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摘要:本文首先介绍了高速铁路对桥梁的要求和高速铁路桥梁设计的特点,然后分析了高速铁路路桥过渡段设置的建议和钢纤维混凝土施工技术,最后阐述了施工质量控制措施。
关键词:高速铁路;桥梁;施工技术;质量控制
中图分类号:O213.1 文献标识码: A
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,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。
1高速铁路对桥梁的要求
由于运行速度大幅度提高,列车对桥梁结构的动力作用远大于普通桥梁,因而可能使桥梁出现较大的挠度,这将直接影响桥上轨道的平顺性,不仅使旅客乘车的舒适度受到严重影响,而且使结构物受到较大的冲击力,轨道不能保持稳定,甚至危及行车安全。为了维持轨道的稳定,就必须限制桥梁的预应力徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形。这些,都对高速铁路桥梁结构的刚度和整体性提出很高的要求,对桥梁的挠度、梁端转角、扭转变形、横向变形、结构自振频率和车辆竖向加速度等方面提出严格的限定。
另外,还要限制纵向力作用下结构产生的位移,避免桥上无缝线路出现过大的附加应力,为此要求桥墩、台基础要有足够的刚度。
2高速铁路桥梁设计的特点
针对上述受力特点和要求,高速铁路桥梁的设计有以下特点:
(1)为增大桥梁的横向刚度,设计采用双线整孔梁,主梁整孔制作或5片T梁整体联结;除小跨梁外,都采用双线单室箱形截面;
(2)为加大竖向刚度,梁高和高跨比要相应增大;
(3)基础墩台截面加大,不得采用柔性墩和轻型桥台;
(4)桥梁基础处理更为复杂,对此,有关部门正在加紧研究;
(5)为了保证轨道的高平顺性,需要在桥台和台后路基之间设置纵向过渡段;
(6)大量采用斜梁、斜墩,以提高跨越能力。
3高速铁路路桥过渡段设置的建议
3.1 台后地基的处理,控制台后路基的沉降变形中,控制地基的沉降是其中的重要组成部分,在软土及松软土路基地段,地基处理应采用水泥搅拌桩,粉喷桩等半刚性复合地基。
3.2 台后基坑的回填。基坑应采用素混凝土或片石混凝土回填,面积较大时采用碎石分层夯填,达到规定的压实要求。
3.3 过渡段的几何形式。过渡段沿线路纵向的布置形式,国外大多采用上窄上宽的正梯形结构形式。
3.4 过渡段填料的选择。过渡段应使用强度高,变形小的优质填料。日本、法国、德国通常采用级配砂砾石中加入 6A 左右的水泥进行过渡段填筑。
3.5 桥台与路基间设置钢筋混凝土搭板。台后过渡段设置钢筋混凝土搭板可显著改善路基与桥台在抗垂直变形能力方面的巨大差异,有效实现路基与桥台的刚度渐变。对软土、松软土地基地段更应加强钢筋混凝土搭板的设置与研究。
4钢纤维混凝土施工技术
4.1 搅拌投料顺序和搅拌时间。为防止钢纤维结团,需采取分级投料,先干后湿工艺。即按技术交底工作,材料的质量控制和机构设备的质量保证。过渡段的施工组织设计应该有利于减少路桥间的沉降差,在桥台结构完成后尽快安排过渡段陆地与一般填土路堤的施工,使用同样压实能量的压实机械把过渡段路堤与一般路堤的碾压面按大致机同的高度进行填筑碾压,分层填筑时,每层松铺厚度必须控制在15cm 以内,并在台背墙上划上记号,以保证厚度的均匀性,方便施工人员检查。在路堤砂→钢纤维→碎石→水泥。混和料先在搅拌机内干拌 1min,然后加水和外加剂湿拌2min。
4.2 设置钢纤维分散装置。由于钢纤维一次性直接投入搅拌机易出现结团现象,为使钢纤维充分分散,宜将钢纤维通过分散机再进入搅拌机。分散机功率宜为 75~110kW,分散为宜 20~60min。钢纤维应事先与细骨料定量拌合均匀或选择直径较粗、材质较好的纤维,并在料斗入口处设置震动筛。
4.3 采用强制式搅拌机。钢纤维混凝土搅拌机,一般最好使用强制式搅拌机和双锥反转出料搅拌机。当纤维掺量较高和坍落度较小时,为不使搅拌机超负荷工作,搅拌机的利用率相应有所降低。
4.4 浇筑和振捣。钢纤维混凝土在浇筑时,不得有明显的浇筑接头。每次倒料必须相压 15~20cm。使钢纤维混凝土保持整体连续性,同时,钢纤维混凝土的浇注必须连续进行。当采用振捣棒时,为保证边角混凝土密实,应使用钢纤维纵向条状集束排列有利于抵抗板体收缩应力,温度应力及荷载的传递。振捣好的混凝土表面应抹平,将外露的钢纤维压入混凝土中,以防止露出表面的纤维锈蚀或剌入。
