朱葵

【摘 要】節(jié)段箱梁預(yù)制具有預(yù)制用地少，施工速度快、施工精度高和橋下交通影響小等特點(diǎn)，隨著客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)（高速）鐵路建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展，“后張法預(yù)應(yīng)力混凝土節(jié)段拼裝箱梁”被廣泛采用。本文通過(guò)對(duì)新加坡大士西地鐵延長(zhǎng)線(xiàn)所采用的短線(xiàn)法匹配預(yù)制節(jié)段箱梁線(xiàn)性控制分析及各道工序施工過(guò)程中碰到的疑難問(wèn)題進(jìn)行論述，介紹鐵路節(jié)段箱梁投產(chǎn)期預(yù)制過(guò)程中相關(guān)技術(shù)圖紙及施工工藝的優(yōu)化方法，為同類(lèi)型橋梁施工提供參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】鐵路節(jié)段梁；線(xiàn)性控制；設(shè)計(jì)；施工

新加坡大士西地鐵延長(zhǎng)線(xiàn)全長(zhǎng)7.5公里，共分為4個(gè)標(biāo)段，中鐵十一局集團(tuán)橋梁有限公司新加坡預(yù)制場(chǎng)鐵路生產(chǎn)線(xiàn)主要負(fù)責(zé)C1686及C1687鐵路節(jié)段梁的預(yù)制工作，共計(jì)2712節(jié)，其中區(qū)間節(jié)段梁2312節(jié)（梁高為2.4m），車(chē)站節(jié)段梁400節(jié)（梁高1.6m）。受節(jié)段梁跨長(zhǎng)、梁高及支座類(lèi)型的影響，中間節(jié)段梁長(zhǎng)度為2.7m～3.5m變化值，端頭節(jié)段長(zhǎng)度為2.5m固定值，其中C1686標(biāo)部分跨節(jié)段為曲線(xiàn)梁，進(jìn)一步加大了鐵路節(jié)段的預(yù)制難度。通過(guò)對(duì)鐵路節(jié)段投產(chǎn)期期間線(xiàn)性控制方法，鋼筋工序、預(yù)埋件工序、模型工序、混凝土灌注工序及起重維修工序施工過(guò)程中碰到的各種問(wèn)題予以分析及總結(jié)，現(xiàn)鐵路節(jié)段梁施工工藝已趨于成熟穩(wěn)定，各工序均有章可循，有法可控，預(yù)制產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

1 線(xiàn)性分析控制及監(jiān)測(cè)技術(shù)

1.1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)節(jié)段梁的施工技術(shù)成熟，各個(gè)工序及施工方法比較規(guī)矩，有新的改變但是差別也不大，業(yè)主及監(jiān)理對(duì)節(jié)段梁線(xiàn)性分析控制及監(jiān)測(cè)的管理模式較為成熟。新加坡當(dāng)?shù)厥┕は拗埔蠖?，尤其是業(yè)主及監(jiān)理對(duì)節(jié)段梁線(xiàn)性分析控制及監(jiān)測(cè)不夠熟悉、VSL提供的軟件對(duì)數(shù)據(jù)的誤差要求較為嚴(yán)格，要求測(cè)量所使用的預(yù)埋件的位置誤差僅為±1mm。原有的一些國(guó)內(nèi)能借鑒的施工方法和技術(shù)就不能使用。節(jié)段梁線(xiàn)性分析控制及監(jiān)測(cè)技術(shù)主要控制要點(diǎn)在預(yù)埋件的選取及固定方法，如何在現(xiàn)場(chǎng)能夠更好更快的完成工作來(lái)提高施工進(jìn)度，如何精準(zhǔn)的埋設(shè)測(cè)量所使用的預(yù)埋件以達(dá)到業(yè)主、監(jiān)理方的要求。

1.2 核心技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

采用國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的施工方法和技術(shù)與新加坡本地的施工方法和技術(shù)相結(jié)合取長(zhǎng)補(bǔ)短。首先在預(yù)埋件這塊，根據(jù)VSL對(duì)其安裝的允許誤差以及建議，與VSL溝通協(xié)調(diào)，從預(yù)埋件自身及固定工裝切入，從安裝及拆卸方法各個(gè)方面入手，不斷的改進(jìn)和提高，直到鐵路節(jié)段梁量產(chǎn)。期間，我們積累和整理了一整套完整的固定拆卸、以及匹配節(jié)段梁的調(diào)整方法。實(shí)現(xiàn)了模塊化生產(chǎn)，在節(jié)省了人力，材料和機(jī)械方面的情況下提高了預(yù)制效率并保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.3 取得的節(jié)段性成果：

