閱讀 3096 次 鐵路客運(yùn)專線預(yù)制箱梁的施工工藝

鐵路客運(yùn)專線預(yù)制箱梁的施工工藝

王敏豐1  董祥峰2

(1．西南交通大學(xué)，四川成都610031；2．江蘇省連云港市規(guī)劃市政設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司

江蘇連云港222000)

    客運(yùn)專線(高速)橋梁在高速列車運(yùn)行的情況下，使橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)加劇。因此，從列車運(yùn)行時(shí)的安全性、旅客乘坐的舒適度、荷載沖擊、材料的疲勞、列車運(yùn)行時(shí)的噪聲、結(jié)構(gòu)的耐久性等方面都與普通鐵路有所不同。客運(yùn)專線的橋梁要具有足夠的剛度和強(qiáng)度、可靠的穩(wěn)定性，以此保持橋上軌道的高平順狀態(tài)，滿足高速行車的要求。

    箱形結(jié)構(gòu)的混凝土梁與普通鐵路梁相比，具有剛度大、穩(wěn)定性好、耐久性好、梁型簡(jiǎn)潔、便于養(yǎng)護(hù)等現(xiàn)代鐵路橋梁特點(diǎn)，不僅能夠確保列車運(yùn)行的安全，同時(shí)還能滿足旅客乘坐的舒適度。為使橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)潔，同時(shí)便于后期的施工和質(zhì)量控制，達(dá)到少維修的目的，客運(yùn)專線中的橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)主要采用了32m和24m的常用中小跨度簡(jiǎn)支或連續(xù)的整孔或組合式箱梁。

    通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，筆者主要對(duì)預(yù)制箱梁的模板加工和安裝、原材料的質(zhì)量控制、鋼筋的加工和綁扎、混凝土的澆筑、預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉、箱梁的移位與存放等關(guān)鍵的施工工序的施工工藝進(jìn)行簡(jiǎn)要的探討。

1.箱梁的模板加工和安裝

    預(yù)制箱梁的模板主要由底模、外模、端模、內(nèi)模系統(tǒng)及液壓系統(tǒng)等組成。預(yù)制箱梁模板系統(tǒng)是制梁的關(guān)鍵設(shè)備，梁體質(zhì)量在很大程度上是依存于模板系統(tǒng)的。模板的質(zhì)量直接關(guān)系到梁體外形尺寸的準(zhǔn)確性、箱梁的線形、梁體外觀質(zhì)量及制梁的工作效率。

    由于預(yù)制箱梁體的體積大，混凝土澆筑需一次完成，澆筑時(shí)間又有限制，混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力較大。而且預(yù)制箱粱的數(shù)量多，施工時(shí)，內(nèi)外模及端模需要反復(fù)使用多次，因此保證箱梁模板的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性是保證其質(zhì)量的關(guān)鍵。    預(yù)制箱梁的模板都是鋼模板，各部位的鋼模面板根據(jù)不同要求采用不同厚度的鋼板，外側(cè)根據(jù)需要設(shè)置橫向或縱向加勁肋。各部位的模板在工廠分塊制造，運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)后再進(jìn)行組拼。模板之間采用螺栓連接，便于拆卸和安裝。

模板安裝尺寸允許誤差符合表1的要求。

    根據(jù)設(shè)計(jì)要求及制梁的實(shí)際情況，箱梁底模要設(shè)置反拱，32m箱梁的反拱數(shù)值為l9.5mm。在箱粱兩端預(yù)留壓縮量，每端為10mm。24m箱梁的反拱數(shù)值為l2．5 mm。在箱粱兩端預(yù)留壓縮量，每端為5mm。

2.原材料的質(zhì)量控制

    預(yù)制梁所用的水泥、骨料、摻合料、外加劑、拌和水、鋼筋、鋼絞線、鋼配件材料、防水材料、細(xì)石混凝土用纖維以及錨具、夾具等原材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)要進(jìn)行全面檢驗(yàn)或抽驗(yàn)，質(zhì)量要求和檢驗(yàn)頻次符合規(guī)范要求。

    原材料的質(zhì)量與箱粱的質(zhì)量息息相關(guān)，只有建立了嚴(yán)格的原材料檢驗(yàn)制度，才能保證箱梁的成型質(zhì)量。原材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)要有供應(yīng)商提供的出廠檢驗(yàn)合格證書，并按有關(guān)檢驗(yàn)項(xiàng)目、批次規(guī)定，嚴(yán)格實(shí)施進(jìn)廠檢驗(yàn)。

