鐵路施工中現(xiàn)澆應(yīng)力混凝土箱梁的施工技術(shù)探討

李瑞華

中鐵六局集團(tuán)北京鐵路建設(shè)有限公司 北京 100089

引言

近些年來，各地區(qū)加大鐵路項目布局，擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模，延伸服務(wù)范圍，凸顯區(qū)位交通優(yōu)勢要素。根據(jù)國家交通部提供的數(shù)據(jù)，截至2021年12月，全國鐵路運營里程達(dá)到150km，覆蓋全國81%的區(qū)縣。著眼鐵路施工布局，各地區(qū)加大鐵路項目規(guī)劃、開發(fā)力度，嘗試整合現(xiàn)澆應(yīng)力混凝土箱梁技術(shù)等多元手段，完善鐵路施工技術(shù)機(jī)制，重塑施工形態(tài)，重建施工模式。

1 現(xiàn)澆應(yīng)力混凝土箱梁概述

梳理現(xiàn)澆應(yīng)力混凝土箱梁基本結(jié)構(gòu)，廓清施工要點，技術(shù)團(tuán)隊要準(zhǔn)確把握現(xiàn)澆應(yīng)力混凝土箱梁施工節(jié)點，確立鐵路橋梁主體施工架構(gòu)，為后續(xù)施工技術(shù)精準(zhǔn)應(yīng)用提供便利。

箱梁作為橋梁結(jié)構(gòu)組成，內(nèi)部中空，上側(cè)分布翼緣結(jié)構(gòu)，依托結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，最大限度地增強(qiáng)橋梁支撐效果，保證剛度與強(qiáng)度，提升橋梁施工有效性，防范質(zhì)量問題發(fā)生[1]。與其他結(jié)構(gòu)相比，箱梁通過對隔板等單元模塊的靈活調(diào)整，實現(xiàn)荷載有效分布，將畸變效應(yīng)控制在合理區(qū)間范圍內(nèi)，增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)總體承載力?；谙淞航Y(jié)構(gòu)優(yōu)勢，多數(shù)施工團(tuán)隊在項目開發(fā)建設(shè)環(huán)節(jié)，傾向于利用箱梁結(jié)構(gòu)，完成橋梁總體布局，兼顧項目質(zhì)量、施工效率與成本費用。經(jīng)過長期實踐探索，混凝土箱梁結(jié)構(gòu)類別日益多元，形成了預(yù)制箱梁、現(xiàn)澆箱梁兩種結(jié)構(gòu)形態(tài)，施工團(tuán)隊通過綜合判定施工要求，選擇相應(yīng)箱梁施工方案，從而達(dá)到壓縮工期，提升效率的目的。為推動箱梁結(jié)構(gòu)施工活動有序開展，施工團(tuán)隊要結(jié)合以往經(jīng)驗，全面做好施工籌劃，科學(xué)調(diào)配各類資源參與箱梁施工任務(wù)，形成現(xiàn)澆混凝土施工技術(shù)新模式。

2 鐵路現(xiàn)澆應(yīng)力混凝土箱梁施工準(zhǔn)備要點

鐵路橋梁施工涉及多個領(lǐng)域，為確保施工技術(shù)方案的有效性，實現(xiàn)箱梁施工質(zhì)量、施工成本全面兼顧。在鐵路橋梁項目籌劃階段，要針對性做好準(zhǔn)備工作，借助施工準(zhǔn)備，營造良好施工氛圍。

2.1 做好施工技術(shù)準(zhǔn)備

現(xiàn)澆混凝土箱梁施工籌備環(huán)節(jié)，施工團(tuán)隊要組織人員進(jìn)入施工區(qū)域，獲取地質(zhì)、水文、氣候等相關(guān)參數(shù)信息，同步做好設(shè)計方案技術(shù)交底工作，綜合系列數(shù)據(jù)，對支架方式、地基處理、模板采用、混凝土澆筑等環(huán)節(jié)做好評估，有效消除技術(shù)盲區(qū)，提升施工精準(zhǔn)度[2]。例如施工團(tuán)隊借助力學(xué)原理，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，判定橋梁箱梁地基深度范疇，測定支架步距，計算承載力，評估穩(wěn)定性，結(jié)合現(xiàn)有施工設(shè)備，初步確定支撐梁型號規(guī)格，模板厚度、強(qiáng)度，混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)。考慮到整個項目施工周期較長，施工技術(shù)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，還需要健全技術(shù)檔案，將施工工序、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等信息進(jìn)行共享，避免施工技術(shù)應(yīng)用盲區(qū)。

