高速铁路桥梁预应力混凝土施工与要点分析论文_魏从涛

高速铁路桥梁预应力混凝土施工与要点分析论文_魏从涛

中铁十一局集团第四工程有限公司 湖北武汉 430000

摘要:随着我国社会的快速发展以及人们生活水平质量的不断提高,人们对于交通道路的要求不断提高,过去数十年内,国家大力投入基础设施建设,尤其是重点关注高速铁路建设,使得我国的高铁建设得到了极大的发展,有效地缓解了人们出行拥堵、缓慢的问题,对于国民经济建设和物流业的发展也带来了极大的便利。高速铁路桥梁公曾以其跨度大、工程规模大、质量要求高等特点对工程建设提出了高水平的要求与标准。为了保护国家财产,确保高铁桥梁在其全寿命周期中正常使用,就需要选择合适的施工技术来确保工程质量,预应力混凝土施工技术手段就是施工单位常用的一种。

关键词:高速铁路桥梁;预应力混凝土;施工

1 高速铁路桥梁预应力混凝土结构特点及其实际使用

预应力混凝土施工技术的使用就是在工程建设工程中,将钢筋展开张拉,从而让高速铁路桥梁预应力混凝土结构的受力区域提前承受一定的外负载压力,该做法的意义在于能够有效提高铁桥梁的实际承载力。其原理在于借助混凝土施工时对钢筋进行的张拉力来抵消一部分高铁桥梁运行中外负载对于高铁桥梁带来的拉应力,由此加强混凝土结构的整体质量,降低混凝土裂缝出现的可能性,从而确保高铁桥梁在其全寿命周期中正常使用。预应力混凝土施工技术在高速铁路桥梁建设工程中使用,不但可以加强桥梁的抗拉能力,对于其抗剪切力的水平也能帮助其进行极大地提高,由此确保桥梁可以保持良好的动力特性。当然,凡事有利亦有弊,虽然该技术在高铁桥梁施工中被普遍运用,对于其使用寿命和质量有着良好保证,但是对于施工方却是一个较大的挑战。这是由于高铁桥梁预应力混凝土的结构较为复杂,同时施工量极大,需要人工和机械设备有机结合共同参与施工,此外,该技术的使用难度较高,实施成本高昂,对于施工企业的压力较大。所以,该技术所针对的对象并不包括小型的桥梁工程。

2高速铁路桥梁预应力混凝土的连续施工工艺

2.1 支架设计

支架设计分为基础工程、支架、纵梁三个部分,要进行基底承载力、强度、刚度、挠度和稳定性检算,从而确定基础的形式、杆件的间距、数量和预留起拱度。支架设计主要检算以下因素:1)强度检算:支架各构件按其计算图式进行强度计算,容许应力可按临时结构予以提高;2)挠度验算;3)预拱度计算:包括梁体自重所产生的挠度、支架受荷载后产生的弹性变形和非弹性变形、支架基础的沉降量等。

2.2 支架施工

(1)支架基础施工

支架现浇梁施工前,先对施工现场进行场地平整,对搭设支架的场地进行加固处理,在软基位置用碎石换填并做混凝土基础,确保地基承载力达到满布荷载的要求,使梁体混凝土浇筑后不产生沉降。对处理好的施工场地进行放线。同时须做好地面的排水处理,周边设置排水沟。

(2)支架搭设

支架结构的搭建要稳固,杆件连接牢靠。本工程碗扣支架均采用外径48 mm标准杆件进行组装,每根立杆下端均设定型圆盘支座和木垫板,并按要求设置剪刀撑。立杆顶端安装可调式U形支托,先在支托内安装横向方木,再按设计间距和标高安装纵向方木及楔木垫块。钢管的整体稳定性是由基础的不均匀沉降、支架结构的稳定性控制。横桥向按照支架的拼装要求,严格控制竖杆的垂直度以及扫地杆和剪刀撑的数量与间距。顺桥向支架和墩身连接,以抵消顺桥向的水平力。同时碗扣式支架通过钢管与军用墩支架连成一体,确保混合支架的强度和整体稳定性。

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2.3支座安装

支座安装要保持梁体垂直,支座上下板水平,不产生偏位。支座与支承垫石间及支座与梁底间密贴、无缝隙。在模板安装前详细检查支座位置,检查的内容有:纵、横向位置、平整度,同一支座板的四角高差,四个支座板相对高差。支座安装后即按规定锚固支座螺栓,灌浆固定。

