高速鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土的連續(xù)施工工藝

王 銳

隨著武廣高速鐵路客運(yùn)專(zhuān)線的正式開(kāi)通運(yùn)行,我國(guó)高速鐵路建設(shè)開(kāi)始真正走向人們的視野,其為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,特別是交通運(yùn)輸、交通旅游、加強(qiáng)地區(qū)聯(lián)系、促進(jìn)地區(qū)之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了巨大作用。同時(shí),高速鐵路橋梁結(jié)構(gòu)類(lèi)型、施工技術(shù)水平也隨之有了相應(yīng)發(fā)展,特別是預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工工藝發(fā)展更是日新月異。但是由于高速鐵路的特殊性,橋梁結(jié)構(gòu)必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度,必須保證可靠的穩(wěn)定性和保持橋上軌道的高平順狀態(tài),使高速鐵路的橋梁結(jié)構(gòu)能夠承受較大的動(dòng)力作用,具備良好的動(dòng)力特性。高速列車(chē)的運(yùn)營(yíng)要求較高,能用于檢查、維修的時(shí)間有限。

1 高速鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)施工工藝流程

當(dāng)前整孔連續(xù)梁在鐵路和公路橋梁中的應(yīng)用不斷增加,促進(jìn)了混凝土連續(xù)梁施工工法的不斷完善和成熟。最常用的有懸臂施工和腳手架施工。其中滿堂腳手架施工的主要內(nèi)容包括地基工程,支架工程,模板工程,鋼筋混凝土工程,預(yù)應(yīng)力鋼筋工程等。施工工藝流程為:地基處理→腳手架搭設(shè)及壓底模與側(cè)模安裝→綁扎梁體底腹板鋼筋→安裝底腹板預(yù)應(yīng)力波紋管→安裝內(nèi)?！惭b端模→綁扎頂板鋼筋→安裝頂板預(yù)應(yīng)力波紋管→梁體混凝土灌注→養(yǎng)護(hù)→脫側(cè)?！鷱埨鷫簼{→撤支架和底模。

2 高速鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土的連續(xù)施工工藝

施工方案的選擇是混凝土連續(xù)梁施工的重中之中,本文以武廣鐵路衡陽(yáng)湘江大橋?yàn)槔齺?lái)說(shuō)明。此地屬亞熱帶季風(fēng)氣候,冬季干旱,夏季多雨,干濕交替。該連續(xù)梁為變截面的箱梁,不能采用移動(dòng)模架施工方案。由于墩最高為15 m,不屬于高墩,用鋼管樁貝雷架架空方案資源緊張,且價(jià)格較貴,也不合適。鋼管樁型鋼架空施工方案因現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有打鋼管樁的機(jī)械設(shè)備及人員,占用資金比較多和現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋼管樁施工沒(méi)有一定的施工經(jīng)驗(yàn),也不太合適。滿堂腳手架施工方案施工簡(jiǎn)便,施工費(fèi)用低,現(xiàn)場(chǎng)施工有一定的施工經(jīng)驗(yàn),又不在汛期施工,所以比較適合本工程。

2.1 支架設(shè)計(jì)

支架設(shè)計(jì)分為基礎(chǔ)工程、支架、縱梁三個(gè)部分,要進(jìn)行基底承載力、強(qiáng)度、剛度、撓度和穩(wěn)定性檢算,從而確定基礎(chǔ)的形式、桿件的間距、數(shù)量和預(yù)留起拱度。支架設(shè)計(jì)主要檢算以下因素:1)強(qiáng)度檢算:支架各構(gòu)件按其計(jì)算圖式進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算,容許應(yīng)力可按臨時(shí)結(jié)構(gòu)予以提高;2)撓度驗(yàn)算;3)預(yù)拱度計(jì)算:包括梁體自重所產(chǎn)生的撓度、支架受荷載后產(chǎn)生的彈性變形和非彈性變形、支架基礎(chǔ)的沉降量等。

2.2 支架施工

1)支架基礎(chǔ)施工。支架現(xiàn)澆梁施工前,先對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行場(chǎng)地平整,對(duì)搭設(shè)支架的場(chǎng)地進(jìn)行加固處理,在軟基位置用碎石換填或做混凝土基礎(chǔ),確保地基承載力達(dá)到滿布荷載的要求,使梁體混凝土澆筑后不產(chǎn)生沉降。對(duì)處理好的施工場(chǎng)地進(jìn)行放線。同時(shí)須做好地面的排水處理,周邊設(shè)置排水溝。

