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1、试验试制工艺研究北京房桥中铁路桥工程有限公司1京沪试验梁简支梁试验准备体系转换连续梁试验2京沪试验梁京沪简支连续箱梁试验试制工艺研究高速铁路桥梁采用连续梁能够提高梁部结 构整体性和刚度，对保持桥上线路的平顺性更 有利，提高桥上行车的舒适度和安全性。但连 续梁采用常规施工法施工速度慢，若采用先简 支后连续的施工技术则能加快建桥速度。采用 先张法预应力工艺具有工艺简单、工序少、制 造速度快、成本低，能改善箱梁梁端应力状态 ，提高梁体的耐久性。国外高速铁路建设广泛 应用了先简支（先张法）后连续（后张法）的 施工技术。为降低试验费，试验模型梁采用后 张预应力体系。根据铁道部科技研究开发计划 高速铁路先
2、简支后连续梁桥的试验研究（合 同编号2002G008），结合京沪高速铁路常用 跨度连续梁桥设计研究，确定224先简支后连 续梁进行12模型试验，展开预应力混凝土箱 梁结构设计计算方法及合理设计参数、连续梁 体系转换阶段及成桥后关键截面应力及变形、 先简支后连续梁桥施工工艺等内容的研究。 3京沪试验梁我公司在正式接到京沪模型梁的试制试验 任务后，于4月份开始试制的准备工作，并于5 月27日生产出第一片模型梁。一、主要研究内容结合京沪高速铁路常用跨度连续梁设计研 究，对224m连续梁进行12模型梁的制造， 展开高速铁路先简支后连续梁的生产制造工艺 研究。主要从以下几方面进行研究：1、主要施工工序；
3、2、预施应力工艺方案；3、先简支后连续工艺；4、制梁周期。 4京沪试验梁二、达到的目标、成果形式达到的目标：提出高速铁路先简支后连 续箱梁生产制造工艺，先简支后连续的施工 工艺。成果形式：课题研究报告三、台座与模型的制作台座是在原来秦沈试验梁台座的基础上 安装了新的钢平台。钢平台采用8mm厚的面 板，底部用16的型钢进行纵横向加劲；平 台不设反拱，平台制作主要控制要点：保证 梁体4个支座各端两侧相对高差不超过1mm ，以避免梁体在未施加外力情况下发生扭曲 。实测平台四个支座处的高差为南端：0、0 ，北端：3mm、3mm。 5京沪试验梁侧模采用帮包底的形式，并且采用上下拉 杆的固定方式，侧模面板
4、采用5mm厚钢板，竖 带采用I12工字钢，加劲采用6.3槽钢，连接采 用L758角钢；内模在中间端采用整体钢内模 ，在变截面和端截面采用分块制作；为了控制 梁的长度，端模也采用包底模的形式，为了便 于拆模，端模分为三块。四、模型梁的生产钢筋绑扎在制梁平台上进行，先绑底板钢筋 和腹板钢筋，然后安装侧模和内模，将侧模和 内模位置调整好后，再绑扎顶板钢筋。混凝土的拌和利用桥梁的拌和站，混凝土配 比为水泥砂碎石11.2892.394，每立方米混 凝土水泥用量485kg；减水剂采用迈地150，每 立方米混凝土用量8.5kg；水灰比0.35。混凝土 拌制完毕后，由三台运送车运送，混凝土的坍 落度为1301
5、50mm。 6京沪试验梁混凝土的灌注方法是一次灌注成型，先灌腹 板混凝土，再灌底板混凝土，最后灌顶板混凝 土，振捣方式采用侧振与插入式振捣相结合的 方式。腹板混凝土采用水平分段斜向交叉的方 式，每层混凝土厚度不超过30cm；第一层混凝 土以侧振为主，振动棒只起引灰作用，其余混 凝土以振捣棒为主，以避免因侧振使混凝土出 现局部下陷，造成腹板空洞；灌注腹板混凝土 时要两侧对称灌注，以避免内模偏移；灌注及 振捣过程中要让混凝土充分翻浆，从腹板翻出 的混凝土基本上是经过振捣密实的混凝土，利 用压浆板形成阻力，只有充分翻浆，才能给予 足够的阻力，从而使腹板与底板拐角处的混凝 土充分密实。在腹板灌注过程中
