王成巖

中鐵九局路橋分公司

高鐵預(yù)制箱梁施工關(guān)鍵技術(shù)探析

王成巖

中鐵九局路橋分公司

隨著我國(guó)高鐵技術(shù)的飛速發(fā)展已經(jīng)跨入了世界先進(jìn)行列，在“一帶一路”國(guó)家戰(zhàn)略部署下逐步走出國(guó)門，李克強(qiáng)總理多次在出訪時(shí)進(jìn)行洽談合作，取得了良好的合作意向。高鐵預(yù)制箱梁是高鐵施工中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，預(yù)制箱梁技術(shù)的出現(xiàn)既節(jié)約了施工工期，又可以在施工場(chǎng)地確保箱梁的質(zhì)量。本文通過(guò)對(duì)高鐵預(yù)制箱梁施工現(xiàn)場(chǎng)的選址和布局，以及預(yù)制箱梁的支模、澆筑、養(yǎng)護(hù)、場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)移等過(guò)程進(jìn)行相關(guān)探討，并提出了一些合理建議。

高鐵；預(yù)制箱梁施工；關(guān)鍵技術(shù)；探析

1 引言

近些年來(lái)，隨著北、上、廣、深等大城市日漸擁堵以及新型城鎮(zhèn)化政策的提出，迎來(lái)了高鐵飛速發(fā)展的時(shí)代，高鐵以時(shí)速300公里/小時(shí)解決了大城市周邊上班族的問題，更推動(dòng)了高鐵沿線的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，每個(gè)城市都在結(jié)合高鐵謀劃自身城市發(fā)展。在高鐵列車技術(shù)突飛猛進(jìn)的時(shí)候，高鐵基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展相對(duì)緩慢，尤其是高鐵預(yù)制箱梁還需與時(shí)俱進(jìn)，不斷創(chuàng)新，才能在未來(lái)的國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地。

2 高鐵預(yù)制箱梁的現(xiàn)場(chǎng)選址和布局

2.1 高鐵預(yù)制箱梁的現(xiàn)場(chǎng)選址

為了確保預(yù)制箱梁施工現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境安全，以及考慮原材料、箱梁成品的運(yùn)輸問題，因此應(yīng)綜合考慮選址問題。首先應(yīng)選擇地勢(shì)平整、地基堅(jiān)實(shí)的開闊場(chǎng)地，盡可能避開河溝、沙地、沼澤等區(qū)域，這樣為大型設(shè)備的安裝和出入場(chǎng)提供了便利條件。其次應(yīng)考慮綜合運(yùn)輸成本較低且運(yùn)輸安全的場(chǎng)地，一般建議選址在高鐵沿線、交通方便的區(qū)域。另外施工中需要消耗大量水，應(yīng)選擇附近具有水源充足、水質(zhì)合格的水源地。

2.2 高鐵預(yù)制箱梁的現(xiàn)場(chǎng)布局

首先應(yīng)做好設(shè)備設(shè)施場(chǎng)地、原材料存放場(chǎng)地、成品區(qū)存放場(chǎng)地以及辦公居住場(chǎng)地等區(qū)域的合理規(guī)劃，應(yīng)遵循合理組織運(yùn)輸、減少二次運(yùn)輸?shù)脑瓌t，優(yōu)先考慮大型設(shè)備設(shè)施占地區(qū)域，特殊情況下需要對(duì)地基進(jìn)行加固處理。其次布局應(yīng)緊湊，但要符合相關(guān)安全防火的要求。另外還應(yīng)注重環(huán)境保護(hù)，規(guī)劃出污水處理和生活、建筑垃圾場(chǎng)地便于清運(yùn)。

3 高鐵預(yù)制箱梁的支模安裝

由于高鐵箱梁體積大，也增加了施工難度，根據(jù)實(shí)際需求對(duì)箱梁的施工方法也較多。目前我國(guó)常用箱梁預(yù)制后在橋墩上逐段組裝的方法，節(jié)約了箱梁澆筑的時(shí)間，也確保了吊裝箱梁之前的質(zhì)量，給高鐵建設(shè)帶來(lái)了很大的便捷。

3.1 預(yù)制箱梁的模板選擇

由于模板受到混凝土的巨大擠壓作用，其次模板常常是重復(fù)使用，因此在選擇模板時(shí)一定要保證模板的強(qiáng)度和光潔度，防止在澆筑過(guò)程中發(fā)生變形，目前建議采用高鐵施工專用模板。