2)支架搭設(shè)。支架結(jié)構(gòu)的搭建要穩(wěn)固,桿件連接牢靠。本工程碗扣支架均采用外徑48 mm標(biāo)準(zhǔn)桿件進(jìn)行組裝,每根立桿下端均設(shè)定型圓盤(pán)支座或木墊板,并按要求設(shè)置剪刀撐。立桿頂端安裝可調(diào)式U形支托,先在支托內(nèi)安裝橫向方木,再按設(shè)計(jì)間距和標(biāo)高安裝縱向方木及楔木墊塊。鋼管的整體穩(wěn)定性是由基礎(chǔ)的不均勻沉降、支架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性控制。橫橋向按照支架的拼裝要求,嚴(yán)格控制豎桿的垂直度以及掃地桿和剪刀撐的數(shù)量與間距。順橋向支架和墩身連接,以抵消順橋向的水平力。同時(shí)碗扣式支架通過(guò)鋼管與軍用墩支架連成一體,確?；旌现Ъ艿膹?qiáng)度和整體穩(wěn)定性。

3)支架預(yù)壓和調(diào)整。支架搭設(shè)好后,鋪設(shè)底模,進(jìn)行預(yù)加載試壓,以檢查支架的承載能力,減小和消除支架的非彈性變形和地基不均勻沉降,從而確保混凝土梁的澆筑質(zhì)量。加載順序?yàn)閺闹ё蚩缰幸来芜M(jìn)行。滿載后持荷時(shí)間不小于24 h,分別量測(cè)各級(jí)荷載下支架的變形值。然后再逐級(jí)卸載,當(dāng)支架的沉降量偏差較大時(shí),要及時(shí)對(duì)支架進(jìn)行調(diào)整。

2.3 支座安裝

支座安裝要保持梁體垂直,支座上下板水平,不產(chǎn)生偏位。支座與支承墊石間及支座與梁底間密貼、無(wú)縫隙。在模板安裝前詳細(xì)檢查支座位置,檢查的內(nèi)容有:縱、橫向位置、平整度,同一支座板的四角高差,四個(gè)支座板相對(duì)高差。支座安裝后即按規(guī)定錨固支座螺栓,灌漿固定。

2.4 模板安裝

模板的安裝要結(jié)合鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道的埋設(shè)依次進(jìn)行。安裝前檢查:板面是否平整、光潔、有無(wú)凹凸變形及殘余粘漿,模板接口處要清除干凈;所有模板連接端部和底腳有無(wú)碰撞而造成影響使用的缺陷或變形,振動(dòng)器支架及模板焊縫處是否有開(kāi)裂破損,如有均要及時(shí)補(bǔ)焊、整修。鋪設(shè)底模:底模板安裝前要考慮支架預(yù)留拱度的設(shè)置調(diào)整、加載預(yù)壓試驗(yàn)及支座板的安裝。側(cè)模安裝:先使側(cè)?；苹虻跹b到位,與底模板的相對(duì)位置對(duì)準(zhǔn),用壓桿調(diào)整好側(cè)模垂直度,并與端模連接好。內(nèi)模安裝:內(nèi)模安裝要根據(jù)模板結(jié)構(gòu)確定,當(dāng)內(nèi)模為拼裝式結(jié)構(gòu)時(shí),可采用吊裝方式安裝內(nèi)模。內(nèi)模安裝完后,嚴(yán)格檢查各部位尺寸是否正確。端模安裝:將膠管或波紋管逐根插入端模各自的孔內(nèi)后,進(jìn)行端模安裝就位。安裝過(guò)程中逐根檢查是否處于設(shè)計(jì)位置。端模安裝要做到位置準(zhǔn)確,連接緊密,側(cè)模與底模接縫密貼且不漏漿。安裝模板時(shí)要注意預(yù)埋件的安裝,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙施工,確保每孔梁上預(yù)埋件位置準(zhǔn)確無(wú)誤,無(wú)遺漏。