2.2 做好施工現(xiàn)場準(zhǔn)備

現(xiàn)澆混凝土箱梁施工區(qū)域空間較為狹小，施工人員、作業(yè)機(jī)械數(shù)量較多，為確保施工活動有序開展，營造高效開發(fā)建設(shè)環(huán)境。施工團(tuán)隊要結(jié)合以往經(jīng)驗，對施工區(qū)域進(jìn)行標(biāo)高處理，提升區(qū)域平整度。例如基底處理中，施工人員要根據(jù)區(qū)域地質(zhì)情況，使用壓路機(jī)等機(jī)械設(shè)備開展碾壓處理，但是對于部分地質(zhì)松軟的地表土質(zhì)，施工人員要使用灰土填補(bǔ)施工區(qū)域，對于低洼區(qū)域，可以使用硬料進(jìn)行填充；對于河道等易發(fā)生塌陷區(qū)域，可以使用低強(qiáng)度混凝土條進(jìn)行填充，借助多元化處理方式，最大限度地保證地基穩(wěn)定性與安全性。同時劃定作業(yè)區(qū)域，完成施工原材料、機(jī)械設(shè)備入場，借助作業(yè)區(qū)域劃分，可以實現(xiàn)施工風(fēng)險的空間隔離，增強(qiáng)施工安全性。

2.3 做好施工機(jī)具準(zhǔn)備

現(xiàn)澆混凝土箱梁施工環(huán)節(jié)，為確保施工進(jìn)度，防范質(zhì)量隱患，施工團(tuán)隊要著眼施工區(qū)域現(xiàn)有施工條件，指派人員組成專業(yè)管理團(tuán)隊，對進(jìn)入施工現(xiàn)場的機(jī)械設(shè)備開展檢驗評估。檢驗評估中，管理人員查看機(jī)械設(shè)備合格證、檢驗報告、運行狀態(tài)，綜合評估機(jī)械設(shè)備性能，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合施工目標(biāo)與施工任務(wù)，優(yōu)化調(diào)整施工機(jī)械管理方案[3]。對于操作施工機(jī)具的操作人員，管理團(tuán)隊要進(jìn)行資格審查，確保操作人員具備專業(yè)技術(shù)背景，可以按照施工要求，順利完成機(jī)具設(shè)備操作任務(wù)。同步開展設(shè)備機(jī)具操作信息的記錄，通過信息獲取與應(yīng)用，制定相應(yīng)的機(jī)具管理方案，推動現(xiàn)澆應(yīng)力混凝土箱梁施工技術(shù)活動深入開展。

3 鐵路現(xiàn)澆應(yīng)力混凝土箱梁施工技術(shù)應(yīng)用策略

鐵路現(xiàn)澆應(yīng)力混凝土箱梁施工技術(shù)在實際應(yīng)用環(huán)節(jié)，技術(shù)團(tuán)隊以科學(xué)性原則與實用性原則為導(dǎo)向，以箱梁施工準(zhǔn)備為前提，創(chuàng)新施工技術(shù)應(yīng)用方案，調(diào)整技術(shù)要素、管理要素，消除施工技術(shù)應(yīng)用漏洞，提升鐵路施工總體效果。

