中铁五局集团第二工程有限责任公司 湖南衡阳 421000
摘要：本文主要就客运专线钢筋混凝土U型渡槽槽身预制吊装技术进行介绍，通过对渡槽槽身模板制作、安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑等环节，总结了U型渡槽槽身的预制吊装施工工艺。
关键词：U型渡槽；预制；吊装
1 工程概况
成绵乐铁路客运专线D2K72+739渡槽位于德阳市罗江县境内。设计结构型式为3×20m U型渡槽，共2墩2台。
渡槽基础采用扩大基础。槽台台身采用矩形槽台，槽墩墩柱采用二面找坡台体。渡槽槽身结构型式为U型薄壳渡槽结构形式，单节长20米，U型渡槽槽身，上口宽为2.4米，下部半圆半径0.9米，上部直墙段高0.54米，槽身净高1.64米，槽壁厚度为0.16米，槽底弧度加厚为0.2米，底部为0.85米；槽身支座部位设置端肋，宽2.2米，厚0.32米，端肋总高1.81米；单片槽身混凝土计16.58 m3，重约42吨。
2 施工方法
2.1 方案选择
依照设计及其他相关经验，U型渡槽可采用现浇及预制二种施工方法，而预制又分为正向整体预制和扣模倒置预制二种。施工前经项目部对现浇及预制吊装施工经济、工期等多方方面反复比较，最后确定采用正向整体预制吊装法施工。
2.2 施工前的准备
渡槽槽身在施工前首先硬化好场地，修筑排水设施，防止雨水、养护水浸泡台座基础；然后设置槽身台座，根据预制槽身的尺寸、数量、工期，于D2K72+739渡槽槽址附近路基上设一个槽身预制台座。
2.3 模板
2.3.1模板的制作
模板制作是混凝土成型的前提和关键，模板要求符合设计尺寸，拆卸灵活，支撑牢固；模板的结构形式直接影响到施工的难易及施工的质量。
本渡槽槽身模板采用5mm钢板制成大块组合内外模板；内模每节1米，共20节，外模每节2米，共10节；根据槽身结构尺寸，内模横向分为5块，两侧直线段各1块，半圆部分分成3块弧段，底部弧形弧形模板占槽身半径的1/3，其余部分由两侧弧形模板平分；模板与模板间采用螺栓连接，拆卸比较灵活。外模分成8块，两侧直线段各1块，转角处两侧各1块，曲线段两侧各1块，剩余部分两侧各1块。为了增加整体的刚度，每节内外模均以槽钢作为框架支撑。槽身两端均有一整块钢板，通过边缘焊接角钢上预留的锚孔用锚固螺栓将内外模连接进来成为一个整体；内外模每二节采用槽钢作为支架连接成一个整体（见模板安装图）。
2.3.2 模板的安装
渡槽槽身采用正置法预制。支模前在硬化好的场地上由测量人员测量放样出各控制点，并用墨斗弹出模板摆放的边线；边线弹好后，着先安装外模底部两侧其4块模板，根据边线由人工配合汽车吊进行模板安装，安装好后安装内模底部弧形模板，采用内模支撑钢筋；模板安装过程有下面4个步骤：1支外模底部模板及内模底部弧形模板；2立外模转角处模板及直线段模板；3立内模两侧弧形模板及直线段模板；4总体安装（下图）。
模板安装图
2.4 钢筋施工
钢筋在现场钢筋场内下料、加工、焊接，现场绑扎或焊接成型，施工现场设钢筋半成品堆放棚，钢筋的堆放采用下垫上盖，以防钢筋的受潮或雨淋。主筋接长采用闪光对焊或双面焊接长，确保焊接质量符合设计、规范要求。
2.4.1 钢筋制作
钢筋调直采用调直机调直；钢筋切割采用切断机；螺纹钢筋焊接采用闪光对焊或双面焊；钢筋弯制成型采用弯曲机，并用样板控制弯制尺寸。
2.4.2 钢筋绑扎
a、考虑内模安装，槽身钢筋分为底板钢筋、边墙钢筋及顶板钢筋三大块。
b、钢筋成型主要在现场焊接或绑扎。
c、槽身钢筋骨架的制作流程为：
在钢筋加工棚内按型号下料、加工→运至施工现场→底板及边墙钢筋绑扎→拉杆钢筋绑扎。
d、钢筋骨架绑扎时，尽可能多地用焊接代替铁丝绑扎，以加快绑扎速度，增加钢筋骨架牢固性，防止搬运时变形。
e、在钢筋与模板间设置保护层垫块。保护层垫块采用混凝土垫块（高性能细石混凝土制作），垫块的尺寸和形状（工字型或锥形）必须满足保护层厚度和定位的允差（0～5mm）要求。模板安装和灌筑混凝土前，仔细检查保护层垫块的位置、数量及紧固程度，并指定专人作复核性检查以提高保护层厚度尺寸的质量保证率。垫块散布均匀，侧面和底面的垫块不少于4个/m2，绑扎垫块和钢筋的铁线头不得伸入保护层内。
