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摘要：科学技术的发展使我国交通领域发展迅速，高铁成为人们出行的主要工具，铁路轨道是保障运输的安全的主要因素，所以保障道岔梁超长预应力束施工质量成为保障梁体运营安装的重中之重。本文将结合实际案例，对施工准备、施工工艺以及施工质量控制技术等方面进行分析，将高速铁路现浇道岔连续梁超长预应力束的孔道预留、穿束、张拉、压浆技术难点逐一解决，保障最终施工质量。
关键词：道岔梁；超长预应力；孔道预留；穿束
道岔梁是一种铁路与桥梁连接后，将道岔安置在桥梁上的一种方式，使成本下降，并在一定程度上节省我国土地资源，建立道岔路后，能够使车流量增加。并且道岔梁在连续施工过程中，具有较大复杂性，需要结合地形等环境因素，解决施工中出现的各种问题，保障施工质量。
1.工程简介
本次研究将以宝兰客运专线某路段作为研究案例，此段道岔连续梁全长在198m，属于等高粱的一种，截面中心测量所得梁高为2.8m。边支座中心梁宽约为0.85m，横桥与边支座所距离的长度为4.5m，横桥与中支座距离在4.0m。箱梁顶部宽度为12.5m，箱梁底部宽度测量为5.4m，翼缘部分厚度测量为22.7cm，翼缘与腹板设计直径确定为185cm的圆弧形过渡段。
此道岔梁在施工方面可以划分为6个阶段，对不同施工段逐段施工。预应力系统在设计上腹板设计为8束17-ф15.2的低松弛钢绞线，将第一施工段向外部张拉，其他5段都可以通过单端张拉方式进行施工，连接腹板钢绞线的是钢绞线接驳器。顶板与底板预应力都是道岔梁通长钢绞线，其中在设顶板设置6束15-ф15.2的低松弛钢绞线，在底板处设计8束17-ф15.2的低松弛钢绞线。预应力束布置对照图1.
图1，预应力束布布置图
预应力工程需要在工程结构构件承受外荷载前，对张拉模块中的钢筋施加预应力，提升构件的刚度，推迟裂缝存在的时间，使结构耐久性提升。机械结构中，提前产生预应力能够提升结构刚性，并减少震动以及弹性变形，这种做法能够将拉力模块强度改善，使物体本身抗性提升。
2.预应力束施工工艺质量控制方案
2.1施工准备阶段
（1）原材料选择
钢绞线、锚具、金属波纹管、压浆料等需要通过内部招标的方式，经过筛选后，选择业主批准后的厂家所出产的合格产品，在材料进场后，需要进行再次筛选，主要以抽样调查方式，所选用的合格材料必须具有保障预应力施工的前提条件。
（2）构件检查与清理
在进行施工预应力前，应当对混凝土构件进行详细检验，查看外观以及尺寸是否符合施工标准，并且达到质量合格条件。张拉时所需的构件使混凝土强度在设计规定之上，此桥梁设计需要混凝度强度至少达到95%以上，才能够符合施工标准，弹性模量能够达到设计值的100%，砼龄期需要保持在7后。
穿束前应当对锚垫板以及孔道所打位置进行查看，确定无误后才能进行下一步施工，灌浆孔与排气孔需要满足施工标准，孔道内需要保持通畅，内部无水分以及其他物质，锚具垫板接触板面上所残留的焊渣以及混凝土需要清除干净，无残留。为保障成孔质量，在此桥段应当在所有波纹管中增加内衬管，能够保障最终的成孔质量。
预应力钢绞线数量应当进行详细检查，，保障外漏部位不会出现损伤，确定无误才能够进行检查。张拉前应当保证工作锚环、工作夹片、工作锚具等器物没有任何损伤。
（3）确定张拉方式以及顺序
张拉顺序以及方式需要根据实际情况确定，T1、T2、T3、B1、F1-F4钢束双端张拉，F5-F12钢束左方可以通过连接器使长度增加，右端张拉需要控制好张拉力以及伸长量。预应力钢束张拉顺序应当按照下列方式开展：首先应当先对各敦处顶板短束T2、T3进行张拉，然后根据边墩到中墩的顺序依次开展张拉，将顶板通长钢束T1张拉，最后需要对底板通长钢束B1进行张拉。
（4）模板与支架查验
