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【摘要】本文首先分析了高速鐵路橋梁連續(xù)梁工程的特點,并對高速鐵路橋梁工程的具體要求進行了分析,在此基礎(chǔ)上,從掛籃懸臂的施工、混凝土施工、預(yù)應(yīng)力、合攏段的施工等方面闡述了高速鐵路橋梁的施工技術(shù),最后結(jié)合施工案列對施工技術(shù)進行闡明。
【關(guān)鍵詞】高速鐵路橋梁;連續(xù)梁;施工技術(shù);掛籃懸臂施工;混凝土施工
近年來,我國交通公路、鐵路發(fā)展迅速,2015年高鐵里程已經(jīng)超過5000公里,高速鐵路的快速建設(shè)過程中,需要建設(shè)大量的高速鐵路橋梁連續(xù)梁,高速鐵路連續(xù)梁是高速鐵路建設(shè)過程中具有較大施工難度的關(guān)鍵工程,高速鐵路連續(xù)梁還需要花費大量的資金成本,建成投入運營后如果出現(xiàn)了質(zhì)量問題會給高鐵造成重大事故,事故一旦發(fā)生,會給人們的生命和財產(chǎn)帶來嚴重威脅,會給社會帶來重大影響,因此,高速鐵路連續(xù)梁的質(zhì)量問題是高速鐵路建設(shè)技術(shù)人員共同關(guān)注的重要課題。
1.高速鐵路橋梁連續(xù)梁工程特點
⑴高速鐵路橋梁連續(xù)梁常用跨度主要是80米跨、64米跨箱梁,自重大,施工現(xiàn)場情況復(fù)雜,因此,施工過程中常用的現(xiàn)場澆筑法等進行施工,施工難度相對較大。⑵橋梁沉降控制嚴。施工時對于沉降量之差的允許值有嚴格的規(guī)定,因為,靜不定結(jié)構(gòu),相鄰墩臺均勻沉降量之差是整個橋梁工程施工技術(shù)的要點,施工過程中,各項參數(shù)一定要滿足外靜定結(jié)構(gòu)的允許值,同時要還應(yīng)根據(jù)附加應(yīng)力的具體情況而定。⑶橋梁徐變上拱控制嚴。高速鐵路的軌道具有高平順的特點,因此,對橋梁徐變上拱值應(yīng)該按照標(biāo)準要求嚴格控制。
2.高速鐵路橋梁連續(xù)梁工程的具體要求
⑴性能要求:有效保證高速鐵路橋梁的承載能力、抗洪能力以及運營性能,保障高速列車的行車安全以及結(jié)構(gòu)的安全性。⑵無碴軌道的要求:橋梁進行鋪設(shè)無碴軌道作業(yè)時,由于可調(diào)整量十分有限,同時連續(xù)梁跨度大,受外部荷載、溫度等因素影響較明顯,所以無碴軌道橋梁對線路的高程控制要求比鋪設(shè)有碴軌道橋梁的要求更高。⑶橋梁施工的要求:由于高速鐵路橋梁連續(xù)梁的標(biāo)準比較高,體量比較大,無碴軌道的大量應(yīng)用,使得對連續(xù)梁工程的施工組織、施工方案及工藝等都提出了更高的新要求。
3.高速鐵路橋梁連續(xù)梁工程的技術(shù)分析
3.1掛籃懸臂澆筑施工的措施及要求
①拼裝要求:掛籃組拼控制線要嚴格遵循掛籃設(shè)計的要求,并且要在墩頂現(xiàn)澆段混凝土澆筑完成以后進行。起重方案的制定要根據(jù)現(xiàn)場實際的起重能力而制定,其次,再次模板的順序是先主桁架次底藍,最后,按照相應(yīng)要求對一些附屬結(jié)構(gòu)進行拼裝掛籃。②試壓要求:拼裝完掛籃及模板以后,為了避免結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)非彈性形變,為了得到掛籃彈性變形曲線的參數(shù),要對其性能及安全系數(shù)進行檢驗,主要的措施是對掛籃進行試壓。以澄碧河雙線特大橋3、4、5號墩1號段為例,根據(jù)工程實際情況,結(jié)合施工過程施工周期及掛籃結(jié)構(gòu)進行掛籃靜載試驗。
3.2混凝土施工