2.5 混凝土施工
在槽身钢筋及模板安装完成并检查合格后，即可开始浇筑槽身混凝土。槽身混凝土为高性能混凝土，其具体配合比和搅拌工艺由试验确定同时满足《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》中的有关规定和要求。混凝土浇筑采用连续浇筑、一次成型，确保槽身混凝土在4h内浇筑完成。
2.5.1 混凝土配比
槽身混凝土理论重量配合比为：水泥：粉煤灰：细集料：粗集料：外加剂：水：333：83.25：959.04：1298.7：4.33：106.56。
①水泥采用强度等级为42.5的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥，且每立方混凝土胶凝材料总用量不超过500Kg。
②混凝土必须具有较好的和易性，入模坍落度控制在12～16cm范围内。
③混凝土水胶比不大于0.45。
④试生产前对所选用的水泥、砂、碎石、掺合料、外加剂等原材料制作抗冻融循环、抗渗性、抗氯离子渗透性、抗裂性、抗钢筋锈蚀和抗碱－骨料反应的耐久性试件各一组，进行耐久性试验。
2.5.2混凝土的搅拌
①每次开盘前试验人员必须测定砂、石含水率，将混凝土理论配合比换算成施工配合比。
②混凝土配料和计量：混凝土配料必须根据试验室的配料通知单进行，并应有试验人员值班。配料应采用自动称量系统计量。
③开盘前要检查砂、石的质量情况，核实使用原材料与配合比通知单是否相符，数量是否足够生产一孔梁。
④开盘前要校核电子秤及其他计量器具，根据施工配合比调整用料，并由试验人员复核。
⑤开盘前，应检查拌合机、混凝土输送泵及管道、浇筑、振动等各工序设备的运转情况，风、水、电、汽的供应情况。
⑥开盘前，应办理模板、钢筋等工序的检查签认手续。
⑦开盘前，应了解劳动力是否配备齐全，掌握天气预报情况。
⑧混凝土的配料误差规定如下（以重量计）：
水泥、水、外加剂、掺合料：±1%
砂、石料：±2%
⑨混凝土搅拌时间不少于120～180秒。根据每孔梁混凝土浇筑总时间及每孔梁混凝土总方量，提前作好供料计划安排。
⑩混凝土拌合物坍落度45min损失不宜大于10％；入模前含气量应控制在2％～4％，入模温度宜在5～30℃。
开盘后，前三盘逐盘检查实际下料重量并测定混凝土拌和物坍落度，以后每10盘检查一次，如发现混凝土坍落度与配合比要求相差较大时，必须由试验室查明原因后加以调整。
减水剂按规定配制成一定浓度的溶液，配制时应使减水剂充分溶化。减水剂的比重范围根据试验确定。
2.5.3 混凝土的浇筑
①槽身混凝土灌筑采用混凝土输送泵车，连续灌筑，一次成型。
②混凝土应随拌随用，泵送过程中，混凝土拌合物始终连续输送。其它要求还应符合国家现行《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-95）的规定。
③ 槽身混凝土横断面灌筑顺序如下图所示：
混凝土浇筑采用水平分层的方式连续浇筑，先从槽身两侧边墙同步对称均匀进行，先从两边墙下料浇筑底板及边墙与底板结合处的混凝土（图示1区域），该区的混凝土浇注应连续、对称地进行，这一区域的高度不得超过1.2m，振捣采用插入式振动棒，使混凝土向底板流动；待底板与边墙相交区域浇筑满后再浇筑底板混凝土（图示2区域），并及时摊平、补足、振捣，控制好标高，达到设计要求。最后浇筑顶部拉杆（图示3区域）。浇筑两侧边墙混凝土时，采用同步对称浇筑，每层厚度以不超过30cm为宜，防止两边混凝土面高低悬殊，造成内模偏移或其他后果。
④混凝土灌筑注意事项
a、混凝土灌筑采用纵向分段、水平分层连续灌筑，由一端向另一端循序渐进的施工方法，灌筑厚度不得大于30cm。先从槽身边墙同步对称均匀进行，先灌筑边墙与底板结合处，然后将底板尚有空隙的部分补齐并及时抹平，再灌筑剩余边墙，最后灌筑顶部拉杆。
b、边墙混凝土灌筑时，采用同步对称进行，防止两边混凝土面高低悬殊，造成模板偏移或其它后果。
c、灌筑过程中，设专人检查模板和钢筋，发现螺栓、支撑等松动应及时拧紧和打牢。发现漏浆应及时堵严，钢筋和预埋件如有移位，及时调整保证位置正确。