    鋼筋表面不得有裂紋、結(jié)疤和折疊，鋼筋表面凸塊和其他缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允許偏差。預(yù)應(yīng)力鋼絞線進(jìn)場(chǎng)后對(duì)每批次取樣，在彈性模量和靜力力學(xué)性能試驗(yàn)合格后使用。成束及移運(yùn)時(shí)保持順直，不受損傷，不得污染。鋼絞線和鋼筋運(yùn)輸有雨布遮蓋。貯存時(shí)要分批堆放，保證鋼絞線離地20 mm以上，做好相應(yīng)的標(biāo)識(shí)標(biāo)牌。嚴(yán)禁使鋼筋與鋼絞線接觸沾污油脂及具有腐蝕性物質(zhì)，嚴(yán)禁堆積，以免壓彎砸傷。

    橡膠抽拔管無(wú)表面裂口、表面熱膠粒、膠層海綿。抽拔管存放時(shí)應(yīng)避免高溫，日光照射及接觸腐蝕性物品，以防老化。一定要重視抽拔管的質(zhì)量，以防抽拔管在箱梁體內(nèi)斷裂。

3.鋼筋的加工和綁扎

    預(yù)制箱梁的鋼筋分布密，標(biāo)準(zhǔn)要求高。為了便于鋼筋的綁扎，根據(jù)設(shè)計(jì)圖上鋼筋的尺寸與形狀及相應(yīng)的規(guī)范要求，嚴(yán)格制作相應(yīng)的胎模。這樣既便于作業(yè)工人進(jìn)行綁扎鋼筋，也便于技術(shù)人員的檢查。

    箱梁鋼筋分成底腹板和頂板鋼筋兩部份，分別在各自的綁扎胎模上綁扎成型，用專用鋼筋吊裝扁擔(dān)分別吊裝。預(yù)應(yīng)力管道定位網(wǎng)片在專用胎具上加工成型，將定位網(wǎng)片和鋼筋骨架焊接固定后，安裝橡膠抽拔管。

    鋼筋下料時(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。

    鋼筋在加工彎制前采用長(zhǎng)線冷拉調(diào)直或調(diào)直機(jī)調(diào)直。鋼筋表面的油漬、漆污、水泥漿和用錘敲擊能剝落的浮銹、鐵銹等均應(yīng)清除干凈。

    鋼筋接長(zhǎng)以閃光對(duì)焊為主，少量的鋼筋接長(zhǎng)可采用搭接焊。采用閃光對(duì)焊時(shí)，應(yīng)將施焊面上污垢、油脂等清除干凈，露出金屬光澤，還應(yīng)削平焊接鋼筋的端面，使其與鋼筋中心線垂直。鋼筋閃光對(duì)焊前，根據(jù)施工條件確定焊接工藝參數(shù)，并進(jìn)行試焊，經(jīng)接頭外觀及力學(xué)性能檢驗(yàn)合格后方成批焊接。

    鋼筋骨架分為底腹板鋼筋骨架和橋面鋼筋骨架兩塊，分別在各自的綁扎胎模上進(jìn)行綁扎。鋼筋綁扎時(shí)要控制其間距、搭接長(zhǎng)度及保護(hù)層的厚度，若與孔道位置相碰，應(yīng)遵循預(yù)應(yīng)力孔道優(yōu)先的原則。

4.混凝土的澆筑

    箱粱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50，水泥采用強(qiáng)度等級(jí)為42.5的低堿普通硅酸鹽水泥，每立方混凝土膠凝材料總用量為490kg；為了增強(qiáng)混凝土的耐久性，膠凝材料中應(yīng)適當(dāng)摻加粉煤灰、礦粉。混凝土必須具有較好的和易性，坍落度在16—20cm范圍內(nèi)；混凝土水膠比為0.33。為提高混凝土的早期強(qiáng)度及改善混凝土和易性，摻用高效減水劑。

    混凝土采用臥軸式強(qiáng)制攪拌機(jī)進(jìn)行拌制，采用電子計(jì)量系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)量原材料。攪拌時(shí)，先向攪拌機(jī)投入粗骨料和細(xì)骨料，攪拌均勻后，再投入水泥、礦物摻和料、水和外加劑。總攪拌時(shí)間為1508。冬期攪拌混凝土前，采用加熱拌和用水的方法調(diào)整拌和物的溫度；夏天攪拌混凝土?xí)r，采用冷卻拌和水、灑水冷卻粗骨料和在傍晚或晚上攪拌混凝土的方法，以控制混凝土的人模溫度在50C～30℃。