4.5 成型。钢纤维混凝土具有粗骨料细、砂率大、纤维乱向分布的特点,因此钢纤维混凝土路面宜采用真空吸水工艺,机械抹平以防止钢纤维外露,采用压纹机工艺以避免拉毛产生纤维外露现象。拆模后对纤维外露或漏振时,应及时处理。
4.6 接缝施工。钢纤维混凝土的收缩性小,抗裂性能好,有条件封闭交通的施工路段,采用混凝土摊铺机可做成整幅式,不设纵缝。钢纤维浇筑养生达设计强度 50%后切锯缩缝。
4.7 运输。钢纤维混凝土在运输过程中,坍落度和含气量都有损失。拌和物稠度下降,由于在运输时受到振动使钢纤维下沉,影响了钢纤维混凝土的均匀性。因此钢纤维混凝土的运输距离就尽量缩短,料斗出口尺寸要大一些,有大条件时也可以采用泵送
5 施工质量控制措施
桥梁施工控制管理的好坏直接影响桥梁施工的质量和进度,桥梁施工质量控制是对施工全过程的各工序进行检查、监督和管理,以此消除影响工程质量的各种不利因素。桥梁施工控制就是对桥梁施工过程中结构的受力、变形及稳定进行监控,保证施工过程安全和成桥状态符合设计和规范要求。
5.1 增强施工質量意识加强技术人才的培养
建设者的专业素质直接关系到工程建设所能达到的质量。要想建设一支高素质的技术人员队伍就要重视建设人员的素质教育,可以通过培训和学习的形式来增强技术人员的质量意识,还可以选派那些业务素质高且熟悉高铁桥梁建设工作的人员来担当技术领导,要重用那些有经验懂技术并且责任心强的专业人员。除此之外还要注重质量标准的培训,通过培训来实现专业人员对国际国内质量标准的了解和掌握,以便能依据严格的质量标准来进行施工和验收。
5.2 提高桥梁设计的质量
桥梁工程的基础和前提就是要实现桥梁工程设计方案的合理。只有具备优秀的设计才能据此建造出优秀的工程。而优秀的设计要强调规划和勘测工作,要做到勘测数据的准确性,这样设计出的建设方案才能科学合理,所以提高桥梁设计的质量还必须不断提高勘测水平。
5.3 完善质量管理组织机构
完善的质量管理组织机构需要相应的制度和措施的支持。在机构组织过程中可以就每个必要的项目成立专门的质量管理机构,实现监理人员、设计人员和相关技术负责人员的科学合理配备。在机构内还应建立测量、质检和计划统计的专职技术机构。除此之外,还要制定相应的监督和奖惩制度,实现桥梁工程项目质量的好坏与其相应的责任人切身利益的挂钩。
5.4 制定相应的质量措施
进行质量措施的制定,首先就要严格技术工作的程序,对施工人员、技术人员和管理人员制定相应的要求。施工人员应严格按照设计图纸进行施工,在进行具体的操作时要严格依据巨头的规范。技术人员还应该严格执行技术交底制度,做好工程技术的质量交底工作。质量检验人员和管理人员还要严格按质量的标准检查验收。明确质量要求和标准是质量措施中重要的一环,必须做到各类人员做好原始记录工作,以此来保证施工质量目标的具体落实。
5.5 加强工程建设中的监督检查
质量监督在工程的实施过程中起着尤为重要的作用,所以每道工序都要严把质量关。施工机械和设备材料的进场是桥梁工程项目实施过程中必不可少的一环,这些物资的质量对工程质量有非常重要的影响,所以质量检验人员要严格对进入施工现场的材料进行有效控制。要经常检查和监督机械设备的使用及运转情况,保证设备的整洁完好和齐全。加强工程建设中的监督检查,明确质量控制的重点和关键部位。对那些重点部位的质量监控应事先做好技术准备,通过质量交接制度的建立来实现重点部位工序间的工序衔接。要定期对现场操作人员和维修人员进行考核,对那些经过考核不达标准的人员要有针对性的进行相关培训,对于无法提高其素质的工作人员要调离施工岗位。
6结语
总之,在高速铁路桥梁的施工过程当中会涉及到很多方面的问题,尤其是对于技术层面是非常重要的。在高速铁路桥梁工程的发展当中会出现很多新问题和新技术有待解决,所以,作为一名合格的桥梁技术人员除了要对桥梁工程施工要具备一定的责任心以外,还必须要掌握更多更好的方法与技术手段。并且需要结合在高速铁路桥梁工程施工中的一些实践经验,并且要严格的控制桥梁施工的质量以及一些关键重点的问题,从而可以保证桥梁工程施工的质量,从真正意义上做好桥梁施工的具体工作,加强提高施工技术。
参考文献
[1]张起昕,田永.桥梁施工中质量控制分析[J].山西建筑.2010(11).