2.4 模板安装

模板的安装要结合钢筋及预应力管道的埋设依次进行。安装前检查:板面是否平整、光洁、有无凹凸变形及残余粘浆,模板接口处要清除干净;所有模板连接端部和底脚有无碰撞而造成影响使用的缺陷或变形,振动器支架及模板焊缝处是否有开裂破损,如有均要及时补焊、整修。铺设底模:底模板安装前要考虑支架预留拱度的设置调整、加载预压试验及支座板的安装。侧模安装:先使侧模滑移或吊装到位,与底模板的相对位置对准,用压杆调整好侧模垂直度,并与端模连接好。内模安装:内模安装要根据模板结构确定,当内模为拼装式结构时,可采用吊装方式安装内模。内模安装完后,严格检查各部位尺寸是否正确。端模安装:将胶管或波纹管逐根插入端模各自的孔内后,进行端模安装就位。安装过程中逐根检查是否处于设计位置。端模安装要做到位置准确,连接紧密,侧模与底模接缝密贴且不漏浆。安装模板时要注意预埋件的安装,严格按设计图纸施工,确保每联梁上预埋件位置准确无误,无遗漏。

2.5混凝土施工

现浇梁混凝土施工必须保证保护层强度,顶面高程要严格控制。混凝土浇筑时由低向高处进行,注意对称浇筑。混凝土施工工艺主要流程如下:混凝土配合比一混凝土的搅拌一混凝土的运输一混凝土的浇筑一混凝土的质量检查一混凝土养护。首先要根据混凝土的强度要求选择合适的水泥强度等级,水胶比,高效减水剂及其他掺加剂,使混凝土必须具有较好的和易性,坍落度在规定范围之内。其次是混凝土配料必须按试验室通知单进行,并应有试验人员值班。配料应采用自动称量系统计量。开盘前要校核电子秤及其他计量器具,根据施工配合比确定每盘混凝土用料,并由试验人员复核;混凝土浇筑采用混凝土输送泵连续浇筑,一次成型或多次成型;浇筑底板混凝土时,为防止底板混凝土超厚,当混凝土浇筑到高于底板混凝土时,改用从内模顶的浇筑混凝土孔灌注底板混凝土,振捣采用插入式振动棒振捣;灌注中不得用振动棒推移混凝土以免造成离析。浇筑过程中,设专人检查模板、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。

2.6 预应力施工

张拉工艺流程:制束一穿束一预张拉一初张拉一终张拉一锚具外钢绞线切割。按设计尺寸下料后,编束时应先将钢绞线理顺,并尽量使各根钢绞线松紧一致。预应力钢绞线安装,在梁体混凝土强度达到张拉要求后进行。预施应力按预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行。张拉前,应清除管道内杂物和积水。当混凝土强度达到设计强度的50%,此时箱梁带模预张拉,但模板应松开,不应对梁体压缩造成障碍,张拉数量、张拉力、张拉顺序符合设计要求;当梁体混凝土强度达到设计值的80%,且侧模板拆除后,进行初张拉。张拉数、张拉力、张拉顺序符合设计要求;梁体混凝土强度、弹模达到设计值、龄期不少于10d后进行终张拉。

结束语:随着我国对基础设施投入力度的不断加大,高速铁路的发展规模迅速扩大,我国不断成为了高铁大国,铺设总长达到世界第一,更是走出国门,在其他国家建设高铁。当然这一切离不开对高速铁路桥梁建设的高要求、严标准,这与施工企业选择了合适的施工技术也息息相关。预应力混凝土施工技术正是时下大多数施工企业针对高铁桥梁施工所普遍采取的手段,其能够有效加强桥梁的结构刚度,提高整体工程质量,为保证高速铁路运行的社会效益提供了技术支持。

参考文献:

[1]杨宜谦,姚京川,刘鹏辉等.高速铁路桥梁联调联试进展[J].中国铁路,2017(02).

[2]崔越超.上跨既有高速铁路桥梁施工关键技术[J].铁道建筑,2017(04).

[3]尚顺邦,陈丰兰.中国高速铁路桥梁建设的发展[J].价值工程,2013(19).

论文作者:魏从涛

论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期

论文发表时间:2018/8/9

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