混凝土会受到施工预应力的影响产生形变，出现轴向压缩现象并朝着上、下两个 方向绕曲。所以在张拉过程中若约束轴向会导致收缩和绕曲，混凝土在变形过程中会产生较多的裂缝，所以在张拉时一定确定混凝土弹性以及变形方向、变形量，并检查好模板与支架是否存在约束变形的部分。在张拉时需要保障模板与支架处于下属状况：
①若轴向弹性收缩受到约束作用应当将侧面模板拆卸，不拆卸则会增加施工难度，也可能会导致梁体出现裂缝。此桥在梁体混凝土施工5天后便已经将侧模拆下。
②在解除支架与底板模板约束前应当在桥梁早呢更加租后承重预应力。并且应当保障腹板预应力束施加完整预应力后才能将支架与底板模板拆除。
③对模板与支架的无约束活动支座在顺桥方向移动旋转过程进行详细检查，保障支座活动没有约束。此桥在施工各个阶段混凝土浇筑完成后都需要安排技术人员将活动支座解锁，才能保障活动支座没有约束。
（5）张拉设备甄选
根据实际构件特点以及预应力筋、锚夹具的种类以及张拉力设定的大小等，挑选合适的张拉设备，需要保障张拉设备的吨位、行程以及压力表规格符合标准。此桥主要选择YCW400A千斤顶和1.0级防震型精密油压表以及ZB4-500型油泵。将甄选的秦千斤顶、高压油泵以及油压表衔接后进行详细检查，查看书否存在漏油后者运行不正常现象，查看原因，将存在问题及时排除。
（6）孔道摩阻和锚口应力损失检测
孔道摩阻以及锚口应力出现问题，必然会使锚下控制应力不能达到预期标准。所以在预应力施工前需要对孔道摩阻和锚口应力损失进行测试。此桥测试选择相应的测试单位，并取得测试结果证书，经过检测后发现锚口预应力损失系数为0.002，孔道磨阻系数为0.25.
2.2预应力孔道分析
本次研究中预应力孔道需要预埋φ100mm镀梓金属波纹管进行打孔。预应力孔道位置需要与设计图纸相符合，截面尺寸应当能够满足预应力筋顺利通过，最终保障压浆质量。为保障成孔准确性，此桥在波纹管中增加φ90mm的内衬管，并在混凝土初步冷却后拨出。波纹管需要在安装前将毛刺剔除，管道位置应当极为精准，首先需要将技术人员所绘制的管道图与坐标图准备好，根据图纸安装波纹管，根据管道坐标样式进行摆放，并在钢筋骨架出安装钢筋网支架，做好加固，钢筋网保持直线部分100cm一道，弯曲部分50cm一道。并在端模上部将设计的波纹管穿入，将顺序调整后与支架连接部分使用铁丝固定，避免错位情况出现。接头管需要使用大号的同等类型比文官，在接头部位保持长度在30cm以上，能够保障重叠，在长度反向两侧使用两侧胶布缠绕5cm，加以固定。最终需要保障整个施工过程中管壁无破损。
设定锚头的位置应当将锚垫板固定在端模上，需要注意锚垫板面是否与设计要求相符合，波纹管需要保持与锚面垂直。现场施工过程中，应当防止电焊等对预应力材料造成破坏，采取实际有效的方式防止焊渣随处乱飞。
预应力管道在设置完成后，需要使技术、质检人员对管道孔位进行逐一排查，查看是否符合施工标准与设计要求，波纹管的完好性以及接头质量是否符合标准。
2.3钢绞线下料以及穿束分析
钢绞线下料长度应当等于孔道净长加上梁体两端预留长度。钢绞线通过砂轮切断，包保障切口处平整线头不会过于分散。由于腹部钢板需要分段张拉，此桥腹板预应力应当通过单线穿入，在穿线过程中应当按照顺序进行，防止钢绞线出现孔内缠绕情况发生。在顶底板通长预应力束需要整条穿入管中，并对钢绞线进行顺序排列，根据沿线长度，每分隔两米处使用铁丝缠绕。在波纹管中增加φ4mm的钢丝绳，通过3T卷扬机牵引钢丝绳，使钢绞线整束引入管中。
2.4钢绞线张拉固定
在进行钢绞线张拉前应当设计好控制应力与各束的张拉力，并根据孔道磨阻实验将锚口预应力损失系数以及孔道磨阻系数及孔道偏差系数计算好，并将各束锚外控制应力伸长值计算出，并根据标定千斤顶以及油压表回归方程，计算出各束在五分之一、五分之二以及百分百控制应力各自对应的数值，并在技术人员以及工程监理审核后，进行施工。