3.1 箱梁支架搭設(shè)預(yù)壓處理

結(jié)合以往經(jīng)驗，鐵路現(xiàn)澆應(yīng)力混凝土箱梁施工主要包括支架法、懸臂法、移動模架法，通過施工技術(shù)方案合理選擇，形成完備施工方案，提升施工有效性與有效性。具體施工環(huán)節(jié)，施工團(tuán)隊要做好桿件、門架等構(gòu)件開展全面檢查，檢查過程中，如果出現(xiàn)構(gòu)件變形、開裂與銹蝕的情況，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行替換，確保支架搭設(shè)效果，為后續(xù)施工活動高質(zhì)量創(chuàng)造便利條件[4]。支架搭設(shè)環(huán)節(jié)，施工團(tuán)隊要綜合分析施工荷載以及構(gòu)件材料特性，通過承載力計算，確定箱梁支架鋼管搭設(shè)方案，搭設(shè)過程中，嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)規(guī)范，在支架頂部、底部之間預(yù)留連續(xù)水平剪力撐，將水平剪力撐間距控制在4.5m以內(nèi)，相關(guān)參數(shù)如表1所示：

表1 箱梁支架立桿縱橫間距參數(shù)

借助支架布局空間的綜合管控，確保搭設(shè)效果，持續(xù)發(fā)揮箱梁支架結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。對于支架預(yù)壓的處理，施工團(tuán)隊要開展沉降預(yù)測。實際處置環(huán)節(jié)，施工團(tuán)隊使用砂石進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓中要靈活調(diào)整預(yù)壓重量，同步進(jìn)行設(shè)立支架沉降觀測點，根據(jù)觀測結(jié)果，調(diào)整支架拱度。

3.2 提升模板加工制作能力

模板作為鐵路現(xiàn)澆混凝土箱梁施工重要組成，對于混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、施工難度有著最為直接的影響，基于這種內(nèi)在聯(lián)系，施工團(tuán)隊在整個施工周期內(nèi)，要細(xì)致全面地做好模板加工制作相關(guān)工作，通過模板作業(yè)任務(wù)的科學(xué)處置，消除潛在質(zhì)量風(fēng)險隱患。具體施工環(huán)節(jié)，施工團(tuán)隊綜合作業(yè)可行性、成本以及效率等要素，有針對性地調(diào)整模板加工制作方案，理順模板施工流程。對施工中使用的底模材料，施工人員可以使用大面積的膠合板，在固定過程中，可以使用釘子做好固定，采用可調(diào)整的頂托進(jìn)行調(diào)模和卸模。選擇厚5cm刨光的大板為外模板材料，內(nèi)貼竹膠板，結(jié)合以往經(jīng)驗，竹膠板的厚度應(yīng)當(dāng)達(dá)到15mm。在支架的豎向支撐結(jié)構(gòu)組建中，按照90cm的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)立方木，并且做好橫向槽鋼布局，采取外模設(shè)立的施工方式，提升結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，施工環(huán)節(jié)，施工團(tuán)隊使用Φ18對模板進(jìn)行對拉處置，增強(qiáng)模板拼裝效果，以更好地滿足現(xiàn)階段大面積混凝土施工要求?？紤]到施工質(zhì)效，減少施工漏洞，施工團(tuán)隊在內(nèi)模選擇過程中，可以使用組合鋼模，并根據(jù)實際情況，靈活調(diào)整尺寸，尺寸調(diào)整工作結(jié)束后，借助對拉螺栓開展固定。固定過程中，要嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行管道孔以及鋼筋施工位置的預(yù)留，施工人員可以按照尺寸模板數(shù)據(jù)，進(jìn)行挖孔、定位以及切割等處理，以確保施工效果。明確模板施工重點事項，提升施工針對性，確保施工質(zhì)量。具體來看，在模板制作環(huán)節(jié)，要結(jié)合施工圖紙，細(xì)化構(gòu)建尺寸參數(shù)，形成構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、體系化施工模式，穩(wěn)步強(qiáng)化施工質(zhì)量，實現(xiàn)模板接縫貼合度有效管控。為避免出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，應(yīng)用107膠嚴(yán)密堵塞縫隙。螺栓孔需縱橫呈對稱性規(guī)律排布，保證其能均勻受力。模板連接縫用膠帶黏接，支搭好模板、排架后，需由監(jiān)理驗收合格后再施工下道工序，借助這種處理手段，降低混凝土施工難度，提升施工有效性。