    混凝土的澆筑方案：梁體混凝土澆筑采用混凝土輸送泵+布料桿，連續(xù)澆筑，一次成型。混凝土澆筑采用縱向分段、水平分層連續(xù)澆筑，由一端向另一端循環(huán)澆筑的施工方法，通過地泵和布料機(jī)，從腹板頂下料，澆筑腹板下倒角(部分底板)和腹板混凝土；從內(nèi)模頂開孔中下料，補(bǔ)足底板混凝土量；頂板用布料機(jī)從一端向另一端布料澆筑；澆筑時(shí)間控制在6 h以內(nèi)；混凝土從加水?dāng)嚢杵穑?/span>45 min內(nèi)泵送完畢。其人模溫度控制在50℃～30℃，分層厚度為30～40cm。

    混凝土的振搗采用插入式振動(dòng)棒振搗。操作插入式振動(dòng)棒時(shí)宜快插慢拔，垂直點(diǎn)振，不得平拉，不得漏振，謹(jǐn)防過振；振動(dòng)棒移動(dòng)距離應(yīng)不超過振動(dòng)棒作用半徑的1.5倍(約30cm)，每點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間約20-30s。振動(dòng)時(shí)振動(dòng)棒上下略為抽動(dòng)，插入深度以進(jìn)入前次灌筑的混凝土面層下50 mm為宜。灌筑過程中注意加強(qiáng)跨中處預(yù)應(yīng)力孔道、倒角、交界面以及鋼筋密集部位的振搗。

    開盤前，試驗(yàn)人員必須測(cè)定砂、石含水率，將混凝土理論配合比換算成施工配合比；開盤后，試驗(yàn)人員要對(duì)前三盤逐盤檢查混凝土坍落度，以后每10盤檢查一次，如發(fā)現(xiàn)混凝土坍落度與配合比要求相差較大時(shí)，要由試驗(yàn)人員查明原因后加以調(diào)整。

5.預(yù)應(yīng)力鋼絞線的張拉

    預(yù)制箱梁采用l×7—15 20—1860一GB／T 5224—2003型鋼絞線。錨下控制應(yīng)力為l395 MPa。鋼絞線張拉采用張拉應(yīng)力與伸長(zhǎng)量的雙控指標(biāo)，以油壓表讀數(shù)為主，以預(yù)應(yīng)力筋伸長(zhǎng)值作校核，按預(yù)應(yīng)力筋實(shí)際彈性模量計(jì)算的伸長(zhǎng)值與實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值相差不應(yīng)大于±6％；實(shí)測(cè)伸長(zhǎng)值以20％張拉力作為測(cè)量的初始點(diǎn)。

    鋼絞線穿束前應(yīng)探明預(yù)應(yīng)力管道的斷面情況，用無(wú)油壓縮空氣清除管道內(nèi)的雜物及積水，確保鋼絞線柬穿束順利施工。

    在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后，對(duì)預(yù)制梁進(jìn)行預(yù)張拉；在梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到(40+35)MPa和模板拆除后進(jìn)行初張拉(混凝土齡期約為120 h)；初張拉后，梁體橫移出臺(tái)位。終張拉在梁體混凝土強(qiáng)度達(dá)到(50+3.5)MPm及彈性模量達(dá)到355GPa后、齡期不少于10d進(jìn)行。

    預(yù)施應(yīng)力采用兩端同步、對(duì)稱張拉。預(yù)施應(yīng)力過程中應(yīng)保持兩端的伸長(zhǎng)量基本一致。

    張拉期間采取防護(hù)和包裹措施，避免錨具、預(yù)應(yīng)力筋受雨水、養(yǎng)護(hù)用水澆淋，防止錨具及預(yù)應(yīng)力筋出現(xiàn)銹蝕。

6.箱梁的移位與存放

    將箱梁從制粱臺(tái)座移到存梁臺(tái)座，既可采取頂推滑移，也可采取吊機(jī)提梁移位，但不論采用何種移梁方式，箱梁的移位難度均比普通預(yù)制梁的移位難度大。

    當(dāng)采用頂推滑移法時(shí)，要求確保滑道的強(qiáng)度、剛度及平順度，以防止移梁的過程中由于梁體受力不均，造成梁體開裂。當(dāng)采用吊機(jī)提梁移位時(shí)，要確保吊機(jī)的提升能力、穩(wěn)定性，吊機(jī)走道的強(qiáng)度等方面滿足要求。

    存梁臺(tái)座要有足夠的強(qiáng)度。存梁時(shí)保證每支點(diǎn)實(shí)際反力與四個(gè)支點(diǎn)的反力平均值相差不超過±l0％，且四個(gè)支點(diǎn)間的相對(duì)高差不大于2mm。

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)