3.2 支模安裝

首先在安裝模板之前，應(yīng)有現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員和施工人員對(duì)照?qǐng)D紙進(jìn)行尺寸校對(duì)，并對(duì)模板進(jìn)行檢查合格之后方可投入使用。其次安裝時(shí)應(yīng)全面考慮，尤其對(duì)預(yù)埋螺栓、振搗器等要安裝科學(xué)合理，安裝支模后要進(jìn)行水平儀、經(jīng)緯儀的測(cè)量來(lái)保證平整度和垂直度，最大限度減小模之間的縫隙，支模的質(zhì)量將直接影響澆筑后墻面的平整度。除了這些以外，重復(fù)使用的模板因沾有上次澆筑時(shí)殘留的灰渣會(huì)造成墻皮麻面，因此使用模板前要清理干凈并且潤(rùn)濕后方可再次使用。安裝完畢后須由專業(yè)人員測(cè)量合格后方可進(jìn)行下一道施工程序。

4 高鐵預(yù)制箱梁的混凝土澆注注意事項(xiàng)

4.1 嚴(yán)格控制施工溫度，減少溫度應(yīng)力

各項(xiàng)工作準(zhǔn)備齊全后，應(yīng)選擇適宜的天氣進(jìn)行澆筑，基本原則為避開夏季炎熱天氣，或是使用地下水進(jìn)行攪拌混凝土，以減少水分過(guò)快蒸發(fā)。特別注意為了減少混凝土內(nèi)外溫度梯度，應(yīng)做好澆筑后的保溫保濕工作，降低應(yīng)力影響。根據(jù)混凝土建筑面積可以采用多點(diǎn)進(jìn)行測(cè)溫，根據(jù)測(cè)量后的溫度作對(duì)比，針對(duì)性采取措施。一般要求混凝土內(nèi)外溫差控制在25攝氏度以內(nèi)，可以有效減少裂縫的發(fā)生機(jī)率。

4.2 科學(xué)添加，嚴(yán)格按照配比進(jìn)行施工

某些地區(qū)的水PH超標(biāo)或是砂石料含雜質(zhì)過(guò)多，不但會(huì)降低混凝土強(qiáng)度而且會(huì)導(dǎo)致混凝土干燥后產(chǎn)生裂紋。因此應(yīng)嚴(yán)格控制砂石含雜質(zhì)率在1%以下，也可以將砂石提前清洗后再晾干使用。

4.3 混凝土振搗

混凝土振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成骨料下沉，且易造成底部出現(xiàn)裂紋或是漏漿。尤其是在分層澆筑時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制每層混凝土厚度，一般要求不超過(guò)振動(dòng)棒的1.25倍；其次在振搗上下層接縫處時(shí)，應(yīng)在下層初凝即刻進(jìn)行上次澆筑并插入下層約5厘米進(jìn)行振搗，減少裂縫的產(chǎn)生；再有應(yīng)嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，一般在20～30秒即可，振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響混凝土的凝固，時(shí)間過(guò)短會(huì)出現(xiàn)漏震排不出氣體。

5 高鐵預(yù)制箱梁的養(yǎng)護(hù)

混凝土澆注完成后要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，一般有兩種方法分別為蒸汽養(yǎng)護(hù)和自然養(yǎng)護(hù)，預(yù)制箱梁建議使用蒸汽養(yǎng)護(hù)，優(yōu)點(diǎn)是養(yǎng)護(hù)時(shí)間段且效果好，但一定控制好升壓升溫的速度。自然養(yǎng)護(hù)可適量覆蓋草簾、苫布等遮蓋物，特別注意混凝土內(nèi)外的溫度差，為了降低溫度梯度的影響，每天灑水濕潤(rùn)來(lái)保證混凝土的質(zhì)量。

6 預(yù)制箱梁的場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)移

6.1 箱梁四支點(diǎn)移動(dòng)

箱梁在移運(yùn)中要保持四個(gè)支點(diǎn)的平衡，既要受力均勻，又要控制好千斤頂之間的誤差在2mm以內(nèi)，其次應(yīng)對(duì)滑道的平整度進(jìn)行嚴(yán)格控制，并保證滑道基礎(chǔ)不會(huì)因?yàn)槭芰μ囟鲁伞?/p>

6.2 頂梁移動(dòng)

頂梁移動(dòng)主要依賴聯(lián)動(dòng)液壓裝置，移動(dòng)過(guò)程中各個(gè)支點(diǎn)始終要保持均衡，控制誤差在2mm以內(nèi)，頂升到臺(tái)座位置時(shí)再用千斤頂進(jìn)行頂升，可以拆除箱梁兩端模板。在繼續(xù)頂升過(guò)程中需要兩端交替抬升，每次提升的高度控制在30mm，到達(dá)指定高度后將轉(zhuǎn)移至移梁車上，這時(shí)可以通過(guò)操作臺(tái)控制兩臺(tái)千斤頂移到指定位置存放。

7 高鐵預(yù)制箱梁常見問題分析

7.1 麻面、蜂窩、空洞現(xiàn)象

表現(xiàn)為局部坑洼，露出石料澆筑不實(shí)。一般多發(fā)生在整體建筑體的中下部。造成這種狀況的原因很多，主要原因多為水泥與骨料配比不合理或是砂石顆粒度過(guò)大；其次一次振搗混凝土太厚，未達(dá)到指定層導(dǎo)致振搗過(guò)程中未排凈混凝土中產(chǎn)生的氣泡。

