渭河特大桥63 m大跨预应力简支箱梁施工技术

张晓东

(中铁七局集团有限公司，郑州 410052)

1 工程概况

何寨渭河特大桥工程，是西安至延安段铁路扩能改造工程的重点控制工程。桥跨布置由北向南依次采用(3×32 m简支箱梁+7×63 m简支箱梁+30×32 m简支T梁)，桥梁全长1 559.87 m。63 m箱梁均位于全桥直线、零坡地段。一孔63 m箱梁，共计1 251.3 t，平均每延米质量19.2 t。预制长度以梁段重量≤800 kN为控制点，为减少梁段长度种类共分为3.2 m、4.6 m两种。每跨箱梁采用奇数分块，跨中不设湿接缝，对称布置。共分为13个梁段，12个湿接缝，采用移动支架造桥机(ZQJ64)进行施工。

2 63 m箱梁的分段预制

2.1 生产周期

63 m箱梁采用短线法预制，每孔梁分13个预制梁段，共计91个梁段。单个标准梁段生产周期为35 h。

2.2 梁场布置

梁场共设10个制梁台座，42个存梁台座，场地应满足台座、移梁道等所需的承载力和施工要求。混凝土浇筑时采用罐车运输，龙门吊配合。120 t龙门吊轨道延伸到0#台，将预制好的梁段直接由龙门吊吊至0#台台顶运梁车上。

2.3 施工工艺

由于该桥梁段高度、宽度均大于原来同类型桥梁，原有造桥机腹内净空不能满足该箱梁架设。若对原有造桥机重新进行加固改造，难度大且工期紧。所以在预制梁段时，挡砟墙部分待架设完成后浇筑。

2.4 施工方法

2.4.1 模板

箱梁模板由底模、外侧模、内模和端模等组成，均由专业厂家加工成若干分块的钢模。其各部尺寸应与梁体相应部位的尺寸相符，板面局部平整度(用300 mm长平尺检查)不得超过1.0 mm。安装前模板内侧打磨平整，并均匀喷涂脱模剂。

外侧模采用整体式大块钢模板，模板外侧采用角钢加固，并在模板支架上安装附着式振捣器。顶部、底部用对拉螺栓将两扇外侧模定位，每侧腹板设6根对拉螺栓与内模架相联。内模采用整体式大块钢模板，支承在纵梁滑道上，可在纵梁滑道上移动。滑道立柱可用丝杠调节内模高度或脱开内模，内模横向丝杠可解决内模横向支承及脱模问题。端模采用内外模夹持式，端模上应留有钢筋及橡胶棒预留孔。

2.4.2 钢筋绑扎

钢筋进场后按规范进行质量检查和验收。梁段钢筋在专用钢筋绑扎胎模上绑扎，然后用走行式制梁龙门吊吊装到位。先立部分端模板，然后将内模滑入定位并调好尺寸，再在设计规定位置穿入橡胶棒，然后吊装腹板外侧模并调好尺寸，最后绑扎顶板钢筋和组拼顶板端模，并预留挡砟墙钢筋。

安装锚具时，必须十分牢固以抵抗混凝土浇筑时的振动和冲击，且应保证锚固面与预应力钢束垂直。模板与锚具之间、锚具与套管之间不得有缝隙，以免漏进水泥浆。另外，由于梁段运到造桥机腹内以后，梁段间距小、不易操作，所以湿接头的蹬筋、箍筋应预先挂在梁段端头并固定好。

2.4.3 混凝土浇筑

严格对砂、石、水、水泥、外加剂等进行了质量检测，根据C60的设计强度和施工要求配制混凝土。混凝土的质量除了强度指标外还严格对弹模指标(Ec=3.60×104MPa)控制，因此水泥和砂的用量不能太大。混凝土拌合、混凝土浇筑、混凝土振捣和混凝土养护认真按照施组及规范实施。

2.4.4 预应力孔道成形

预应力孔道采用抽拔橡胶棒成形。橡胶棒弹性韧性均较好，为增加其刚度应穿入φ22钢筋芯棒。当混凝土强度达到4～8 MPa时为抽拔橡胶棒最佳时间，抽拔太早孔道摩阻大、易坍孔，太晚则橡胶棒易损坏。抽拔棒采用卷扬机为动力，用特制夹头夹住橡胶棒头部。由于台座间距较小，应充分考虑梁段预制顺序对抽拔橡胶棒的干扰和影响。

2.4.5 梁段移存

当梁段强度达到80%设计强度后方可移梁，用120 t龙门吊将梁段吊起运送到存梁场。

3 梁段拼装

3.1 梁段的运输、吊装和调位

用120 t龙门吊，将预制好的梁段按编号依次从存梁场直接提至0#桥台运梁小车上，然后将梁段运送到造桥机尾部(见图1)，利用桁吊将梁段放到造桥机腹内运梁车上。梁段运送初步就位后，用双坐标千斤顶将梁段精确就位。纵向和横向均用双坐标千斤顶来调节，要求线路中心线和梁体中心线重合，竖向按二次抛物线设置反拱度。