d、混凝土灌筑入模时下料要均匀，注意与振捣相配合，混凝土的振捣与下料交错进行，每次振捣按混凝土所灌筑的部位使用相应区段上的振动器。
e、槽身混凝土灌筑采用振动棒振捣成型，混凝土振动密实应以混凝土表面不再下沉、没有气泡逸出和混凝土表面开始泛浆为度，但亦不应少于半分钟，注意总结经验，掌握最佳的振动时间。
f、操作插入式振动棒时宜快插慢拔，垂直点振，不得平拉，不得漏振，谨防过振；振动棒移动距离应不超过振动棒作用半径的1.5倍（约40cm），每点振动时间约20s～30s，振动时振动棒上下略为抽动，振动棒插入深度以进入前次灌筑的混凝土面层下50mm至100mm为宜。灌筑过程中注意加强倒角、交界面以及钢筋密集部位的振捣。
g、控制好混凝土的入模温度在5～30℃范围内。
2.5.4 混凝土养护
①槽身混凝土浇筑完成后，即按规定使用保水性能良好的材料进行覆盖养护。
②护用水与拌制槽身混凝土用水相同。水温与表面混凝土之间的温差不得大于15℃。
③洒水次数应以混凝土表面湿润状态为度，一般情况下，白天以1～2小时一次，晚上4小时一次。洒水同时，进行塑料薄模或土工布进行覆盖，并进行保湿养护。
④洒水养护的时间：当环境相对湿度小于60％时，自然养护不少于28d；当环境相对湿度大于60％时，自然养护不少于14d。
⑤在对槽身进行洒水养护的同时，要对随梁养护的混凝土试件进行洒水养护，使试件与槽身混凝土强度同步增长。
2.6 槽身吊装
槽身采用QAY-300T汽车吊进行吊装。吊装采用工字钢吊架二点起吊，吊点布置于距槽端1.77处。吊装时在槽身四角设置四根φ20mm尼龙绳作为溜绳以确保在吊装过程中不碰撞墩柱、槽台以及槽身就位时能精确定位。
正式吊装施工前，先进行试吊，即先将构件起吊脱离底模后30cm后停止上升，然后对吊车及支撑系进行全面检查，主要检查吊车受力是否均衡，槽身捆绑及钢丝绳受力是否均衡，地基变形是否过大等。
试吊结束后，先将槽身吊至两墩柱（或墩柱与槽台）之间，每端距离墩柱（槽台）1米左右位置，用人工在适当方位稳住溜绳防止槽身碰撞墩柱，吊车徐徐起吊槽身超过墩柱（槽台）顶50cm高后，在空中平移至轴线位置后，慢慢就位，直至满足设计要求和规范。
预制槽身吊装完成后，进行槽身体联接，对接缝进行处理。铺设橡皮带和沥青砂。
3 施工中存在的问题
在施工过程中，首先采用一次性关模，一次性浇注的施工方法进行；在内模底部、1/4圆弧处、3/4圆弧处每1米开设一进料口；采用3cm振捣棒与人工钎相结合的方式进行振捣，并于内模底部辅助振捣的方法振捣。但在现场施工中，由于进料口较小，进料工作面小，导致进料缓慢，混凝土有泌水现象；且由于槽身中部有反向弧段，槽身壁仅16cm厚，钢筋又多；使振捣棒不好插入，为了保证振捣质量，只好延长振捣时间，导致进料口附近混凝土产生过振，出现蜂窝并呈扇形分布；由于进料口封堵不好，使内表面有凹凸不平的现象出现，出现跑浆。
4 结语
经过各方面改进后采用正向整体预制的槽身质量达到了设计、规范的要求。通过本渡槽的施工实践，为本项目其他渡槽施工积累了经验。
经过该渡槽槽身的预制，在正向整体预制混凝土浇注中应注意以下几个方面：
1、合理开设进料口，并增设进料漏斗等工具，辅助进料，以确保进料速度减少浆水损失。
2、内模底部采用平板振捣器时，在平板振捣器底部加设橡胶垫，并控制好振动时间，以缓冲其对内外模的影响。
3、严格控制混凝土的坍落度及其他各项指标，以减少施工过程中的泌水现象。
4、混凝土坍落度还应根据施工季节及施工时间长短进行调整。
5、加强对内模进料口的封堵，尽量保证其平整度，以确保槽身内壁施工质量。
6、采用正向整体预制时，可对模板采取特殊设计，把内模分若干块（以方便组装为宜）；首先安装好外模及内支撑框架，在混凝土浇注过程中逐块安装内模，这样可有效保证混凝土的振捣质量。
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作者简介：
尹恒，男，（1983-8）本科，工程师，主要从事铁路建设工作。
论文作者:尹恒
论文发表刊物:《基层建设》2015年32期
论文发表时间:2016/11/2
标签：混凝土论文; 渡槽论文; 钢筋论文; 模板论文; 进料论文; 垫块论文; 底板论文; 《基层建设》2015年32期论文;