混凝土施工過程中,要遵循的對稱性澆注的原則,既要確保對稱的腹板部分兩側(cè)的混凝土同步澆筑,以防止偏置歪斜,又要保證對稱懸臂的端部一個T形構(gòu)造澆筑混凝土的同步。對稱澆筑通過梁頂三通泵送管的分流被保證。澆筑混凝土前,鑿除混凝土表面浮漿以暴露石子,然后用水潤濕和刷素水泥漿加強接縫處粘結(jié)。連續(xù)梁兩端對稱澆筑混凝土,混凝土不平衡量不得超過設(shè)計圖的說明,一般不能大于5噸,泵管在T型兩端同時澆注,以防止懸臂的兩側(cè)混凝土澆筑的不平衡,采取嚴格的送料措施,根據(jù)澆注順序,在同一時間送料,連續(xù)梁的施工過程中派專人來檢查同步澆筑混凝土的情況。
3.3預(yù)應(yīng)力鋼絞線加工、安裝、張拉
預(yù)應(yīng)力鋼絞線加工集中在加工場內(nèi)進行,其下料長度為:理論長度=孔道長度+錨板厚度+千斤頂工作長度,采用直徑30cm的砂輪切割機作為下料工具。鋼絞線編束時,每1~1.5m用鐵絲綁扎,鐵絲扣向里,綁好的鋼絞線鋼束,編號掛牌存放。鋼絞線制作好后,由人工抬運至待施工梁段橋下,然后利用塔吊和汽車吊進行垂直運輸,并配合人工將鋼絞線對號穿入波紋管內(nèi)。穿束前檢查每束鋼絲的根數(shù),確認無誤后方可用穿束機或卷揚機配合人工牽引穿束。張拉采用張拉力和鋼束伸長量雙控,以張拉力為主,用鋼束伸長量進行校核,鋼束張拉伸長量偏差不大于設(shè)計伸長量的±6%。張拉按照設(shè)計順序進行,先縱向后橫向,縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用兩端同步張拉,并且左右對稱進行,最大不平衡束不超過1束。橫向鋼束按照均衡對稱、交錯的張拉原則進行。
3.4合攏段施工
澆筑連續(xù)梁懸臂法施工,為確保施工階段的穩(wěn)定,合攏順序采取先兩中跨合攏,結(jié)構(gòu)由雙懸臂狀態(tài)變成單懸臂的狀態(tài),最后合攏兩邊跨,形成連續(xù)梁的應(yīng)力狀態(tài)。合攏段施工使用掛籃的底模架施工,側(cè)模板使用掛籃側(cè)模。當(dāng)合攏段施工時,由兩個掛籃向一個掛籃過渡,另一個掛籃稍微倒退,一個掛籃行走跨過合攏段至另一端澆筑施工段上,形成合攏段施工的支架。在施工過程中封閉段,由于溫差的影響,現(xiàn)澆混凝土水化熱早期收縮影響,已完成混凝土梁收縮和徐變的影響,結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換以及施工荷載等因素的影響,合攏段混凝土施工應(yīng)盡量避免因晝夜溫差的影響,可選擇在日溫差較小的一天中溫度最低的時間在2~3小時內(nèi)完成混凝土的澆筑。合攏段長度在施工作業(yè)長度滿足的前提下應(yīng)盡可能的縮短,混凝土強度應(yīng)采用滿足強度要求的微膨脹混凝土,配制完以后要按要求進行報批,施工時要為了避免裂紋出現(xiàn)在合攏段,施工前要做好充足的準備,如:認真振搗及養(yǎng)生,及時張拉預(yù)應(yīng)力筋。
3.5梁體線型控制
具有連續(xù)梁線性監(jiān)控資質(zhì)的單位,在控制梁體線型方面通常采取以下手段,應(yīng)用專業(yè)控制軟件分析預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的彈性和時效,并得出連續(xù)橋梁各項內(nèi)力和變形參數(shù),同時對照設(shè)計圖紙,計算出一些重要施工材料及工程截面的特征數(shù)據(jù),如梁段自重、預(yù)應(yīng)力筋截面偏心距等。線形控制軟件的應(yīng)用需要精確的現(xiàn)場數(shù)據(jù)(如凝土的配合比、施工地點的溫度與濕度等),通過這些數(shù)據(jù)應(yīng)用軟件才能計算出指導(dǎo)現(xiàn)場施工的精確結(jié)果,才能繪制出施工過程中的各種依據(jù),如:梁體各截面內(nèi)力表、施工各階段梁體撓度變化曲線等。
4.案例分析
4.1工程概況