[2]洪刚,王芳.浅谈桥梁施工中的质量控制[J].科学与财富.2010(3).
[3]张一苇.浅谈桥梁施工过程质量控制的管理[J].中国新技术新产品.2010(19)
关键词:高速铁路;桥梁;施工技术;质量控制
中图分类号:O213.1 文献标识码: A
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,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。
1高速铁路对桥梁的要求
由于运行速度大幅度提高,列车对桥梁结构的动力作用远大于普通桥梁,因而可能使桥梁出现较大的挠度,这将直接影响桥上轨道的平顺性,不仅使旅客乘车的舒适度受到严重影响,而且使结构物受到较大的冲击力,轨道不能保持稳定,甚至危及行车安全。为了维持轨道的稳定,就必须限制桥梁的预应力徐变上拱和不均匀温差引起的结构变形。这些,都对高速铁路桥梁结构的刚度和整体性提出很高的要求,对桥梁的挠度、梁端转角、扭转变形、横向变形、结构自振频率和车辆竖向加速度等方面提出严格的限定。
另外,还要限制纵向力作用下结构产生的位移,避免桥上无缝线路出现过大的附加应力,为此要求桥墩、台基础要有足够的刚度。
2高速铁路桥梁设计的特点
针对上述受力特点和要求,高速铁路桥梁的设计有以下特点:
(1)为增大桥梁的横向刚度,设计采用双线整孔梁,主梁整孔制作或5片T梁整体联结;除小跨梁外,都采用双线单室箱形截面;
(2)为加大竖向刚度,梁高和高跨比要相应增大;
(3)基础墩台截面加大,不得采用柔性墩和轻型桥台;
(4)桥梁基础处理更为复杂,对此,有关部门正在加紧研究;
(5)为了保证轨道的高平顺性,需要在桥台和台后路基之间设置纵向过渡段;
(6)大量采用斜梁、斜墩,以提高跨越能力。
3高速铁路路桥过渡段设置的建议
3.1 台后地基的处理,控制台后路基的沉降变形中,控制地基的沉降是其中的重要组成部分,在软土及松软土路基地段,地基处理应采用水泥搅拌桩,粉喷桩等半刚性复合地基。
3.2 台后基坑的回填。基坑应采用素混凝土或片石混凝土回填,面积较大时采用碎石分层夯填,达到规定的压实要求。
3.3 过渡段的几何形式。过渡段沿线路纵向的布置形式,国外大多采用上窄上宽的正梯形结构形式。
3.4 过渡段填料的选择。过渡段应使用强度高,变形小的优质填料。日本、法国、德国通常采用级配砂砾石中加入 6A 左右的水泥进行过渡段填筑。
3.5 桥台与路基间设置钢筋混凝土搭板。台后过渡段设置钢筋混凝土搭板可显著改善路基与桥台在抗垂直变形能力方面的巨大差异,有效实现路基与桥台的刚度渐变。对软土、松软土地基地段更应加强钢筋混凝土搭板的设置与研究。
4钢纤维混凝土施工技术
4.1 搅拌投料顺序和搅拌时间。为防止钢纤维结团,需采取分级投料,先干后湿工艺。即按技术交底工作,材料的质量控制和机构设备的质量保证。过渡段的施工组织设计应该有利于减少路桥间的沉降差,在桥台结构完成后尽快安排过渡段陆地与一般填土路堤的施工,使用同样压实能量的压实机械把过渡段路堤与一般路堤的碾压面按大致机同的高度进行填筑碾压,分层填筑时,每层松铺厚度必须控制在15cm 以内,并在台背墙上划上记号,以保证厚度的均匀性,方便施工人员检查。在路堤砂→钢纤维→碎石→水泥。混和料先在搅拌机内干拌 1min,然后加水和外加剂湿拌2min。
4.2 设置钢纤维分散装置。由于钢纤维一次性直接投入搅拌机易出现结团现象,为使钢纤维充分分散,宜将钢纤维通过分散机再进入搅拌机。分散机功率宜为 75~110kW,分散为宜 20~60min。钢纤维应事先与细骨料定量拌合均匀或选择直径较粗、材质较好的纤维,并在料斗入口处设置震动筛。