2.5 鋼筋施工

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,提出下料單,工班據(jù)此下料、加工,對(duì)某些編號(hào)的鋼筋,物資供應(yīng)部門(mén)與鋼材生產(chǎn)廠家聯(lián)系采用定長(zhǎng)生產(chǎn)。工班下料時(shí),應(yīng)根據(jù)梁體鋼筋編號(hào)和供料尺寸的長(zhǎng)短,統(tǒng)籌安排,采用連續(xù)配料法下料以減少鋼筋的損耗。鋼筋調(diào)直采用長(zhǎng)線冷拉調(diào)直或調(diào)直機(jī)調(diào)直;預(yù)應(yīng)力鋼絞線下料采用砂輪鋸切割,鋼筋使用切斷機(jī)下料;非預(yù)應(yīng)力鋼筋焊接采用閃光對(duì)焊;鋼筋彎制成型采用彎曲機(jī),并用樣板控制彎筋尺寸。

2.6 混凝土施工

現(xiàn)澆梁混凝土施工必須保證保護(hù)層強(qiáng)度,頂面高程要嚴(yán)格控制。混凝土澆筑時(shí)由低向高處進(jìn)行,注意對(duì)稱(chēng)澆筑。混凝土施工工藝主要流程如下:混凝土配合比→混凝土的攪拌→混凝土的運(yùn)輸→混凝土的澆筑→混凝土的質(zhì)量檢查→混凝土養(yǎng)護(hù)。首先要根據(jù)混凝土的強(qiáng)度要求選擇合適的水泥強(qiáng)度等級(jí),水膠比,高效減水劑及其他摻加劑,使混凝土必須具有較好的和易性,坍落度在規(guī)定范圍之內(nèi)。其次是混凝土配料必須按試驗(yàn)室通知單進(jìn)行,并應(yīng)有試驗(yàn)人員值班。配料應(yīng)采用自動(dòng)稱(chēng)量系統(tǒng)計(jì)量。開(kāi)盤(pán)前要校核電子秤及其他計(jì)量器具,根據(jù)施工配合比確定每盤(pán)混凝土用料,并由試驗(yàn)人員復(fù)核;混凝土澆筑采用混凝土輸送泵連續(xù)澆筑,一次成型或多次成型;澆筑底板混凝土?xí)r,為防止底板混凝土超厚,當(dāng)混凝土澆筑到高于底板混凝土?xí)r,改用從內(nèi)模頂?shù)臐仓炷量坠嘧⒌装寤炷?振搗采用插入式振動(dòng)棒振搗;灌注中不得用振動(dòng)棒推移混凝土以免造成離析。澆筑過(guò)程中,設(shè)專(zhuān)人檢查模板、鋼筋,發(fā)現(xiàn)螺栓、支撐等松動(dòng)應(yīng)及時(shí)擰緊和打牢。發(fā)現(xiàn)漏漿應(yīng)及時(shí)堵嚴(yán),鋼筋和預(yù)埋件如有移位,及時(shí)調(diào)整保證位置正確。

2.7 預(yù)應(yīng)力施工

張拉工藝流程:制束→穿束→預(yù)張拉→初張拉→終張拉→錨具外鋼絞線切割。按設(shè)計(jì)尺寸下料后,編束時(shí)應(yīng)先將鋼絞線理順,并盡量使各根鋼絞線松緊一致。預(yù)應(yīng)力鋼絞線安裝,在梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到張拉要求后進(jìn)行。預(yù)施應(yīng)力按預(yù)張拉、初張拉、終張拉三個(gè)階段進(jìn)行。張拉前,應(yīng)清除管道內(nèi)雜物和積水。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%,此時(shí)箱梁帶模預(yù)張拉,但模板應(yīng)松開(kāi),不應(yīng)對(duì)梁體壓縮造成障礙,張拉數(shù)量、張拉力、張拉順序符合設(shè)計(jì)要求;當(dāng)梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的80%,且側(cè)模板拆除后,進(jìn)行初張拉。張拉數(shù)、張拉力、張拉順序符合設(shè)計(jì)要求;梁體混凝土強(qiáng)度、彈模達(dá)到設(shè)計(jì)值、齡期不少于10 d后進(jìn)行終張拉。

總之,高速鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁滿堂架施工工藝是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,其技術(shù)在理論上是成熟的,但在實(shí)際施工過(guò)程中要考慮各種因素,根據(jù)具體情況編制工作計(jì)劃,方能取得滿意的結(jié)果。

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