本次连续梁设计张拉控制程序是0-20%-40%-100%锚外控制应力持续张拉五分钟，将锚固定。在实际施工过程中，通长束单端伸长值若是高于千斤顶行程，则必须通过倒换千斤顶张拉方式，完成拉力值。
（1）在张拉过程中需要按照张拉三控进行，即张拉应力、应变、时间。在实际工程进行中应当将油压表读数作为基准，将钢绞线伸长值作为校对值，在设计设计张拉应力过程中需要保障持荷5分钟。
（2）若是进行张端张拉时，需要两侧同时进行张拉，两端伸长值应当保持同步，不能够一段拉伸，导致不够平衡。张拉过程需要施用千斤顶进行校对，管道、锚具、千斤顶三者保持一个目标中心。张拉应当将油表数值作为基准，保障最终的伸长值与实际弹性模量计算差距在±6%。若钢绞线伸长值与范围值不符，需要查出问题所在重新张拉。
（3）经过张拉后的钢绞线应当在24小时内保障断丝以及滑丝数量不会超过预应力钢绞线总数的0.5%，出现问题的拉丝不能出现在同侧，一束钢绞线断丝不能超过一丝。若是出现问题应当及时更换钢绞线或者锚具。由于维护滑丝或者断丝时会引起刚束反复拉伸，同一束钢绞线束次数不能够超过三次，若钢绞线与锚具在张拉过程中出现明显损坏应当及时更换。
（4）锚固后夹片数量外漏必须大于3mm，并且需要保持平整，夹片不可以出现错牙。需要在夹片和锚圈以及夹片与钢绞线交界处做好标记，在一天后检查是否出现夹片跟进或者钢绞线内缩情况，钢绞线回缩数量应当保持在单端6mm中。
（5）张拉过程中应当将外漏钢绞线增加塑料套防止水分进入，若锚具受到雨水浇灌后，容易产生锈蚀，引起滑丝。
2.5压浆过程
（1）施工前检验
首先应当检查切除钢绞线预留长度是否在3-5cm范围；其次需要检查锚砼强度是否符合标准，查看砼包含的钢绞线是否密实，是否存在裂缝，根据注水实验查看封锚砼以及孔道各部位的密实度，若存在不符合密实标准的部分需要及时封堵；查看管道中是否存在水分或者其他杂质，若有残留物应当及时进行清理，保持管内通常；对灰浆搅拌机、活塞式注浆机以及真空泵完好程度进行检查，查看运行是否合格；查看压浆料以及搅拌水分用量和质量，保障最终的压浆质量；保障环境温度以及孔道温度保持恒温，防止影响浆液流动速度。
（2）压浆工艺质量控制方案
压浆方式为真空吸浆，流程为：将管道杂质清除-通过梁体标号砼将锚具固定-将锚垫板压浆孔清理-保障抽真空端和压浆端正常出管-搅拌水泥浆-抽真空—压浆泵压浆-在出浆粘稠度与压入时一致，将抽真空端阀门关闭-压浆泵保底-将压浆泵关闭-外接管、压浆泵拆除-浆体在凝固后应当将堵阀拆除。
此次浇灌道岔梁孔道长度为198米。为防止出现孔道堵塞情况，应当在实验室模拟实验。经过试验确定后，在开展工作。压浆料在施工时需要在搅拌好后快速投入管道中，经过连续搅拌后，保持孔道间隔时间在40分钟之内，在搅拌过程中不能够随意加水，孔道压浆持续进行。若出现故障可以在20分钟之内将问题解决，将水清除后继续重压。
2.6封端
箱梁压浆完成后应当尽快封端，封端强度需要使用强度为C50的干硬性补偿收缩混凝土进行封堵。
在封堵前需要对锚具表面进行清理，使锚具符合使用标准，将杂物提出后，使预应力筋锚具与锚垫板周围通过聚氨酯做防水处理。通过带有螺纹的短钢筋与锚垫板结合，最终保持稳固，封端混凝土部位应当与村太在2mm之内。在混凝土凝固后通过塑料膜密封养护，保障封堵质量。
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论文作者:杨鸿珂
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/28
标签：预应力论文; 孔道论文; 道岔论文; 钢绞线论文; 应力论文; 混凝土论文; 支座论文; 《建筑学研究前沿》2018年第3期论文;