摘要：高速铁路箱梁的最常用的标准跨度为31.5m及23.5m，有时因调跨等原因会出现非标箱梁，如兰山制梁场设计有1孔28米非标箱梁，梁长28.4m，跨度27.3m。需要对标准32m梁的模板及钢筋进行改造，主要有两种方案：方案一为去掉标准节内模增加木模，钢筋骨架在模板内绑扎；方案二为利用废旧内模改造，钢筋在绑扎胎具内绑扎吊装入模。方案二能缩短施工工期，节省成本，较为合理。
关键词：高速铁路；非标梁；施工工艺
1 工程概况
中交第三航务工程局有限公司鲁南高速铁路兰山制梁场位于临沂市兰山区白沙埠镇朱潘工业园西孝友村，共计占地面积150亩，梁场中心里程D1K95+290，位于正线路基右侧。制梁场承担D1K91+082.248～D1K94+548.016段内沂河特大桥和动车线特大桥2座桥共260孔箱梁（32m双线箱梁125孔，32m单线箱梁122孔，28m双线箱梁1孔，24m双线箱梁11孔，24m单线箱梁1孔）的预制、架设。预制箱梁混凝土总方量约为6万立方。
其中28.4m箱梁为变更后增加，梁型为非标准梁型，跨度27.3米，梁长28.4米，梁跨中标准段长度比常规32.6m箱梁减少4.2m，梁端部腹板变截面及加厚段尺寸不变。非标箱梁数量少，不宜加工新模板及绑扎胎具，需对原有的标准模板及绑扎胎具进行改造，进行非标梁生产。其中改造量最大即为模板，模板改造基本方案有两个：方案一为木内模，对应的钢筋施工为在模板内绑扎，方案二为利用废旧内模，对应的钢筋施工为胎具内绑扎，吊装入模。混凝土浇筑、预应力、起移梁等工序与常规箱梁工序大致相同。本文就非标梁施工各工序进行简单介绍。
2 施工工艺介绍
2.1、钢筋、模板工序
模板改造基本思路为改造单端的模板，将单端的腹板加厚段往跨中方向移动4.2米。28米非标梁与32米标准箱梁的区别为跨中标准断面减少4.2米，如采取沿模板外轮廓整个断面切掉4.2米并将梁端加厚段内移，一是切割工程量较大，拼缝长，易漏浆；二是模板恢复至32米标准箱梁工程量大、难度大，不能保证其纵向线形。如将采用侧包端形式直接将端模内移，则需解决跨中及梁端下圆倒角半径不同的问题，由原端包侧改为侧包端形式还需对端模进行改造，需切掉端模边框。
为部分抵消张拉后产生的上拱度，在底模跨中处预设反拱，拱度曲线按二次抛物线布置。因28米非标梁的理论计算跨中反拱值与32米标准梁相同，均为15毫米，但两种梁型跨中位置不同，所以对底模也需要进行改造，底模下部结构设计为纵横槽刚体系，槽钢通过焊接与底部混凝土基础埋角钢联接，将原底模板与制梁台座通过钢板焊接连接，需要将连接处切割开，在混凝土台座基础预埋角钢上垫铁块调节底模高程形成反拱。底模加工安装完成后，投入使用前，梁场安质部组织检查验收。
底模及侧模上预留的通风孔、泄水孔与标准梁预留位置有所不同，需对原孔洞进行封堵，并在外侧模上按照设计位置开新孔。防落梁、支座板预埋板也需向内移4.2米，可采用简单点焊的方法使预埋件与底模相连。
梁体钢筋先通过钢筋胎具批量制成半成品，然后在钢筋绑扎胎具上进行整体绑扎成型。最后通过2台50t门吊和专用吊具把成型的梁体钢筋骨架吊装就位
根据设计要求预埋综合接地钢筋和预留接地端子，梁体钢筋单独预留接地端子，该接地端子通过焊接钢筋与梁体钢筋连为一体。
钢筋绑扎方案有两种：一是改造钢筋绑扎胎具，按照常规施工方式绑扎钢筋笼，调运入模；二是在模板内绑扎钢筋笼。
方案1：内模采用木模方案
1、施工工艺介绍
外模采用原32m箱梁模板进行更改，梁端、跨中外模下倒角圆弧半径R分别为100mm、300mm，改造方案为将梁端外模下倒角及倒角渐变段用氧气切割内移至28.4m处。如图：
端模采用采用原32m箱梁模板进行更改，将端部定位销处边框切割并内移4.2米，即由原端包侧改为侧包端形式。