目前預(yù)制場(chǎng)在節(jié)段梁線(xiàn)性分析控制及監(jiān)測(cè)技術(shù)方面準(zhǔn)備充分，尤其是在節(jié)段梁測(cè)量預(yù)埋件固定拆卸及匹配測(cè)量等工作方面取得了一些成果和資料。在鐵路節(jié)段預(yù)制給定的時(shí)間內(nèi)能夠很好的完成測(cè)量匹配工作，能夠很好的維持節(jié)段梁的整體線(xiàn)性。在提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本方面有明顯改觀。并在不斷的創(chuàng)新和嘗試下從預(yù)埋件工裝的設(shè)計(jì)、預(yù)埋件的固定方式及匹配測(cè)量方法中積累了一系列的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)資料。

2 各道工序圖紙及施工工藝的優(yōu)化

2.1 鋼筋工序

2.1.1 圖紙方面

預(yù)制場(chǎng)鐵路節(jié)段梁施工主要參考Construction drawing及Shop drawing兩類(lèi)圖紙，Construction drawing由新加坡當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)院提供的設(shè)計(jì)圖，圖紙信息較粗略，未給出不同跨及不同節(jié)段梁詳圖，不能直接用于預(yù)制場(chǎng)施工，Shop drawing是施工方根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的Construction drawing對(duì)圖紙信息的進(jìn)一步明確，主要包括各跨的節(jié)段劃分、預(yù)應(yīng)力布置詳圖及鋼筋大樣詳圖。Shop drawing提交設(shè)計(jì)院審批通過(guò)后，可直接用于現(xiàn)場(chǎng)施工。前期Shop drawing鋼筋圖紙繪制主要有兩方面的問(wèn)題，具體如下：

1）Shop drawing圖紙的繪制

Shop drawing鋼筋圖與Construction drawing鋼筋圖部分鋼筋直徑及間距不同，如車(chē)站節(jié)段梁通用15號(hào)鋼筋，該鋼筋下料長(zhǎng)度為3450mm，Construction drawing圖中給出的鋼筋型號(hào)為T(mén)25-100mm，而Shop drawing圖中給出的鋼筋型號(hào)為T(mén)32-150mm，雖然圖紙經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)院蓋章審批通過(guò)，但仔細(xì)計(jì)算，單個(gè)3m長(zhǎng)節(jié)段用T32-150mm鋼筋相比T25-100mm鋼筋用量超出約46Kg，而合同規(guī)定，Shop drawing與Construction drawing產(chǎn)生的量差無(wú)法向業(yè)主單位索賠，該鋼筋的直徑與間距的變更加大了實(shí)際施工成本，而實(shí)際Shop drawing圖中15號(hào)鋼筋完全可采用T25-100mm。另外，T32鋼筋較T25鋼筋比重大，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工過(guò)程中，鋼筋的綁扎與加工操作均較困難。故后續(xù)施工圖繪制中應(yīng)盡量保證Shop drawing圖與Construction drawing圖鋼筋直接與間距保持一致，控制鋼筋成本，在設(shè)計(jì)院同意批準(zhǔn)的情況下可用直徑較小的鋼筋代替直徑較大的鋼筋，可極大減少各項(xiàng)施工成本。

2）圖紙鋼筋的優(yōu)化

新加坡當(dāng)?shù)劁摻钜?guī)范主要采用英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS4466與BS4449，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中對(duì)不同直徑鋼筋錨固搭接長(zhǎng)度做出了要求，如T25鋼筋錨固搭接長(zhǎng)度為1200mm。Construction drawing鋼筋圖設(shè)計(jì)相對(duì)較保守，頂板、腹板及底板鋼筋普遍存在鋼筋搭接的情況，在繪制Shop drawing鋼筋圖時(shí)，可將同類(lèi)型的搭接鋼筋合并成單根鋼筋，可大大減少鋼筋用量，同時(shí)也更利于施工現(xiàn)場(chǎng)鋼筋的綁扎，如圖1、圖2為車(chē)站頂板16號(hào)及17號(hào)鋼筋，車(chē)站底板01號(hào)鋼筋優(yōu)化前后的布置圖。

