铁路大跨度连续梁结构施工工艺及质量控制要点探究

作者:李映晖
单位:中铁十一局集团第五工程有限公司
摘要:结合铁路大跨度连续梁结构的发展现状,介绍连续梁结构的主要特点和施工工艺,阐述施工质量控制的重要性,并探讨铁路大跨度连续梁结构施工质量控制的具体措施,以期为相关工程提供借鉴。
关键词:铁路工程 大跨度连续梁 结构 悬臂浇筑法 施工工艺 质量控制
作者简介: 李映晖,工程师,E-mail:631953194@qq.com;

0 引言

我国桥梁建设的历史可追溯到1 000多年前,桥梁一直以来是交通运输的关键组成部分。铁路大跨度连续梁结构作为一种实用性强的结构形式,在高速铁路构成中的比重越来越大。悬臂浇筑法是大跨度连续梁工程的主要施工方式之一。除此之外,为保证施工质量,在实际工程中还有很多施工工艺在不断发展和进步。

1 铁路大跨度连续梁结构发展现状

随着我国经济的快速发展,高速铁路已成为现代交通运输的主要途径之一。高速铁路大跨度连续梁技术是高速铁路桥梁建设中最常见的施工技术之一,在世界高速铁路建设中应用日渐普遍,在我国、日本、法国等多个国家的高铁线路总里程中都占有很大比重。在我国有些高铁线路中,桥梁线路甚至占比50%以上,比如京津城际高铁、郑西客专高铁中,桥梁总里程分别占比87%,58%。高速铁路连续梁一般跨越沟谷、河流和平地,由于各个国家和地区的经济、科技水平不同,采取的桥梁设计结构、施工工艺也各不相同。铁路大跨度连续梁结构的发展对全球高速铁路桥梁建设的规划和运营至关重要。高速铁路大跨度连续梁结构工程施工复杂,面临的施工问题较多,其从结构到施工技术仍在不断优化的进程中。

2 铁路大跨度连续梁结构的主要特点

铁路大跨度连续梁结构是铁路桥梁建设中的关键组成部分,具有高架结构多、有附加应力、整体刚度高等特点。铁路大跨度连续梁结构与普通桥梁相比,具有更高的架设高度、更长的桥梁长度、更大的承受力、施工技术特殊、施工成本更高等特性;而附加应力的产生是因为大跨度连续梁受到列车制动和温度等的影响,增大的纵向力会使桥梁出现纵向位移,甚至破坏线路的稳定性。因此,需要控制铁道线路的附加应力,避免出现位移的情况;铁道工程使用频率高、承载压力大,要求工程的使用寿命长、安全性能高,需要使用硬度、刚度都高的材料,在列车运行时确保轨道不会因为列车的高速运动和振动而变形、产生裂纹等,必须保证列车的平稳安全运行。铁路大跨度连续梁结构的这些特点,显示出对技术的高要求和施工难度。因此,如何把握好其工程实施的重难点,建设高水准的工程,是建筑从业人员探究的主题。

3 铁路大跨度连续梁结构的主要施工工艺

3.1 悬臂浇筑连续梁支座安装施工工艺

1)将支座十字线放在垫石上,精准测量高度后,不经允许不可随意调节位置。

2)清理预留孔,确定将杂物处理干净后检查支座脚螺栓位置是否准确,深度是否合适,此时支座的位置和垂直度等参数已经符合安装标准。

3)需要仔细检查支座,确定找平支座后即可使用重力灌浆充实支座锚栓孔。

3.2 临时支墩与墩梁固结施工工艺

一般情况下,临时支墩和墩梁固结是为解决铁路大跨度连续梁施工中的弯矩问题,由于荷载不平衡,需要对桥梁进行短期的加固操作。可以将墩顶预留的支座和固定拉筋嵌入内部,并在支墩位置增加混凝土,以此固定支座箱梁。

3.3 连续梁端悬臂灌注施工工艺

连续梁端悬臂灌注是前期先设计好安全可靠的挂篮,并经试验后,对梁端安装外模同时进行钢筋绑定、安装端模内模和预应力管道,浇灌混凝土并安装管道,进行压浆操作。大跨度连续梁施工过程中悬臂灌注的步骤很多,需要按照流程逐一进行。其中,梁体线形控制是关键环节,需要严格把控,及时根据温度、灌注速度等情况的变化调整坍落精度,保证在14~17cm范围内。

3.4 连续梁预应力束张拉及压浆施工工艺

在进行梁段预应力张拉时,应保证纵向预应力束、横向预应力束、竖向预应力束为符合强度标准、公称直径、公称横截面积的钢绞线。需要选择弹性模量、强度符合要求的混凝土。实践表明,混凝土的加载龄期控制是梁体控制施工后期的重要内容,通常将时间设定在7d左右,而对于清理工作后的压浆工作是在其完成后2d之内;对于温度等参数也有一定的要求,一般规定梁体在压浆时和之后的3d内温度不低于5℃。