澄碧河雙線特大橋位于廣西省百色市右江區(qū),本橋設(shè)計里程范圍:D1K228+573.773~163.760,連續(xù)梁部分為D1K228+645.15~894.85(2號墩至6號墩),梁縫間梁全長為249.8m,一聯(lián)四孔(44+2*80+44)m,該連續(xù)梁為預(yù)應(yīng)力混凝土雙線連續(xù)箱梁,采用懸臂澆注法施工。工程特點:本橋為大跨結(jié)構(gòu),技術(shù)含量高;4號、5號主墩基礎(chǔ)與營業(yè)線相距較近,且梁部上跨營業(yè)線,基礎(chǔ)開挖防護及上部箱梁施工安全防護措施要求高。
4.2施工方案
本工程根據(jù)結(jié)構(gòu)形式,擬采用菱形掛籃,該掛籃具有重量輕、外形美觀,移動靈活、走行方便、受力后變形小等特點,并且掛籃下空間充足,可提供較大施工作業(yè)面,利于鋼筋模板施工操作。0號段支架3號、4號、5號墩均采用托架結(jié)構(gòu),2號墩邊跨現(xiàn)澆段支架采用托架另一側(cè)配重結(jié)構(gòu),6號墩邊跨現(xiàn)澆段支架采用碗扣式支架搭設(shè)。
4.3混凝土施工
①混凝土生產(chǎn)拌和:為了確保混凝土的質(zhì)量,保證混凝土各項指標(biāo)符合要求,使混凝土具有足夠的強度和耐用性,滿足橋梁結(jié)構(gòu)彈性模量設(shè)計的要求,混凝土的生產(chǎn)應(yīng)遵循以下幾方面:混凝土的攪拌通常在攪拌站里集中生產(chǎn),混合料的拌合要均勻,下料不能快,要等攪拌2分鐘后下料,水灰比、坍落度的強度要滿足相關(guān)要求,施工中要依據(jù)實際溫度和骨料含水率進行相應(yīng)調(diào)整。②混凝土運輸:混凝土的運輸,現(xiàn)場施工中一般有兩種方式,一是用8立方米混凝土罐車進行水平運輸,二是用三一重工混凝土輸送泵進行垂直運輸。在具體澆筑作業(yè)時選擇可移動的3米的長的軟管,以便于在澆筑過程中時時移動,確保管道通暢,接口不漏漿。此外,攪拌混凝土泵送60min內(nèi)完成,所有的混凝土澆筑必須在初凝之前完成。③混凝土澆筑:遵循自低向高、先底板、再腹板及頂板的順序進行澆灌混凝土。施工前檢查底板是否干凈,如過有雜物、泥漿、短鋼筋頭、焊渣等必須先沖洗干凈。3號墩、4號墩、5號墩0號塊的梁體較高,由于其具有密集的鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道,導(dǎo)致混凝土入模時困難較大,因此,針對這種情況,現(xiàn)場通常采用在頂板、腹板預(yù)留4處方孔多點澆筑的方法進行澆筑。采用分層厚度小于30cm的分層澆筑方式,采用高頻插入式振搗器為主,振搗時,為了防止出現(xiàn)漏振及過振等現(xiàn)象,施工工人應(yīng)該按照施工標(biāo)準采取快插慢拔的振搗要領(lǐng)。此外,為了保證每一管道都要暢通,澆筑時,有有專人清理管道,澆筑過程中要有專人檢查支架、模板的穩(wěn)定情況。由于鋼筋密,模板倒角較多、施工不便等不利因素,特別注意剪力塊、各處倒角等部位的振搗,做到不留錯臺,表面平整。④混凝土養(yǎng)護:當(dāng)外界環(huán)境溫度不超過30℃或混凝土的內(nèi)部溫度不超過60℃采用自然養(yǎng)護法。在混凝土的表面主要使用土工布覆蓋并連續(xù)灑水保持混凝土表面濕潤,養(yǎng)護周期不少于14d。在炎熱的夏天,室外溫度在30℃以上或混凝土的內(nèi)部溫度高于60℃時,采取降溫措施以冷卻內(nèi)部溫度來進行養(yǎng)護。混凝土內(nèi)部、表面及環(huán)境溫度要進行監(jiān)測,當(dāng)溫差超過20℃時,要采取必要的措施進行降溫,用編織袋在拆模前進行覆蓋灑水,用雙層塑料布在拆模后包裹混凝土表面,操作過程要確保包裹物完好,彼此搭接完整,內(nèi)表面有凝結(jié)的水珠,箱室內(nèi)通入高壓水管噴灑龍頭,采取不斷向箱室內(nèi)噴灑水的方式進行降溫養(yǎng)護。
【參考文獻】
[1]張熙,田勇.橋梁施工中質(zhì)量控制分析[J].山西建筑,2013.11.
作者:王宇馳 單位:中鐵十九局集團第一工程有限公司