6、， 由专人用小 锤敲击内模，检查混凝土是否密实，但绝对不 得用铁锹铲动翻浆混凝土。当腹板混凝土灌注 完毕后，进行底板混凝土灌注。底板灌注应注 意以下几点： 7京沪试验梁锚垫板周围的混凝土要加强振捣，不得漏 振。底板较宽又较薄，在振捣时易漏振，对振捣 人员应明确振捣位置。内模压浆板下严禁插入振捣棒，以免扰动腹 板混凝土致使下榻造成腹板空洞。为保证混凝土厚度应挂线抹面。底板混凝土灌注完毕，关闭内模顶板预留 灌灰口，绑扎好顶板预留灌灰口处及附近的钢 筋，然后灌顶板混凝土。顶板灌注应先灌腹板 与顶板交界处，加强振捣，振捣棒插入腹板， 避免因灌注时间的差异而形成施工缝。与普通T梁相比，箱梁的养护尤为重要
7、，考 虑箱的特点，蒸汽管道布置分三部分：8京沪试验梁（1）底模两侧，（2）侧模中部，（3）内模 中部。无论哪个部位，蒸汽不得直对混凝土表 面。灌注完毕静停 4 h后，进行蒸汽养护，最 高蒸养温度 45 ，恒温 20 h，停汽 20 h后开 始拆模进行第一次张拉。 在两侧侧模及内模内腔跨中及离端部4m 处的中间各布三块温度表。升温和降温阶段每 半小时观察一次各测点温度，恒温阶段每小时 观察一次各测点温度，并认真做好记录。为避免拆模后梁体混凝土出现裂纹，因此先 拆端模、内模端段及变截面段，然后进行第一 次张拉。第一次张拉完毕后拆除其余内模和外 模，然后进行第二次张拉。第二次张拉完毕后，进行移梁，移
8、梁采用两 台65T龙门吊三点移梁，目的是为了使梁保持 平衡，避免因外力使梁出现裂纹。 9京沪试验梁存梁支点采用型钢制作，支点高差与制梁台 座的四个支座的高差相同，从而使梁保持原始 的受力状态。强度和弹模达到要求后进行第三次张拉，试 验梁管道摩阻实测值与计算值相近，因此未对 实际张拉力进行调整。测试结果表明，混凝土 张拉应力和上拱均符合设计要求。 五、简支梁试验1、试验台改造：现有试验台加载点的位置为 距跨中1m，然后各加载点间距为4m；连续梁 试验加载点距中支点3.325m，然后各加载点 间距为3.0m。由于现有的试验台加载点位置 不能满足试验的要求，必须对加载装置进行改 造。为此我们经过计算
9、决定采用型号为I63的 工字钢与原预埋装置连接作为传力梁进行试验 。2、当压浆强度达到设计要求后，进行简支梁 试验。 10京沪试验梁六、当两片梁均进行完简支梁试验后，再进 行现浇段的灌注。现浇段生产的技术要点有 三项内容：1、模型制作：为了保证梁体连续后外观光洁 、平顺、无错台，管道对位准确、无死弯， 模型的制作至观重要。为此要求现浇段模型 与试验梁模型同条件、同技术水平配套制作 。这样方可保证现浇段模型与预制梁体的密 贴，才能使现浇段浇注时不漏浆、不错台。2、两片预制梁体对位：梁体对位包括梁体中 心线对位、管道中心线对位和梁湿接缝端预 埋钢筋对位，其中管道中心线对位尤为重要 。为保证管道中心
10、线对位准确，不产生死弯 ，在梁的预制过程中必须保证管道位置；在 端模制作时，要保证穿孔的相对位置，在立 端模时利用粗调、精调设备克服端模移位造 成的管道偏移。在梁对位时首先用龙门吊粗 调对位，然后用千斤顶微调精确对位。 11京沪试验梁3、现浇段混凝土采用与主体一致的配比，混 凝土浇注完毕后采用自然养护，为防止混凝 土出现干缩裂纹，在养护过程中必须保证混 凝土表面充分湿润。七、两片梁检验结果如下表检查日期 拱度 上全长（12075 ） 下全长（ 11925） 东 西 东 西 东 西 2003、6、6（ 张拉前） 1112074 12070 11921 11920 2003、6、7（ 张拉后） 4
11、011922 11917 2003、6、9 7411918 11915 2003、6、16 7411918 11914 2003、7、7 87梁号：001# 单位：mm12京沪试验梁检查日期 拱度 上全长（ 12075） 下全长（ 11925） 东 西 东 西 东 西 2003、6、13（ 张拉前） 0.5 -212070 12070 11920 11918 2003、6、13（ 张拉后） 2 2 11918 11917 2003、6、16 52 11914 11916 2003、6、23 6411914 11912 2003、7、13 812梁号：002# 单位：mm注：两片梁连续后下全长标