2.1.2 施工方面

鐵路節(jié)段梁種類(lèi)較多，且預(yù)應(yīng)力形式較復(fù)雜，包括臨時(shí)預(yù)應(yīng)力、永久預(yù)應(yīng)力及未來(lái)預(yù)應(yīng)力，不同類(lèi)型節(jié)段梁包含的預(yù)應(yīng)力形式也不盡相同，且在鋼筋綁扎過(guò)程中需預(yù)留預(yù)埋件安裝位置（如提梁孔預(yù)埋PVC管、支座板預(yù)埋孔、recess盒子工裝預(yù)留位置）。鋼筋綁扎過(guò)程中施工的重難點(diǎn)主要為預(yù)應(yīng)力管道及預(yù)埋件安裝位置的預(yù)留，前期鋼筋綁扎完成后，普遍存在預(yù)應(yīng)力管道及預(yù)埋件安裝位置與鋼筋綁扎位置沖突至安裝的問(wèn)題，需對(duì)部分已綁扎好鋼筋重新定位綁扎，甚至部分節(jié)段鋼筋籠需重新綁扎，極大的影響了現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度，同時(shí)加大了人工成本。后多次對(duì)鋼筋工序人員進(jìn)行培訓(xùn)，要求工人在鋼筋綁扎前須在綁扎模具中標(biāo)記各預(yù)留孔道的位置，綁扎過(guò)程中對(duì)部分預(yù)埋件粗定位完成后方可繼續(xù)綁扎。質(zhì)檢技術(shù)部在下發(fā)給工序人員的月度制梁計(jì)劃表中標(biāo)記出各個(gè)節(jié)段需重點(diǎn)預(yù)留的預(yù)埋件信息，便于工序人員施工。endprint

2.2 預(yù)埋件安裝工序

鐵路節(jié)段梁預(yù)埋件主要包括預(yù)應(yīng)力管道、吊裝預(yù)埋管道、錨穴孔預(yù)埋工裝、橋面軌道絲、女兒墻、鋁欄桿、臨時(shí)欄桿及A2防護(hù)墻溢水管等，施工重難點(diǎn)主要為錨穴孔預(yù)埋工裝與拆除和提梁孔預(yù)埋管的安裝定位。

2.2.1 錨穴孔工裝的安裝與拆除

前期節(jié)段梁預(yù)制完成后，錨穴孔工裝拆除困難，易造成錨穴孔周?chē)茡p嚴(yán)重，極大的增加了修補(bǔ)工程量，同時(shí)也降低了錨穴孔工裝的使用壽命，單個(gè)錨穴工裝拆除需10分鐘時(shí)間。經(jīng)分析，制作錨穴工裝時(shí)因焊縫多，工裝多次使用后鋼板變形、平整度差，部分錨穴口深度超過(guò)250mm，當(dāng)混凝土澆筑完成后，漿體流入焊縫及錨穴工裝變形處，造成工裝拆除困難。優(yōu)化方法：1）錨穴孔工裝制作時(shí)采用厚度較薄的鋼板原材制作，當(dāng)用鐵錘敲擊錨穴孔工裝時(shí)，工裝易與梁體混凝土面松動(dòng)、脫落。另需將工裝與梁體混凝土接觸面處焊縫滿(mǎn)焊并打磨平整，以避免漿體流入焊縫內(nèi)。2）錨墊板在錨穴孔工裝固定牢固后，在錨墊板與工裝接觸面四周均勻涂抹一層玻璃膠。當(dāng)錨穴深度小于200mm的錨穴工裝，在工裝與混凝土面接觸面均勻涂抹脫模劑后即可進(jìn)行安裝工作。當(dāng)錨穴深度大于200mm時(shí)，需將工裝與混凝土面接觸面覆蓋一層廢紙，同時(shí)用黑色膠帶將廢紙延工裝四周裹?。ㄈ鐖D3），待工裝拆除后，將殘留在錨穴內(nèi)部的膠帶清理即可。3）拆除錨穴工裝時(shí)，不得使用暴力、蠻力。將拆除錨穴工裝用卡板固定牢固，工裝卡板兩端貼住節(jié)段梁梁體混凝土面，用鐵錘敲擊螺旋轉(zhuǎn)盤(pán)，同時(shí)輕微敲擊錨穴工裝四周至工裝從錨穴口彈出即可，使用該方法僅需1分鐘即可完成單個(gè)錨穴工裝的拆除工作（如圖4）。