7.2 露筋現(xiàn)象

表現(xiàn)為局部或全部露出鋼筋結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致整體澆筑強(qiáng)度降低，是一種重大缺陷。造成這種現(xiàn)象的主要原因?yàn)殇摻罹植拷壴芷^(guò)密導(dǎo)致混凝土澆筑時(shí)骨料卡澀。

7.3 基礎(chǔ)沉降

表現(xiàn)為在承重后或是大雨天氣后出現(xiàn)臺(tái)座整體下沉或是局部下沉。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地基勘測(cè)不準(zhǔn)確或是未夯實(shí)。

7.4 預(yù)埋鋼筋或螺栓位置變形

表現(xiàn)為鋼筋、螺栓位置跑偏，強(qiáng)度下降甚至無(wú)法進(jìn)行安裝。造成這種狀況的主要原因是安裝中尺寸測(cè)量不準(zhǔn)確或是綁扎時(shí)踩踏使鋼筋跑偏。

8 高鐵預(yù)制箱梁施工的現(xiàn)場(chǎng)管理

8.1 施工程序關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的"點(diǎn)檢"制

因預(yù)制箱梁施工人員因?qū)W歷、綜合素質(zhì)、作業(yè)習(xí)慣的不同，而且混凝土施工中涉及多道工序的銜接問題,上一道工序不合格致使下一道工序也會(huì)返工,甚至出現(xiàn)質(zhì)量問題導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此引入"點(diǎn)檢"制度,"點(diǎn)檢"是按照一定標(biāo)準(zhǔn)、一定周期、對(duì)設(shè)備規(guī)定部位進(jìn)行檢查及早發(fā)現(xiàn)問題加以修正的方法。在施工前由技術(shù)人員對(duì)重要關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注劃分,當(dāng)施工到某一節(jié)點(diǎn)必須由專業(yè)負(fù)責(zé)人員驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一道工序。通過(guò)此制度把控每一細(xì)小節(jié)點(diǎn)的合規(guī)性,確保工程質(zhì)量的完整性,例如綁扎鋼筋后進(jìn)行點(diǎn)檢驗(yàn)收后方可進(jìn)行澆筑工作。

8.2 組織好施工人員的輪休工作,減小工人作業(yè)強(qiáng)度

在預(yù)制箱梁施工中,工期十分緊張且勞動(dòng)強(qiáng)度較大,造成施工人員過(guò)于疲憊,很多施工現(xiàn)場(chǎng)都存在超負(fù)荷工作現(xiàn)象,導(dǎo)致工人精神狀況不佳,忽視自己身體健康狀況,無(wú)形中增加了很多風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。直接導(dǎo)致部分作業(yè)人員身心疲憊，影響施工質(zhì)量。因此在混凝土施工過(guò)程中,施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)組織好工人的輪休工作,確實(shí)保證施工人員處在良好的身體狀況,這時(shí)效率也比較高。其次可以增加機(jī)械化作業(yè)來(lái)代替人工作業(yè),并引進(jìn)先進(jìn)施工技術(shù),減少工人作業(yè)強(qiáng)度。

8.3 加強(qiáng)施工技術(shù)人員的培訓(xùn)

技術(shù)人員是預(yù)制箱梁施工中的主要能動(dòng)因素,是企業(yè)的寶貴財(cái)富，但有很多施工人員文化水平不高,安全意識(shí)不夠或是剛畢業(yè)的學(xué)生工作經(jīng)驗(yàn)不足等，所以對(duì)施工技術(shù)人員進(jìn)行定期培訓(xùn)是行之有效的方法。培訓(xùn)包括對(duì)安全知識(shí)、技術(shù)技能、各操作規(guī)程及規(guī)章制度等。定期對(duì)工作人員進(jìn)行培訓(xùn),熟練掌握操作技能并能夠嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作。只有工作人員高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求才能確保有關(guān)制度落實(shí)到位。

9 結(jié)束語(yǔ)

由于高鐵預(yù)制箱梁施工隨著高鐵的建設(shè)行程需要數(shù)次搬遷，每次都需要進(jìn)行選址布局、支模安裝、澆筑養(yǎng)護(hù)、轉(zhuǎn)移運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程，各個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，聯(lián)系緊密。在制粱復(fù)雜的過(guò)程當(dāng)中，也體現(xiàn)出高鐵預(yù)制箱梁技術(shù)還有很大的提升空間，需要我們?cè)偃ネ跐?。本文提出的一些技術(shù)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)還要在實(shí)踐中進(jìn)行推廣應(yīng)用，隨著時(shí)代的發(fā)展，相信在不遠(yuǎn)的未來(lái)高鐵預(yù)制箱梁技術(shù)還會(huì)取得更大的成績(jī)。

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