12、准是：24350mm ；下全长东西两侧实测值均为：24338mm。 13京沪试验梁强度试件（组 ） 弹模试件（组 ） 压浆试 件（组 ） 甲梁 15184乙梁 4184现浇 段 564灌注 日期 第一次张拉第二次张拉第三次张拉压浆 日期日期强度 MPa日期强度 MPa弹 模 MPa日期强度 MPa弹 模 MPa甲梁 5.275.2950.45.3050.43.346.6513.616.7乙梁 6.36.548.86.649.83.316.1359.43.676.14现浇 段 6.266.297.150.57.750.73.487.8试验梁数据试件数量 14京沪试验梁八、简支梁加载试验目的及结果
13、：为了模拟 实体梁在其自重作用下的应力及变位，以及 模拟实体梁在运梁荷载（包括24m简支梁和 32m简支梁）作用下的应力及变位，进行了简 支梁加载试验，试验结果与理论计算分析结 果十分接近。九、简支变连续体系转换：当两片简支梁静 载试验完毕、完全卸载的情况下进行500mm 长现浇段的灌注，灌注前8个支点位置不动， 立现浇段底模时，底模开洞（洞的上方放支 座板，依次往下为橡胶支座、传感器）放置 支墩。待现浇段混凝土达到设计强度后进行 后期预应力钢束终张拉。然后卸掉中间4个临 时支点，使梁体自重由现浇段处2支座及梁端 4个支座承受，完成体系转换。 十、连续梁加载试验目的及结果：为了模拟 实体梁在运
14、荷作用下的应力及变位确定实体15京沪试验梁梁的开裂荷载等级，进行了连续梁的静载试验 ，根据试验初步结果表明中支点处的抗裂安全 系数Kf1.46，跨中截面的抗裂安全系数Kf 1.60，均与设计值接近。十一、加载图示及加载值1、加载图示2、模拟实体梁在其自重作用下的应力及变位 所需的加载值表(如下)16京沪试验梁项 目 加 载 值 P1P1/2P2P2/2P3P3/2级别 1 271.80 135.9 191.80 95.90 0.00 0.00 级别 2 486.80 243.40 416.80 208.40 291.08 145.54 级别 3 741.80 370.90 431.80 215
15、.90 0.00 0.00 级别 4 641.80 320.90 516.80 258.40 31.08 15.54 级别 5 1341.80 670.90 1316.80 658.40 31.08 15.54 级别 6 1056.80 528.40 916.80 458.40 551.08 275.54 级别 7 1141.80 570.90 1141.80 570.90 1116.08 558.04 级别 8 1241.80 620.90 1241.80 620.90 1216.08 608.04 级别 9 1359.80 679.90 1359.80 679.90 1334.08 667
16、.04 级别 10 1476.80 738.40 1476.80 738.40 1451.08 725.54 级别 11 1541.80 770.90 1541.80 770.90 1516.08 758.04 注：1、表中加载值已扣除加载设备及顶板锯齿的重量。2、级别1为实体梁在其自重作用下的状 态。17京沪试验梁3、级别2为实体梁在其自重+二期恒载作用下的状态。4、级别4为实体梁在3年时的状态。5、级别5为实体梁在运营时检测关键截面 1的状态。6、级别6为实体梁在运营时检测关键截面2的状态。7、级别711为实体梁确定开裂荷载等级。8、级别8、9、10为实体梁对应0.6fct、 0.8fct、1.0fct理论开裂荷载等级 。试验研究过程中，共进行了3次静载试 验，2次针对简 支梁，1次针对连续 梁。试 验的初步结果表明，试验值 和理论值是吻 合的。 18京沪试验梁底腹板钢筋绑扎 钢筋力学试验 钢筋下料 模板涂隔离剂 安装支座
