京雄城际铁路装配式一体化施工技术研究
时间：2020-09-03 04:09:55 来源：达达文档网 本文已影响 人 
安宏科
摘要：结合新建京雄城际铁路固霸特大桥及相关配套工程的施工经验，从预应力混凝土管桩施工、装配式桥墩施工、装配式桥面系施工等方面进行了介绍。针对京雄城际高速铁路项目特点，研究探讨了高速铁路桥梁装配式一体化施工的关键技术，为其他类似工程施工提供经验参考。
Abstract：
Based on the construction experience of the newly built Guba Bridge on the Beijing-Xiong"an Intercity Railway and related supporting projects， the paper introduces the construction of prestressed concrete pipe piles， the prefabricated bridge piers and the prefabricated bridge deck systems. According to the characteristics of the Beijing-Xiong"an Intercity Railway Project， the key technologies for the prefabricated and integrated construction of high-speed railway bridges have been studied and explored to provide empirical reference for other similar projects.
关键词：高铁桥梁;装配式施工;一体化施工
Key words：
high-speed rail bridge;prefabricated construction;integrated construction
中图分类号：U445.57 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）24-0155-02
0 引言
近年来随着我国高铁桥梁建设技术的迅速发展，高铁桥梁建造正朝着智能化、信息化、装配化、绿色化的一体化施工方向发展。桥梁工程施工内容较多，对于桥梁墩台施工可分为就地浇筑和拼接预制两种[1]。桥墩就地浇筑施工需要在施工现场进行，通常要进行钢筋绑扎、立模、浇筑、脱模等环节，装配式桥梁的优点主要体现在质量可靠，可标准化施工，建设速度快，安全系数高，性价比高，绿色环保等[2]，装配式桥梁技术可大幅度提升桥梁技术及质量水平[3]。笔者以新建京雄城际铁路固霸特大桥为工程案例，探讨高速铁路桥梁装配式一体化施工的关键施工技术，为今后的类似施工提供一些经验参考。
1 工程概况
新建京雄城际铁路站前工程JXSG-5标固霸特大桥全长13.65km。本桥共416个桥墩，其中DK72+580.45～DK73+578.47（349#～380#墩）段落设计为桥梁装配式一体化施工。下部基础采用预制管桩，墩身采用双柱式节段预制拼装圆端形实体桥墩，由两个墩身立柱和一个墩帽组成，梁体采用预制简支箱梁，桥面系设计为预制装配整体式防护墙和电缆槽。
装配式一体化由PHC-1000-AB-130管桩、管桩承台、节段预制拼装圆端形实体桥墩、预制无砟轨道后张法预应力混凝土简支箱梁、装配式桥面附属和CRTS-Ⅲ型先张轨道板等组成。
2 装配式一体化施工流程
2.1 大直径PHC管桩沉桩施工
管桩施工采用锤击法沉桩施工，单根管桩由2～3节组成。在预制厂内以相邻单根的节段接缝错开1m进行生产，实行驻场建造、信息化物料追溯和过程跟踪，单根沉桩总锤击数不超过2500击控制，沉入第2、3节前采用直径500mm长螺旋钻机进行引孔，引孔深度以第2、3节设计底部标高以上1m控制，直至沉入设计标高或貫入度达到要求。承台施工采用现浇混凝土施工。
2.2 装配式桥墩施工
节段预制拼装桥墩采用场内预制和现场坐浆安装、灌浆套筒施工组成。场内预制包括台座底座定位、灌浆套筒安装及钢筋绑扎、拼装固定支撑和翻转架安装、钢筋笼吊装、墩柱侧模拼装及翻转、模板吊装及墩身浇筑、拆模、养护及存放等工艺。安装施工包括坐浆槽凿毛、测量放样、试拼装、0.5%垂直度及1mm平面控制、厚度2～3cm的M60砂浆坐浆、养生、坐浆料等强至36MPa、强度C100灌浆施工、包裹养护。
2.3 装配式桥面系施工