2.2.2 端頭節(jié)段提梁孔預(yù)埋PVC管的安裝

PS及PS1端頭節(jié)段梁提梁孔分布較密，且內(nèi)腔為實(shí)心節(jié)段，前期安裝管道時(shí)，將管道用扎絲及限位鋼筋固定在梁體鋼筋上，當(dāng)節(jié)段梁鋼筋吊入模型后無(wú)法對(duì)安裝管道進(jìn)一步固定定位，預(yù)制完成后普遍存在管道嚴(yán)重偏位的問(wèn)題，其中兩側(cè)腹板處四根提梁孔預(yù)埋管因與側(cè)模接觸面為斜口，需將管道斜口外側(cè)混凝土鑿除，對(duì)于影響梁體吊裝偏位的管道需重新鉆孔，工作量極大。優(yōu)化方法：1）按節(jié)段梁提梁孔位置對(duì)底模及側(cè)模開(kāi)孔（底模開(kāi)直徑25mm圓孔，側(cè)模開(kāi)25mm寬x50mm長(zhǎng)長(zhǎng)孔，如圖5）。2）預(yù)埋提梁孔用PVC內(nèi)徑為83mm，取外徑為76mm鋼管為內(nèi)襯管，分別在鋼管頂部與底部?jī)?nèi)側(cè)焊接一塊圓鋼板，在鋼板圓心開(kāi)直徑20mm圓孔，同時(shí)從鋼管頂部到底部穿入一根直徑為18mm精軋螺桿。3）先對(duì)預(yù)埋提梁孔PVC管粗定位，待鋼筋籠吊入模型后，調(diào)節(jié)內(nèi)襯鋼管位置，同時(shí)調(diào)節(jié)在鋼管下端的精軋螺桿螺帽，對(duì)PVC管精確定位并固定牢固，鋼管上端與橋面橫梁用方鋼及鋼筋連接成整體，避免PVC上部偏位，如圖6。通過(guò)該方法，可將預(yù)埋提梁孔用PVC偏差控制在10mm以?xún)?nèi)，無(wú)需再次鑿毛及重新鉆孔即可滿(mǎn)足提梁要求。

2.3 模型工序

新加坡大士西地鐵延長(zhǎng)線(xiàn)鐵路節(jié)段梁模型為新加坡本地設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)，由國(guó)內(nèi)模型廠(chǎng)家加工，因設(shè)計(jì)圖紙版本陳舊，未結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工，且模型加工成型尺寸較差，部分模型到場(chǎng)后無(wú)法使用，需重新設(shè)計(jì)加工，給預(yù)制場(chǎng)施工造成極大不便，應(yīng)在建場(chǎng)初期加大對(duì)模型設(shè)計(jì)圖的評(píng)審工作。

2.3.1 設(shè)計(jì)方面

1）S1b節(jié)段梁內(nèi)模優(yōu)化

S1b節(jié)段梁內(nèi)腔預(yù)應(yīng)力體系塊多、內(nèi)腔尺寸復(fù)雜，該節(jié)段內(nèi)模設(shè)計(jì)保守，由多塊模型組成成型，因S1b節(jié)段梁內(nèi)腔施工空間小，模型體積大且笨重，現(xiàn)場(chǎng)模型安裝困難，部分模型無(wú)法安裝，前期因工期緊，預(yù)制場(chǎng)重新加工兩套木模，同時(shí)對(duì)S1b內(nèi)模重新設(shè)計(jì)加工，采用液壓系統(tǒng)整體式模型，解決了該節(jié)段內(nèi)模安裝難的問(wèn)題。節(jié)段梁模型如體積大且操作空間較小時(shí)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量采用液壓系統(tǒng)，實(shí)際施工可極大的節(jié)省人力及物力。

2）實(shí)心節(jié)段梁內(nèi)模面板的優(yōu)化

原實(shí)心節(jié)段內(nèi)腔安裝面板為整體塊，設(shè)計(jì)與加工時(shí)模型尺寸與節(jié)段梁內(nèi)腔理論尺寸一致，模型安裝時(shí)需對(duì)節(jié)段梁體內(nèi)腔打磨后方可完成模板的安裝工作。后對(duì)所有模型內(nèi)腔面板重新設(shè)計(jì)，并將已有模板分為多塊小面板，并在模型肋板開(kāi)孔，增加橫向及豎向楔形板，通過(guò)該方案，無(wú)需再對(duì)梁體內(nèi)腔打磨，同時(shí)減少了模型安裝與拆卸的時(shí)間。

