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摘要:高速铁路的建设能够使得各地之间的人员交流更为密切、方便。在高速铁路的建设过程中,高速铁路桥梁是其中重要的组成部分,由于高速铁路的特殊性,对于高速铁路桥梁的建设质量提出了更高的要求。预应力混凝土施工是现今高速铁路桥梁建设中使用较为普遍的一种施工工艺,使用预应力混凝土施工工艺在提高高速铁路桥梁建设速度的同时也使得高速铁路桥梁的稳固性得到了极大的提高。文章围绕高速铁路桥梁预应力混凝土施工工艺进行探讨,详细叙述了预应力混凝土施工工艺要点,对于我国高速铁路桥梁工程施工具有一定指导和借鉴意义。
关键词:高速铁路桥梁;预应力混凝土施工工艺;质量
1引言
从我国加入世界贸易组织之后,经济快速发展带来的是对于人员及物资流通速度的需求,为满足这一需求我国加快了对于高速铁路的建设速度和规模。而在高速铁路的修建过程中,运用预应力混凝土施工技术进行高速铁路桥梁建设,是其中应用最频繁也是使用范围最广的一项技术,它对于提高运行质量和运行速度意义重大。
2预应力混凝土结构
高速铁路的高速度、高舒适性、高安全性、高密度连续运营等特点造成了列车对桥梁的动力作用增大。由于速度大幅提高,高速列车对桥梁结构的动力作用远大于普通铁路桥梁,桥梁出现较大挠度对桥上轨道平顺性影响较大,造成结构物承受很大冲击力,严重影响旅客舒适度和轨道的稳定性,甚至危及列车运行安全。这些都对桥梁结构的刚度和整体性提出了严格的要求。为了满足上述要求及适应高速铁路线路的要求,高速铁路桥梁结构必须具有足够的强度、稳定性、刚度和耐久性,并且保持桥上线路的平顺状态。因此在高速铁路大中跨径桥梁中,一般都是采用预应力连续梁桥。预应力混凝土结构,是在结构构件受外力荷载作用前,先人为地对它施加压力,由此产生的预应力状态用以减小或抵消外荷载所引起的拉应力,即借助于混凝土较高的抗压强度来弥补其抗拉强度的不足,达到推迟受拉区混凝土开裂的目的。以预应力混凝土制成的结构,因以张拉钢筋的方法来达到预压应力,所以也称预应力钢筋混凝土结构。
3高速铁路桥梁预应力混凝土施工工艺
3.1先张法施工技术
第一,张拉钢绞线作业技术。钢绞线是该道工序的主要施工材料,其加工质量与工程质量密切相关。从施工实际出发,钢绞线应在桥梁工程施工现场,根据工程施工需要进行加工。一般使用砂轮切割机作为加工钢绞线的主要设备。张拉时,先将加工好的钢绞线经由固定位置索孔固定,并在底座位置处涂抹上适量的涂膜剂,钢绞线处于放松状态,然后方可进行张拉施工。具体按照以下方法进行:第一步是钢绞线固定作业。将钢绞线从定位板的中央穿过,使用圆锥形固定架固定定位板边缘,避免钢绞线错穿。固定后的钢绞线应处于放松状态,及钢绞线应力为零。第二步要进行千斤顶的安装作业。千斤顶是钢绞线张拉的主要设备,必须确保其安装状态正常,以免影响作业。将露出来的钢绞线穿过千斤顶,并将千斤顶顶头与套筒夹紧固定。第三步是待前置作业全部准备完成后就可以开始张拉作业。钢绞线张拉作业采用油泵张拉的方式进行,在张拉开始前要对工作保护层进行细致的检查,确保位置正确。如果发现位置存在偏差要立即调整定位板,直至误差达到允许标准。并在钢绞线末端进行相应标记,记为测量最佳点。油泵开动后要用千斤顶使油泵回位,而后进油张拉,在即将出现控制应力时关闭油泵,并维持这个状态2分钟。用标准活塞夹紧圆锥形夹片,同时锚紧钢绞线,测量延伸量。第四步是油泵复位作业。顶锚作业完成后进行油泵复位,并将千斤顶夹具放开,以便进行下次钢绞线张拉。第二,钢筋与模板安装作业技术。在钢筋安装作业过程中要严格禁止使用电焊的方式对底模进行处理。