装配式桥梁附属采用工厂化预制和现场安装、坐浆施工组成。场内预制包括预埋安装（？准50和？准45螺栓孔预留、接地、栏杆预埋件、尼龙吊装套筒）、钢筋绑扎、入模安装、混凝土浇筑、带模养生、拆模、翻转等组成。现场安装由梁体预埋孔清理、螺杆安装、高程及平面调整、封边及坐浆施工、拆模养生等组成。
制箱梁钢套筒定位工装采用60*80mm方钢，中间按照预埋套筒设计位置开孔，定位工装依托箱梁翼缘模板焊接固定，此方法控制套筒定位精度为±3mm，预埋套筒平面位置及标高满足要求，工装使用便捷且可重复利用。预埋套筒预制梁翼缘部分与普通预制箱梁横向汇水坡设置一致，预制块安装位置（即距两侧翼缘边1.8m）做拉毛处理。
首套模板采用液压式，由四个液压千斤顶辅助脱模。模板设计时考虑垫板组件定位，在模板对应位置安装定位芯管，定位芯管长度控制在10～20cm，防止拆模板时混凝土挤压造成棱角破碎。本套模板预制3块预制块，因存在4台千斤顶不同步问题，导致竖墙在拆模时部分破损。针对竖墙位置拆模困难及拆模后棱角破损严重的问题，项目部与模板厂家共同研究，改变模板设计及脱模方式。第二套模板设计时竖墙部位安装合页，利于脱模。
预制块混凝土采用C50高性能混凝土，混凝土浇筑由固安西梁场搅拌站供应，浇筑时控制坍落度在120～140mm，振捣采用ф50插入式振捣棒振捣。构件浇筑完成后及时洒水养护或用蒸汽发生器进行保湿保温养护，强度达到2.5MPa后，拆除四周侧模，待强度达到设计强度60%（即30MPa）后，液压模板利用千斤顶顶升脱模，竖墙开合式模板的构件整体吊出底模。预制时在构件量测预埋M20吊装套筒，侧模拆除后，套筒上安装螺栓，吊带吊装螺栓辅助脱模。
梁体混凝土达到10MPa后，对灌浆区域进行机械凿毛，使梁体露出新鲜混凝土面，并用水冲洗干净。安装连接螺杆，安装调节垫片，将调节垫片高度调整到设计高度。内侧采用∠75角钢作为封边模板，预制块箱梁翼缘板侧采用型钢、Φ60mm钢管加工的简易工装进行封边。以一个预制块为一个单元进行坐浆。搅拌前先将7kg拌合用水倒入搅拌筒中，后将50kg坐浆料缓缓加入，使用手持搅拌机搅拌300秒后，观察坐砂浆搅拌均匀且无结块现象，后在试验台顶面坐浆区域铺一层35mm的砂浆，砂浆顶面铺成中间略高于四周的形状，然后吊机起吊预制块，利用螺栓的导向作用，精准落位。
3 需解决的关键技术问题
3.1 预应力混凝土管桩
本工程管桩基础使用区域基本为黏土层和砂土层地质，管桩穿过厚度为9～13m的砂层。砂层区特点为颗粒空隙更小，密度大，沉桩阻力随桩端进入砂层深度的增加而增大。高强预应力管桩穿越砂夹层及硬夹层等特殊地质，导致沉桩过程中出现爆桩、沉桩困难、桩长不足，无法顺利到达到设计要求的桩端持力层，更不满足桩承载力及高铁沉降要求，施工难易打入，需探索新的施工工艺，解决大直径管桩基础成桩困难问题，并确定相应施工参数，指导后期管桩施工。
3.2 装配式桥墩
预制拼装桥墩技术较传统桥墩施工精度要求更高，需要对预制场内钢筋加工设备、钢筋胎架、台座、模板等一整套生产设备进行研究重新设计，以达到桥墩标准化生产、工厂化作业。设计工装及定位装置解决灌浆套筒和钢筋精确定位问题，确保预制质量。
针对翻转困难，需对预制墩身构件翻转进行设计，研究翻转装备。研究桥墩就位、精调校正、等工艺，以保证桥墩平面位置、标高复核规范要求。对桥墩安装技术进行研究，如底部挡浆模板、套筒灌浆技术等，形成桥墩快速安装成套设备集成系统。
3.3 装配式桥面系
箱梁预制过程中，套筒预埋数量多，精度要求高，需针对此特点研制预制拼装防护墙和电缆槽预埋套筒定位工装，确保箱梁预埋套筒定位精度。
预制拼装整体式防护墙和电缆槽构件截面复杂，较传统施工浇筑混凝土后脱模困难，需根据截面研究生产模板，保证预制块脱模顺利，保证棱角完整。
4 结论
随着桥梁建设的发展和技术的進步，桥梁建造正朝着设计标准化、生产工厂化、施工装配化和机械化、管理信息化的方向发展。预应力混凝土管桩、预制拼装桥墩、预制拼装整体式防护墙和电缆槽在内的全预制拼装技术有望成为今后桥梁重要施工方法之一。
预制拼装法作为桥梁绿色环保建设的代表工法，不仅可以促进传统产业的转型升级，还能降低劳动成本、节约建筑材料、降低能耗、减少扬尘、对环境干扰小，是符合节能环保的产业政策的先进技术。因此，对该施工方法和核心技术进行深入研究并实施产业化，具有重要意义。
参考文献：
[1]陈近民.关于装配式桥墩施工的相关分析[J].智能城市，2019（11）：116-117.
[2]黄旭，王超.山区装配式桥梁设计技术探析[J].工程建设与设计，2018（11）：139-141.
[3]王亮，占志纲.桥梁施工中装配式钢筋混凝土施工技术[J].交通世界，2019（36）：94-95.
