吊架及模板系统锚固稳定。

⑤ 将主桁系统退至0号块后拆除。

（3）设平衡重。采用在悬臂端的水箱中加水的方法设平衡重，近端及远端所加平衡重吨位由施工平衡设计确定。

（4）钢筋安装。普通钢筋及预应力管道安装与边跨合龙段相同。

（5）合龙锁定。合龙前使合龙段两端悬臂端临时连接，应尽可能保持相对固定。合龙前除“T构”悬臂端按平衡要求设置平衡重外，如施工控制有要求，还将对合龙段处采取调整措施。合龙段支撑劲性钢骨架及临时预应力束张拉同边跨合龙段施工。

（6）解除临时锁定。解除连续梁墩顶的临时锁定，并切断该墩临时支座锚固钢筋，完成体系转换。

（7）浇筑合龙段混凝土。中跨合龙段混凝土浇筑与边跨合龙段施工相同。

（8）预应力施工。中跨合龙完成后，张拉中跨预应力束，再张拉边跨底板第二批预应力束，合龙段施工完毕后，拆除临时预应力束并对其管道压浆。

（9）拆除模板及吊架。

（七）平衡设计

合龙段施工时，每个“T构”悬臂加载应尽量做到对称平衡，合龙前，悬臂受力以弯矩为主，故平衡设计遵循对墩位弯矩平衡的原则，平衡设计中考虑如下几种施工荷载：

（1）合龙吊架自重及混凝土浇筑前作用于合龙吊架的荷载。

（2）直接作用于悬臂的荷载。

（3）合龙段混凝土重。

平衡配重在合龙锁定之前加到相应悬臂端，可使合龙锁定之后骨架处于“不动”，避免薄弱处受剪破坏。

（八）合龙锁定设计

合龙锁定中采用又拉又撑的方法，即用刚性骨架承受压力，用临时预应力束承受拉力。

刚性骨架根据温度作用计算其所需截面面积，同时应验算其压杆稳定性；临时预应力应确保降温时刚性骨架中既不出现拉应力，又要满足升温时骨架不致受压过大而失稳，具体张拉吨位根据合龙期间可能出现的温度范围计算，合龙锁定温度选择在设计要求的合龙最佳温度范围内。

（九）钢筋工程

钢筋由钢筋车间加工制作，运至现场由吊车提升、现场绑扎成型。

0号块钢筋分两次绑扎，第一次安装底板及腹板钢筋，第二次安装翼缘板及顶板钢筋，其他梁段钢筋一次绑扎成形。

顶板和腹板内有大量的预埋波纹管，为了不使波纹管损坏，一切焊接在波纹管埋置前进行，管道安装后尽量不焊接，当普通钢筋与波纹管位置发生矛盾时，适当移动普通钢筋位置，准确安装定位钢筋网，确保管道位置准确。

钢筋绑扎前由测量人员复测模板的平面位置及高程，其中，高程包括按吊架的计算挠度所设的预拱度，无误后方可进行钢筋绑扎。纵向普通钢筋在两梁段的接缝处的连接方法及连接长度应满足设计及规范要求。

悬浇梁段及现浇段钢筋绑扎流程：先进行底板普通钢筋绑扎及竖向预应力钢筋梁底锚固端（包括垫板、锚固螺母及锚下螺旋筋）的安装，再进行腹板钢筋的绑扎、竖向波纹管及预应力钢筋的接长、腹板内纵向波纹管的安装，最后进行顶板普通钢筋的绑扎、顶板内纵向波纹管的安装、横向钢绞线及波纹管的安装。

（十）预埋件

预埋件分为结构预埋件和施工用预埋件。安装预埋件时先进行施工放样，在每次浇筑混凝土之前，仔细检查各预埋件的数量并复测其位置，确认无误后方可进行混凝土浇筑。

（十一）混凝土工程

混凝土通过搅拌站供应，搅拌车运输，输送泵泵送入模，插入式振捣器振捣。

试验室工作人员将原材料检验报告单、混凝土配合比报监理工程师签认。待模板、钢筋及预应力系统和各种预埋件安装完毕，经监理工程师检查认可后即可进行浇筑。为减少混凝土收缩徐变等影响，应严格掌握混凝土的配合比，并规定施工所用碎石、砂要与试验一样，并且每次浇筑混凝土时，试验人员现场值班，控制混凝土的坍落度，不合格的要及时清除，以免影响梁体的质量，梁体混凝土浇筑要求现场质量检查员旁站作业。

0号块混凝土水平分两层浇筑，第一次浇筑底板及腹板，第二次浇筑顶板及翼缘板，由中间向两边浇筑；其他梁段分段一次浇筑成型，先底板，后腹板，再顶板，悬臂段浇筑时确保每个“T构”对称进行，混凝土输送从中间向两端对称泵送，分层浇筑，每层30 cm，从前端向后端浇筑，保证层间无施工缝。

混凝土的振捣严格按振动棒的作用范围进行，严防漏捣、欠捣和过度振捣。当预应力管道密集、空隙小时，配备小直径的插入式振捣器，振捣时不可在钢筋上平拖，不可碰撞预应力管道、模板、钢筋、辅助设施（如定位架等）。混凝土在振捣平整后即进行第一次抹面，顶板混凝土应进行二次抹面，第二次抹面应在混凝土近初凝前进行，以防早期无水引起表面干裂。

在浇筑箱梁混凝土的过程中，要及时测量挂篮主桁、前后横梁、底板、腹板、顶板挠度变化，发现实际沉降与预留量不符合时，采取措施避免结构超限下垂。箱梁质量检查包括已成型各梁段的线形、截面尺寸及中线检查。在早晨温度变化较小的时候测出顶板上观测点的中线，定出基线，检查主梁中线偏位情况，将检测结果报监理工程师和设计单位。混凝土浇筑完毕后，顶面采用麻袋覆盖并浇水养护。