2.3.2 施工方面

控制匹配梁與模型接縫大小的是一直是困擾模型匹配安裝的難題，拼縫過(guò)大，澆筑混凝凝土?xí)r易造成匹配面處腹板外側(cè)漏漿并對(duì)匹配梁造成污染，同時(shí)梁體預(yù)制完成后外形尺寸偏大，如僅通過(guò)調(diào)節(jié)腹板外側(cè)模型支撐拼縫易造成匹配梁梁體損壞。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)及研究討論，總結(jié)了以下幾點(diǎn)施工經(jīng)驗(yàn)：1）模型匹配前，先將匹配面?zhèn)饶０寮捌ヅ淞毫和鈧?cè)混凝土殘?jiān)宄⒋蚰テ秸?）嚴(yán)格控制節(jié)段梁與模型匹配長(zhǎng)度。調(diào)節(jié)側(cè)模縱向拉桿，匹配梁就位時(shí)，使匹配梁與模型側(cè)模匹配長(zhǎng)度控制在100mm左右；3）模型拼縫的調(diào)節(jié)總體步驟為上由小往上分部調(diào)節(jié)。先對(duì)匹配梁測(cè)量粗定位，定位完成后調(diào)節(jié)側(cè)模下部支撐，使匹配梁與模型滴水槽下部匹配接縫寬度控制在5mm以?xún)?nèi)；再調(diào)節(jié)模型上部支撐，使匹配梁與模型滴水槽上部匹配接縫寬度控制在5mm以?xún)?nèi)（如調(diào)節(jié)模型滴水槽下部拼縫時(shí)，匹配梁上部已經(jīng)與側(cè)模密貼，可先調(diào)節(jié)模型上部支撐，再調(diào)節(jié)下部支撐至拼縫合格為止）；4）完成匹配梁精確定位測(cè)量，擰緊側(cè)模外側(cè)頂絲，使側(cè)模與匹配梁密Z貼，并在拼縫處涂刷玻璃膠。通過(guò)該方法，可解決匹配梁與模型接縫的問(wèn)題。2.4 混凝土工序

2.4.1 下料方式

試生產(chǎn)期間混凝土澆筑采用汽車(chē)泵泵送的方式進(jìn)行灌注，節(jié)段澆筑前需提前預(yù)約汽車(chē)泵，且需用1m3砂漿潤(rùn)管，灌注過(guò)程中因汽車(chē)泵臂長(zhǎng)長(zhǎng)影響龍門(mén)吊的使用。而單個(gè)節(jié)段所需混凝土方量約7-15m3左右，改用料斗下料后，極大的減少了灌注前準(zhǔn)備工作，對(duì)其他龍門(mén)吊的通行影響小，可隨時(shí)對(duì)已匹配安裝好預(yù)埋件節(jié)段進(jìn)行灌注工作，同時(shí)也減少了設(shè)備的租賃成本及各項(xiàng)材料使用成本。

2.4.2 灌注工序重難點(diǎn)

混凝土灌注以插入式振搗棒為主，附著式振搗器為輔，每層混凝土控制在25cm-30cm。底板澆筑時(shí)采用四角同時(shí)下料的方式，同時(shí)在底板兩端各增加兩臺(tái)附著式振搗器。腹板采用兩側(cè)對(duì)稱(chēng)下料，嚴(yán)格控制腹板下料厚度，不漏振，同時(shí)在倒角處及鋼筋密集處腹板外側(cè)各增加兩臺(tái)附著式振搗器。梁體頂面下料時(shí)，先將防護(hù)墻A1及A2防護(hù)墻兩側(cè)橋面下料，橋面中部暫不下料，待A1及A2防護(hù)墻下料完成后再完成橋面剩余部分的下料工作，防止因A1及A2防護(hù)墻下料時(shí)翻漿造成額外的成本。

2.5 起重維修工序

鐵路節(jié)段梁因內(nèi)腔形式不同，腹板厚度由250mm-600mm不等，投產(chǎn)期吊具的設(shè)計(jì)由VSL（六公司運(yùn)架分包商）設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)較保守，區(qū)間與車(chē)站共有5套吊具，當(dāng)龍門(mén)吊吊裝完一片節(jié)段梁再需吊裝另外一片節(jié)段梁時(shí)，需更換節(jié)段梁吊具，極大的增加了降低了龍門(mén)吊的使用效率。通過(guò)對(duì)吊具重新設(shè)計(jì)，將原有已加工吊具改裝成2套通用吊具，減少了吊具輪換時(shí)間，增加了龍門(mén)吊使用功效，平均2種不同節(jié)段吊裝時(shí)間可節(jié)省約半小時(shí)至一小時(shí)。

3 結(jié)論

本文對(duì)鐵路節(jié)段梁在達(dá)產(chǎn)期及投產(chǎn)期預(yù)制過(guò)程中相關(guān)技術(shù)圖紙及施工重難點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的論述，通過(guò)對(duì)各道工序施工工藝及圖紙的優(yōu)化，極大的加快了施工進(jìn)度，降低了施工成本，可為以后同類(lèi)型節(jié)段預(yù)制作為參考。

[責(zé)任編輯：田吉捷]endprint