3.5 合龙和体系转换施工工艺

1)在大跨度连续梁合龙操作之前调节好龙口段的高程和中线位置,释放固定支架,安装间距参考弹性数值及温度等参数。

2)即使是临时性的锁定,也要按照要求进行加固安装,满足温度的施工要求。

3)大跨度连续梁结构体系转换,应在合龙的纵向预应力束张拉、压浆、混凝土达到标准后才能进行,通过解除支座固定操作完成。

3.6 其他施工工艺

对于铁路大跨度连续梁结构细节方面的施工工艺还有很多,比如挂篮安装工艺、边跨现浇段施工工艺、预应力管道安装工艺等,这些工艺的实施保证了铁路大跨度连续梁工程的顺利开展。

4 铁路大跨度连续梁结构质量控制的重要性

做好铁路大跨度连续梁结构的施工质量控制,可以保证连续梁结构在施工进行时的人员安全,更可以确保连续梁结构工程完成时达到设计要求和施工相关规范,保证在工程投入使用时行车的舒适度、稳定性和安全性。大跨度连续梁结构施工过程复杂,结构状态和力学行为是动态变化的,必须保证内部的应力和整体稳定性在合理状态范围内,不能破坏连续梁结构,否则会造成安全隐患。这就需要专业人员在各个环节做好把控和监督工作,从材料选取到运输、保存、使用都需要谨慎严密,科学勘测地质数据和相关环境参数,利用计算机可视化等手段合理模拟出设计施工情形,提前预测可能发生的事故并给出防范措施。施工中,严格按照设计要求和操作规范进行工作,避免操作偏差,从而保障铁路大跨度连续梁结构的工程质量。

5 铁路大跨度连续梁结构的质量控制要点

5.1 支座安装

在进行支座安装时,应注意对齐上下固定座板,对正横向支座,如果上下或左右的位置存在偏差,应该马上进行修正。如固定支座上下座板和中线的纵、横错动量的允许偏差在1mm以内;按设计气温定位后的活动支座中线的纵、横错动量的允许偏差在3mm以内;上下座板中心十字线扭转和同一梁端两支座高度差的允许偏差为1mm等,相关数据要求还有很多,应该按照支座安装的允许偏差和固定的检验方法,逐个进行检查和验收。

5.2 临时支墩与墩梁固结

为避免变形,托架装好后需要测算出弹性变形值,若变形很大,安装好托架后要预压托架,预压时使用大于施工荷载的加水或加砂袋的方式进行多次施压,以消除非弹性变形,达到侧模和底模的预留高度。

5.3 连续梁端悬臂灌注

连续梁端的灌注工作应从悬臂端浇筑,控制好混凝土的比例,按照振捣次序和次数分层浇筑后检查浇筑点,保证偏差在允许范围内,比如:悬臂梁端高程的允许偏差在-5~15mm,而梁端顶面高程的允许偏差在-10~10mm等,类似的项目要求很多。要科学调整灌注速度和运输温度,要求在灌注时各种数据参数都应该得到满足。同时在浇筑中禁止损坏钢筋骨架和管道,完成作业后按照标准进行验收。

5.4 连续梁预应力张拉及压浆

1)在放置钢绞线之前需要校正传感器、油压表等相应设备的数据参数,按照设计图纸的要求进行控制力调整。

2)测定孔道摩阻损失等参数,使用双控制技术控制预应力和钢绞线实际伸长量,根据实际测量结果对其进行调整,实际伸长量与理论伸长量的差异应该在-6%~6%,其他参数也应该符合相关标准,比如端部锚具回缩量不大于1mm。

3)选择符合标准的水泥浆,水泥浆的结构特性必须在规定范围内,比如浆体流动性应该小于25s,30min之后应该小于35s,以保障饱满严实地压入管道。

4)自下而上缓慢地进行压浆操作,直到浓浆溢出出浆口后堵住槽口,关闭压浆阀门。

5.5 连续梁合龙

1)通过测试梁体变形规律及气温和梁温间的数据变化,严格掌握温度,探究如何进行合适的龙口锁定,完善连续梁合龙操作。

2)对混凝土进行合理配合比设计,选择微膨胀早强混凝土,同时覆盖日照强烈的位置。

3)通过卸载速度和灌注速度相照应,达到合龙口灌注过程中相对平衡。注意稳固首段的时间和顺序,必须截断与临时固结有关的钢筋,以便顺利进行合龙体系转换。

对于其他方面施工工艺的质量控制,也应注意参数的确定和温度的控制,如边跨现浇段立柱的支架布置形式、模板施工后的支架预压处理、测量温度的方式等,都需要有关部门积极监管,按流程作业,制定完善的施工方案,施工完成后进行全方位的验收。

6 结语

铁路建设关系到国家运输行业的发展,在整个铁路工程施工中,对于大跨度连续梁结构部分的施工技术水平要求比较高,如何选择科学的设计方案与经济实用的施工材料,使用合适的施工工艺,在控制好施工成本、提高造型观赏度的同时,保证工程质量、延长工程的使用寿命、杜绝交通安全隐患,是铁路建设从业人员一直以来追求的目标。

 

 

参考文献[1]杨建朋.铁路大跨度连续梁结构施工工艺及质量控制要点探究[J].绿色环保建材,2018(5):131-132.

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