3.3 做好混凝土基礎(chǔ)處理

混凝土基礎(chǔ)處置是影響施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素，對于混凝土施工質(zhì)量有著最為直接的影響?；谶@種內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，施工人員在基礎(chǔ)處理環(huán)節(jié)，需要做好質(zhì)量管控，為后續(xù)施工環(huán)節(jié)有序開展?fàn)I造良好條件。為保證混凝土基礎(chǔ)處理有效性，施工人員可以從兩個方面入手，有組織、有計劃地推進(jìn)混凝土基礎(chǔ)處理工作。具體來看，施工人員率先做好基層素土壓實，將一層過濾用的土工布平攤到素土層，這種處理方式，可以防范降水量過大，使得基層泥漿出現(xiàn)上返情況，堵塞混凝土結(jié)構(gòu)孔洞，實現(xiàn)混凝土功能性與耐久性。土工布鋪設(shè)完成后，施工人員鋪設(shè)厚度為100mm到150mm的碎石層，使用的碎石粒徑應(yīng)當(dāng)保持在10mm到50mm范圍內(nèi)，在碎石墊層相關(guān)區(qū)域鋪設(shè)透水管，通過這種方式，最大限度地提升混凝土處置效果，減少施工質(zhì)量問題發(fā)生。

3.4 完善混凝土施工機(jī)制

為避免技術(shù)應(yīng)用的盲目性，施工團(tuán)隊要加強(qiáng)施工技術(shù)管理力度，借助管理手段介入，重塑施工生態(tài)，重構(gòu)施工體系，營造高效穩(wěn)定的建設(shè)氛圍。對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，施工團(tuán)隊要遵循技術(shù)指標(biāo)，以科學(xué)性原則與實用性原則為前提，采取均勻?qū)ΨQ澆筑的方式，形成分層施工作業(yè)方式，通過階段性澆筑、階段性振搗，保證混凝土施工有效性。對于分層施工混凝土其厚度要控制在25cm，避免厚度過大或者過小影響施工效果。對于連續(xù)性混凝土澆筑，要掌握初凝窗口期，結(jié)合以往經(jīng)驗，分層澆筑的時間間隔不應(yīng)當(dāng)多于2h，避免時間控制不當(dāng)，影響最終施工效果，如圖1所示。

圖1 橋梁箱梁混凝土澆筑施工

混凝土澆筑前，應(yīng)對鋼筋、埋件、模板進(jìn)行全面檢查，合格后方可進(jìn)行混凝土的澆筑，在澆筑過程中，如果發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行信息反饋，確保管理團(tuán)隊可以快速轉(zhuǎn)換思路，實現(xiàn)施工問題高效整改?；炷恋臐仓捎帽盟突炷翝仓?，則泵送混凝土前應(yīng)用適量的與混凝土同標(biāo)號的水泥砂漿潤滑管內(nèi)壁，當(dāng)泵送間歇時間超過45min或當(dāng)混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象時，應(yīng)立即用壓力水或其他方法沖洗管內(nèi)殘留[5]。

混凝土振搗施工環(huán)節(jié)，要嚴(yán)格控制振搗頻次、振搗深度，避免振搗處置不合理，影響實際施工效果。具體來看，施工人員要控制振搗半徑，將振動半徑控制在40cm，振動棒插入深度需要保持在5cm。在前層混混凝土振搗工作結(jié)束后，施工團(tuán)隊要進(jìn)行振搗施工檢驗，檢驗過程中如果發(fā)現(xiàn)氣泡或者泛漿等問題，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)進(jìn)行振搗，達(dá)到實際施工效果。混凝土養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，可以采取灑水養(yǎng)護(hù)的方式，控制混凝土溫度、濕度等情況，同時做好養(yǎng)護(hù)時間控制，避免養(yǎng)護(hù)時間控制不當(dāng)，確保施工成效。

4 結(jié)束語

現(xiàn)澆應(yīng)力混凝土箱梁施工對于鐵路項目有著極大裨益，文章從實踐角度出發(fā)，在扎實做好施工技術(shù)準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，采取有效手段，整合技術(shù)要素、管理要素，改進(jìn)施工方法，完善施工流程，優(yōu)化技術(shù)方案，形成最優(yōu)化橋梁建設(shè)方案，持續(xù)凸顯現(xiàn)澆應(yīng)力混凝土施工技術(shù)優(yōu)勢。