由于每一个梁段均放在四个螺旋支撑上，并且每个支撑点都有三个自由度，这三个自由度相互制约，调整其中一个必将影响其余两个，所以梁段调位是一个反复调整、逐渐趋近的过程。在施工中按“纵向调整→横向调整→竖向调整→纵向调整→横向调整→竖向调整”的次序反复调整，直至达到设计要求。

图1 梁段运输作业

3.2 穿钢绞线、连波纹管

为了提高穿钢绞线的效率，采用人工和机械牵引相结合的方式穿钢绞线。穿钢绞线时，应随时观察和调整预先插在孔道中的波纹管的位置，以避免钢绞线端部将波纹管拉坏。穿好后，将插在孔道内的波纹管拉出，联通孔道，两头用砂浆密封。然后检查所有波纹管有无损坏，如有应马上更换。

3.3 湿接缝施工

63 m箱梁有12个湿接缝，每个接缝长60 cm，梁段安装经精调满足要求后，即可进行湿接缝模板安装、钢筋绑扎、预应力管道搭接和钢束预穿等工作。检查合格后，由两端同时向跨中浇筑湿接缝混凝土。

灌筑混凝土时所有的荷载均由造桥机承托，随着灌筑的进行，支架必将产生一定的挠度变形。如灌筑次序不当将影响到整孔梁的线型。所以灌筑时，应依次从两端向中间对称进行，且必须一次连续灌筑完毕，中间不得停顿。每一个湿接缝的灌筑顺序依次为底板、两侧腹板和顶板。

4 预应力箱梁张拉

4.1 预应力钢绞线张拉

张拉原则:湿接缝混凝土强度、弹性模量及龄期达到规范和设计要求后再进行张拉。张拉过程中，应保证梁体在自重、预应力、造桥机上反力的作用下，其上、下翼缘混凝土始终处于受压状态而不出现拉应力。根据以上两个条件，计算出各钢束的张拉力、活动托梁上千斤顶所需要的调量，每一钢束张拉完成后，调整造桥机与梁底间千斤顶的高度，直至造桥机与梁底脱离，形成所需的拱度。

张拉设备的标定:张拉设备在工地第一次使用前必须按初始预应力值、中间预应力调整值和设计预应力值进行标定，并建立油压与张拉力关系图表。标定时对千斤顶、油泵和压力表配对编号，工地使用时应按编号组配。另外，张拉设备按规范要求定期标定。

预应力钢束的张拉:采取两端对称同步张拉(有四台张拉千斤顶同时工作)，以张拉力控制为主，伸长量为辅的双控法进行。张拉顺序是:张拉初始应力并做标记→张拉吨位→测量伸长量→持荷5 min→回油至零→锚固。

梁段支撑的调节:箱梁在第一阶段预应力钢束张拉前，梁的全部重量多支点弹性支承在造桥机钢纵梁上。每个梁段梁底的四个角对称放置四台丝杠式千斤顶，用来调整梁高程。当预应力钢束开始张拉后，箱梁上拱，部分自重转为由梁体自身承受，同时造桥机钢纵梁反弹，上托力发生变化。随着预应力钢束逐步张拉，箱梁自承能力越来越大，最后梁的重量由造桥机钢纵梁承受转为箱梁承受。为防止上托力过大而顶裂梁体，在张拉过程中应及时调整支撑丝杆的高度，以减少造桥机的上托力。

4.2 预应力孔道的压浆封端

压浆:当预应力钢束张拉后，对预应力孔道及时进行压浆处理。按设计要求，压浆用水泥标号不低于梁体的水泥标号，一般采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比不大于0.45。

封端:在所有孔道压浆完成之后，对箱梁端部进行清理，绑扎封端钢筋，立封端模板，灌注混凝土。

4.3 拖拉造桥机

当完成第一孔梁后，造桥机拖拉前移就位于下一孔跨。以连续千斤顶为前移动力、滚轮箱和后支点小车为滑道前移过墩。过墩时打开邻近的下托梁，过墩后再将下托梁合上。

5 结论

应用ZQJ64专用移动支架造桥机，快速、高效且安全的完成了西延铁路渭河特大桥7孔63 m大跨度简支箱梁的施工。企业也掌握了简支箱梁分段预制、拼装、湿接缝、现位张拉等桥梁施工技术，提高了标准化、机械化作业程度，扩大了应用范围，有效地降低了桥梁的施工成本。根据近期对运营单位的调查了解，渭河特大桥运营正常，受力稳定，没有发现任何异常情况，63 m大跨预应力箱梁分节(段)施工是成功的。

[1] 中华人民共和国铁道部.TB10203—2003 铁路桥涵施工规范［S］.北京:中国铁道出版社，2002.

[2] 彭继安.深圳湾大桥引桥箱形梁悬臂拼装的施工控制［J］.铁道建筑，2006(7):9-10.