内模系统由走行机构、液压系统、内模板三部分组成。内模采用液压自动缩放内模，抽拔式方案，采用卷扬机拖拽方式安装内模。
采用一套原32.6m标准内模进行改造，内模为分段拼装式结构，其节段尺寸为（1.5+3+3.8+8）×2=32.6米，将内模平直段去掉一节标准节8m，增加一段3.8m木模代替，木模表面采用1.2cm竹胶板，背楞采用10×10cm方木支撑。内腔倒角繁杂导致拼缝数量增多，为了防止内模在浇注混凝土过程中模板变形，需在模板内侧进行搭设内撑支架，底模处预埋PVC管内插支撑杆，待拆模后用灌浆料进行填充补实，模板表面采用木方紧贴固定，
常规工艺为底腹顶板钢筋笼整体绑扎完成后吊入侧模，卷扬机将内模拖入绑扎好的钢筋笼内腔。采用木模板施工则不能用卷扬机将内模拖入钢筋笼内腔，钢筋绑扎需在模板内完成，底腹板绑扎完成后将钢内模及木内模吊入进行安装拼接，内模安装完后进行顶板钢筋绑扎，这样无需对钢筋绑扎胎具进行改造，不需吊装钢筋笼，但模板内绑扎钢筋笼必定会花费更多人工。
混凝土浇注完毕，强度养护至设计强度的60%以上时，即松掉底部支撑体系，张拉结束之后拆除所有支撑杆及内腔模板，将预留孔清扫干净，采用灌浆料将预留孔堵塞密实。
方案2：内模采用旧内模方案
外模改造方案同方案一，即将梁端外模下倒角及倒角渐变段用氧气焊切割内移至28.4m处。
端模改造方案同方案一。即切除边框，内移4.2米。
现场有一套从商合杭项目调来的32.6m的旧内模，使用次数较多，已基本达到报废条件，改造方案为：先在内模平直段拼缝处画出需要拆除的4.2m段模板，内模吊至内模托架上将需要拆除段模板进行底部支垫，确保支垫平稳将平直段拼缝处4.2m用氧气焊切割取掉，再用现场50t门吊进行重组焊接，内部油压管重新焊接连接，进行调试。
采用旧内模改造可以按照常规方式进行钢筋工程施工，半成品钢筋大部分与标准梁钢筋相同，仅纵向钢筋与标准梁有所变化，但需要对钢筋绑扎胎具进行改造，经新旧图纸对比分析，仅需对绑扎胎具单端进行简单改造即可满足设计要求。
钢筋绑扎胎具将原32.6m改为28.4m，端头处下翼缘倒角圆弧段需要改到28.4m处，原预留通风孔、泄水孔、吊装孔等孔洞位置移至相应设计位置，防落梁、支座板预埋件预留位置相应更改。胎具在角钢竖直面的肢上割槽，将横向钢筋卡在槽里，纵向钢筋对准卡槽绑扎，以保证钢筋的绑扎质量。钢筋间距有变化处对角钢进行重新开槽。
方案比较
⑴经济成本比较
方案一共需标准竹胶板规格1.2m*2.4m模板：顶板6块，上倒角2块，下倒角2块，腹板12块，共计22块，市场价120元/块，费用2640元，规格5*10方木48根，市场价8元/根，费用384元，脚手架采用租赁按每天300计算最少20天，费用6000元，PVC管直径6cm长度30cm16根，市场价5元/根，费用80元，钢筋绑扎人工每天至少35人，最少5天，市场价150元/人天，费用26250元，模板加工拼装、拆除，人工每天至少5人，最少7天，费用5250元，总计费用40604元。
方案二内模改造氧气乙炔2组，600元，人工10人，用时7天，费用10500元，绑扎胎具改造人工5人，用时2天，费用3000，钢筋绑扎人工每天至少35人，最少1天，市场价150元/人天，费用5250元总费用为19350元。
外摸、端模修改方式相同，不予计算。
方案1=40604万元，方案2=19350万元。
方案2成本较低。
⑵施工周期比较
方案1工期测算
加工内模3天，搭设腔内脚手架1天，内模安装加固2天，拆除内模模板及脚手架1天，共耗时12天
方案2工期测算
内模画线吊装1天，切割2天，重组焊接2天，调试2天，钢筋绑扎胎具改造2天，钢筋绑扎骨架1天，共耗时10天。
方案2用时较短。
⑶安全性比较