（十二）预应力工程

1.预应力筋及其管道的安装

（1）竖向预应力筋。为确保竖向预应力筋的位置准确、垂直，在中部采用定位钢筋、在顶面采用角钢定位。竖向预应力筋锚固端与墩身钢筋位置发生矛盾时，应调整墩身钢筋位置，保证锚垫板和锚下螺旋筋的位置准确。竖向预应力筋用切割机切割，垂直预先安装。

（2）纵向预应力筋。纵向预应力管道，设置定位钢筋定位，管道中穿入PVC管保持管道顺直，在混凝土浇筑过程中，经常转动PVC管，以防预应力波纹管漏浆“凝死”PVC管，在混凝土浇筑完毕初凝后抽出。纵向预应力钢绞线用穿束机穿短束，卷扬机整束牵引穿长束。

（3）横向预应力筋。横向预应力钢绞线及波纹管在竖向和纵向预应力管道安装完毕后安装。横向预应力钢绞线采用先穿后安的方法。

2.预应力筋张拉及锚固

预应力张拉设备使用与锚具相配套的千斤顶及油泵，使用前应先进行标定，确保张拉质量。张拉时做到对称、平衡。

（1）纵向预应力筋。纵向预应力筋张拉顺序为先腹板束，后顶板束，左右对称两端同时张拉。

（2）横向预应力筋。横向预应力钢束为扁形锚具锚固，采用千斤顶利用悬臂板的支架搭设工作平台，由0号块中心向两侧逐束双向张拉。

（3）竖向预应力筋。竖向预应力钢筋在安装前均按设计张拉力在台位上进行预拉，其锚固端在施工前先将螺母及垫板用环氧树脂将螺母下端与粗钢筋固定，采用千斤顶由0号块向两边与桥轴线对称单向张拉。

（4）张拉控制。预应力筋张拉采用张拉力与伸长量双控，以张拉力为主，实际伸长量与计算伸长量差值控制在±6% 以内，张拉时混凝土强度必须达到设计规定强度以上，张拉步骤严格按照设计或规范要求进行。对伸长量不足的查明原因，采取补张拉措施，并观察有无滑丝、断丝现象，做好张拉记录。

3.压浆及封锚

（1）压浆管的布置。纵向预应力除在两端分别设置压浆孔和出浆孔外，还需按规范要求在中间设接力压浆孔。横向和竖向预应力管道，每一段设压浆嘴、排气孔各一个。相邻两根竖向预应力管道下部采用钢管相连，上部一根为进口，一根为出口，上端排气孔采用在锚板上拉缝留孔的方法处理。

（2）压浆。预应力管道压浆采用不低于设计等级的水泥浆，并按规定比例加入符合要求的膨胀剂。施工中采用真空压浆工艺，使得管道水泥浆更密实。竖向预应力钢筋压浆时，由相连的一根向另一根压浆，纵、横向预应力管道由一端向另一端压浆。

压浆注意事项：压浆前先用清水清洗预应力管道，严格按规范要求配浆及压浆，压浆时注意观察有无串孔、漏浆，做好压浆记录。若串孔，立即检查原因，及时处理。

（3）封锚。采用不低于设计等级的水泥砂浆或混凝土封锚。

（十三）施工控制措施

（1）施工前及时向设计单位提供准确的挂篮重量及配套施工机具、人员荷载数据。

（2）在挂篮设计过程中准确计算出混凝土重量对挂篮产生的下挠度值，需区分开挂篮自重及钢筋、模板重量产生的对挂篮主桁的影响。

（3）在悬臂施工过程中，对挠度和施工高程进行施工精密测量，确保准确无误。

（4）将已经施工阶段的实测挠度及高程等参数提前3 d反馈给设计人员，以便设计人员对将施工阶段的高程进行调整和控制。

（5）悬臂施工按照对称平衡的原则进行施工，施工过程中随时注意两悬臂不超过设计规定的不平衡荷载。

（6）严格执行挂篮悬浇施工中调模过程“三步走”要求，即：挂篮前移就位，调整一次模板高程；钢筋绑扎结束，调整一次高程；混凝土浇筑前，精确调整一次高程。

（7）为了避免不平衡荷载的出现，悬臂施工段除了施工机具外，不得堆放其他物品和材料，以免引起挠度偏差。

（8）预应力施工：

① 预应力束下料。钢绞线及精轧螺纹钢筋均采用砂轮切割机按照设计尺寸，并考虑一定的工作长度后下料，清除周边毛刺，然后进行编束、编号。钢绞线每隔1.5 m用细铁丝绑扎，保证钢绞线的顺直。

② 穿束。横向及竖向束为单端张拉，在混凝土浇筑前按设计图安装固定。纵向束在混凝土浇筑完毕后穿设。穿束前清除钢绞线表面的油污、泥浆，端部制成锥形。在人工穿束困难时，采用5 t慢速卷扬机进行。

③ 张拉。张拉前先对张拉用千斤顶、油压表进行配套标定，建立标定方程，计算出各张拉阶段的油表读数。

张拉采用应力、应变双控原则，预应力钢束左右（两侧）对称同时进行。

张拉完毕，在距张拉端根部10～15 cm左右的钢绞线上用白油漆画标记，经4～5 h检查无滑丝、滑锚现象后进行锚固。

④ 压浆。压浆按照先下后上，并由最低点压浆孔压入水泥浆，由最高点排气孔排除空气。当排气孔流出浓浆后，用木樽塞住，进浆口阀门压力升至0.6～0.7 MPa持续2 min无漏水、漏浆后关闭。待压浆强度满足设计要求后进行封锚。