40m预制简支箱梁混凝土浇筑及振捣技术研究

40m预制简支箱梁混凝土浇筑及振捣技术研究

许仲琪 王森浩 张海峰

中国建筑股份有限公司

1. 中建铁路投资建设集团有限公司 中建股份科技研发计划资助

摘 要： 40m双线铁路箱梁等大型混凝土预制构件相较于传统32m跨度箱梁，混凝土结构尺寸变小、钢筋布置密集，振捣施工不便。鄱阳梁场通过建模分析讨论、现场试验等手段，制定了40m铁路箱梁钢筋密集区振捣施工相关工艺参数，施工质量提升效果明显，为后续箱梁生产提供了依据。

关键词：混凝土预制构件；钢筋密集区；40m铁路箱梁；混凝土振捣施工

0引言

鄱阳制梁场承担12种梁型预制生产任务，包含40.6m双线铁路箱梁。梁场结合32m铁路预制箱梁施工工艺，对40m箱梁进行了钢筋密集区振捣技术分析讨论，并通过现场试验，归纳总结40m箱梁钢筋密集区振捣工艺。

1 40m铁路预制箱梁

铁路预制简支箱梁采用工场化预制，施工方便快捷，施工质量有保证。传统箱梁多为32m跨度，近年来40m高速铁路预制简支箱梁开始逐步投入工程使用。32m与40m跨度预制简支箱梁设计断面结构如下图所示，其中32m箱梁采用“通桥( 2016) 2322A”系列，40m简支箱梁采用昌景黄高速铁路工程实例中梁型。

跨中截面 梁端截面

图1 32 m跨简支箱梁截面（单位：mm）

跨中截面 梁端截面

图2 40 m跨简支箱梁截面（单位：mm）

对于40m跨度简支箱梁，胡所亭等［1］从梁体基频、刚度和变形等角度出发，对24m、32m等高速铁路常用跨度简支箱梁进行了对比分析，结果表明跨度32m以上的简支梁桥的车桥动力响应明显降低，并提出建议对更大跨度简支梁开展研究。相较于传统32m箱梁，40m梁综合经济效果明显且适用性广泛，越来越受到建设方及施工方的喜爱。

2工程应用实例

新建南昌经景德镇至黄山铁路CJHZQJX-4标段鄱阳制梁场共计538榀箱梁的制梁任务，其中双线40梁429榀，双线32梁22榀，单线梁87榀。

2.1建模分析

采用BIM软件分别建立32m、40m简支梁钢筋骨架模型。两个分析计算模型梁体主要信息对比如表1所示。

表1 40m与32m跨度预制简支梁尺寸对比表

2.2方案分析

通过建模分析，40m预制简支梁较32m梁腹板高度抬升185mm，厚度减少90mm，倾斜角不变，底板倒角处钢筋排布更加密实，钢筋间距最小73mm（不包含并排筋）。上述变化均不利于混凝土振捣施工。

措施1腹板高度抬升，将不利于混凝土气泡上浮排出，建议浇筑过程采用人工木槌加振、增加腹板浇筑层数。

措施2腹板厚度变小，不利于插入式振捣棒施工，同时原振捣频率可能造成混凝土过振，建议增加振捣棒插入点，减少振捣时间。

措施3钢筋间距减小，50振捣棒将难以插入，同时容易触碰钢筋，影响预制箱梁整体质量，建议端头处采用30振捣棒施工，试验确定振捣频率；底部增加附着式振捣器，避免密集区漏振。

2.3试验对比

方案确定后，选取12#、13#、14#、15#共4榀预制40m简支箱梁进行对比分析试验，试验参数如表2所示。

表2 40m振捣施工试验参数对比表

2.4综合比较

通过试验梁体质量对比，同时结合现场施工情况，确定施工参数如下：腹板分层浇筑厚度32cm，浇筑层数多时施工质量偏好；木槌以轻振为主，不可过振；振捣棒插入间距以30cm、振捣时间以30s为宜，不可过密，时间不可过长；30振捣区域以端头4.5m区域为宜，跨中不利于操作施工；附着振捣频率以高频为宜，漏振现象明显减少。

3结语

通过开展高速铁路40m跨度简支箱梁混凝土振捣施工试验工作，对40m预应力简支箱梁的施工工艺进行了总结，得到结论如下：浇筑厚度不宜过大，以30cm为佳；木槌以轻振为主，不可过振；附着振捣频率以高频为宜。

本次试验为定性分析，同时通过结果反推试验参数，试验结果受混凝土质量、环境、操作人员主观性等客观条件因素影响较大，试验结果可能存在一定误差。但为后续40m梁施工生产提供了一定借鉴意义。

参考文献：

[1] 胡所亭，牛斌，柯在田，等．高速铁路常用跨度简支箱梁优化研究［J］．中国铁道科学，2013，34( 1) : 15-21.