要按照施工图纸正确设置钢筋间距,保持间距均匀统一,钢筋位置确定好后进行固定。然后依次进行支座、泄水孔和人行道板的预埋作业。在此基础上方可进行模板施工。模板安装好后用拉杆拉紧固定,并在台座纵梁上用拉线拉伸。固定芯模避免摇摆。第三,混凝土浇筑作业技术。按照施工图纸进行空心板和模板安装,并对安装成果进行详细检查,确保没有缺陷存在后进行混凝土浇筑。需要注意的是,混凝土浇筑要一次性连续浇筑完成,中间不能断开。浇筑后振捣作业从两边同时开始,防止造成冲气囊移位,并且要严格控制振捣棒插入深度和位置,避免振捣棒与预应力钢筋或气囊发生碰触,造成损伤,给混凝土工程质量带来负面影响,甚至引发安全事故。混凝土硬化达到设计强度后方可拆除模板,并对混凝土进行相应的养护作业。第四,预应力筋放张作业技术。预应力筋放张时要严格控制放张力度,避免过度。放张完成后,用切割机将超出需求的钢绞线切除,并在端处用水泥砂浆做保护层。最后拆除台座两端夹具。待预应力混凝土的强度达到设计要求后再进行吊运与堆码。
3.2后张法施工技术
(1)预应力钢筋穿过管道的时机可以选择在混凝土浇筑前,也可以选择在混凝土浇筑后,在钢筋穿管前需要详细检查孔道和垫板铺设情况,确保垫板位置正确与孔道畅通,且无杂物存在。(2)预应力筋安装好后,为保证其不因环境因素而发生性质改变,需要进行必要的保护处理。如果预应力筋处于高盐分条件下,或者空气湿度过大,超过70%,其压浆时间应控制在7天以内,如果空气湿度大于40%小于70%,则压浆时间应控制在15天内,如果空气湿度低于40%,则压浆时间控制在20天以内。在安装后应密封管道开口,以减少湿润空气进入管道,侵蚀预应力筋。当电焊操作发生在预应力筋构件周边时应对预应力筋进行保护,避免损坏。(3)张拉预应力筋。为防止张拉过程中出现异常情况损坏建筑结构,在正式张拉之前,要对相关构件进行细致检查,确保尺寸及外观与规定相符。要采用性能和设计标准相符的混凝土进行构件浇筑。如果施工设计没有对混凝土强度进行明确,则应选择强度指标超过设计强度等级值75%以上的混凝土进行施工。在张拉时应注意顺序,可采取分阶段或者分批对称张拉。(4)压浆作业。压浆作业应在预应力筋张拉完成24小时内尽早进行,以免预应力筋在未加保护措施状态下长期暴漏于空气中发生锈蚀。压浆前先清理孔道,并根据孔道材质进行必要的润湿处理。压浆作业使用活塞式压浆泵进行施工,压力最大不能超过0.6兆帕。使用二次压浆法施工时,间隔时间控制在40分钟效果最好。压浆时与压浆后48h确保结构混凝土温度在5℃以上,若无法达到需要采取保温措施。
4结束语
进入21世纪以来,我国交通运输事业实现了飞速发展。高速铁路作为新型运输方式,效率高、速度快,受到了政府和社会的高度重视。建设需求越来越大,由此带动了高速铁路桥梁的建设与发展。预应力混凝土工艺作为高速铁路桥梁的常用施工方法,工艺要求很高,施工企业要充分认识到各个技术要点的含义所在,严格遵循工艺规定,执行工艺流程,做好品质检查、检测,切实保证施工质量,为铁路桥梁工程的安全稳定和长期运转提供坚实的技术支持。
参考文献:
[1]武鹏.高速铁路桥梁预应力混凝土施工工艺探析[J].科技创新与应用,2016,08:240.
[2]姜森.高速铁路桥梁预应力混凝土施工要点分析[J].科技创新与应用,2017,02:235.
[3]李阳.高速铁路桥梁预应力混凝土施工要点分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017,09:223.
[4]武肖福.高速铁路预应力混凝土连续梁施工工艺研究[D].西南交通大学,2008.
[5]李学斌.预制节段拼装体外预应力混凝土箱梁受力特性研究[D].铁道部科学研究院,2003.