方案1：采用木模施工，刚度较小，浇筑混凝土过程中存在模板变形、爆模等安全风险。氧气乙炔属于易燃易爆物品，有泄漏、气瓶炸裂等风险。
方案2：氧气乙炔属于易燃易爆物品，有泄漏、气瓶炸裂等风险。
从以上工艺特点及成本分析综合比较，内模采用木模方法具有成本高、安拆不便、功效低等特点；
废旧模板利用重新改造方法，具有省工、省料，操作简单，辅助材料设备均使用既有设备，因此，采用修改现有内模方法较为经济、合理。
2.2、混凝土工序
混凝土采用拌和站集中拌制，严格按照施工配合比进行配料、称量，配料误差控制在允许范围内。混凝土浇筑采用2台布料机进行泵送，为保证混凝土连续浇筑，另配备一台汽车泵备用。振捣工的数量最少为顶板及腹板12人，底板6人。浇筑时采用斜向分段、水平分层，连续浇筑、一次成型，浇筑时间不超过6小时。
2.3、预应力工序
箱梁预应力孔道采用预埋抽拔胶棒制孔，胶棒外径分别为φ70mm、φ80mm、φ90mm胶棒。非标梁采用32米标准梁用抽拔胶管。
采用穿管机穿入橡胶抽拔管，顺序：由下向上、由里向外，在跨中处套接，两端对称进行。胶棒接头设在跨中处，并错开承插，接头用铁皮管套接，套接长度不得小于30cm．胶棒与铁皮管间隙不得大于1mm，并密封不漏浆。胶棒在梁端外悬部分加以支撑，确保管道与锚具支承垫板垂直。
梁场配备自动张拉系统一套，该设备可同时驱动2对千斤顶，构成平衡的双向张拉，千斤顶安装压力传感器和位移传感器，额定张拉吨位为张拉力的2倍，且不少于1.2倍。张拉过程采用电脑预设张力工艺，自动完成初张拉及整个张拉过程。张拉期间的平衡自动完成，伸长值显示及张拉数据完备等。
预应力张拉伸长值需重新计算复核，调整智能张拉设备中的参数设定，预应力施工与常规箱梁基本一致，模板未改装一端与常规张拉相同，使用张拉架张拉，端模内移一端因千斤顶与底模太近，底板一排预应力钢绞线张拉时候无法用张拉架安装拆除千斤顶，采用龙门吊安装及拆卸千斤顶进行张拉。
压浆施工与常规工艺相同。
预应力筋终张拉完成后，在48h内进行管道真空辅助压浆。采用真空泵抽吸预应力孔道内的空气，使孔道压力达到-0.06～-0.08MPa的真空度，真空度稳定后，立即开启管道压浆端阀门，同时开启压浆泵进行连续压浆。压浆顺序先下后上，同一管道压浆须连续进行，一次完成。从浆体搅拌到压入梁体的时间不得超过40min。水泥浆采用与梁体混凝土水泥品牌及等级相同的水泥，掺用外加剂，在试验人员指导下准确称量与水勾兑进行搅拌。
2.4、起移梁工序
台座提梁和梁体在场区内移动使用1台900t轮胎式搬梁机实现。移梁机行走至待移位箱梁上方用用吊具与箱梁可靠联接，然后将箱梁缓慢吊起至100mm左右停车制动，检查梁体纵横向水平度是否满足要求，否则将梁体落下重新调整，同时检查移梁机吊具起升制动是否可靠，一切正常后方可继续作业。
起移梁与常规箱梁相同，仅需把搬梁机吊点移至设计位置。存梁台座利用既有单端32米存梁基础，另一端增加一道存梁基础，支点跨径为25.4米，支点横向距离4.5米。不同跨径梁型不得双层存梁，即28米非标梁不得叠在32米梁上层，28米梁上也不能存24米箱梁。
3、结束语
非标梁施工过程中结合现场实际情况及两种方案对比本项目采用改装旧内模方案，在其他工序中也与常规施工工艺进行比较，指出了不同之处，保证箱梁外形外观质量，致使施工成本大大降低，且施工效率增加，缩短了梁场施工工期，取得了良好的经济效益。
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论文作者:孙超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/25
标签：钢筋论文; 胎具论文; 模板论文; 方案论文; 非标论文; 倒角论文; 混凝土论文; 《基层建设》2019年第3期论文;