4.3 采用强制式搅拌机。钢纤维混凝土搅拌机,一般最好使用强制式搅拌机和双锥反转出料搅拌机。当纤维掺量较高和坍落度较小时,为不使搅拌机超负荷工作,搅拌机的利用率相应有所降低。
4.4 浇筑和振捣。钢纤维混凝土在浇筑时,不得有明显的浇筑接头。每次倒料必须相压 15~20cm。使钢纤维混凝土保持整体连续性,同时,钢纤维混凝土的浇注必须连续进行。当采用振捣棒时,为保证边角混凝土密实,应使用钢纤维纵向条状集束排列有利于抵抗板体收缩应力,温度应力及荷载的传递。振捣好的混凝土表面应抹平,将外露的钢纤维压入混凝土中,以防止露出表面的纤维锈蚀或剌入。
4.5 成型。钢纤维混凝土具有粗骨料细、砂率大、纤维乱向分布的特点,因此钢纤维混凝土路面宜采用真空吸水工艺,机械抹平以防止钢纤维外露,采用压纹机工艺以避免拉毛产生纤维外露现象。拆模后对纤维外露或漏振时,应及时处理。
4.6 接缝施工。钢纤维混凝土的收缩性小,抗裂性能好,有条件封闭交通的施工路段,采用混凝土摊铺机可做成整幅式,不设纵缝。钢纤维浇筑养生达设计强度 50%后切锯缩缝。
4.7 运输。钢纤维混凝土在运输过程中,坍落度和含气量都有损失。拌和物稠度下降,由于在运输时受到振动使钢纤维下沉,影响了钢纤维混凝土的均匀性。因此钢纤维混凝土的运输距离就尽量缩短,料斗出口尺寸要大一些,有大条件时也可以采用泵送
5 施工质量控制措施
桥梁施工控制管理的好坏直接影响桥梁施工的质量和进度,桥梁施工质量控制是对施工全过程的各工序进行检查、监督和管理,以此消除影响工程质量的各种不利因素。桥梁施工控制就是对桥梁施工过程中结构的受力、变形及稳定进行监控,保证施工过程安全和成桥状态符合设计和规范要求。
5.1 增强施工質量意识加强技术人才的培养
建设者的专业素质直接关系到工程建设所能达到的质量。要想建设一支高素质的技术人员队伍就要重视建设人员的素质教育,可以通过培训和学习的形式来增强技术人员的质量意识,还可以选派那些业务素质高且熟悉高铁桥梁建设工作的人员来担当技术领导,要重用那些有经验懂技术并且责任心强的专业人员。除此之外还要注重质量标准的培训,通过培训来实现专业人员对国际国内质量标准的了解和掌握,以便能依据严格的质量标准来进行施工和验收。
5.2 提高桥梁设计的质量
桥梁工程的基础和前提就是要实现桥梁工程设计方案的合理。只有具备优秀的设计才能据此建造出优秀的工程。而优秀的设计要强调规划和勘测工作,要做到勘测数据的准确性,这样设计出的建设方案才能科学合理,所以提高桥梁设计的质量还必须不断提高勘测水平。
5.3 完善质量管理组织机构
完善的质量管理组织机构需要相应的制度和措施的支持。在机构组织过程中可以就每个必要的项目成立专门的质量管理机构,实现监理人员、设计人员和相关技术负责人员的科学合理配备。在机构内还应建立测量、质检和计划统计的专职技术机构。除此之外,还要制定相应的监督和奖惩制度,实现桥梁工程项目质量的好坏与其相应的责任人切身利益的挂钩。
5.4 制定相应的质量措施
进行质量措施的制定,首先就要严格技术工作的程序,对施工人员、技术人员和管理人员制定相应的要求。施工人员应严格按照设计图纸进行施工,在进行具体的操作时要严格依据巨头的规范。技术人员还应该严格执行技术交底制度,做好工程技术的质量交底工作。质量检验人员和管理人员还要严格按质量的标准检查验收。明确质量要求和标准是质量措施中重要的一环,必须做到各类人员做好原始记录工作,以此来保证施工质量目标的具体落实。
5.5 加强工程建设中的监督检查
质量监督在工程的实施过程中起着尤为重要的作用,所以每道工序都要严把质量关。施工机械和设备材料的进场是桥梁工程项目实施过程中必不可少的一环,这些物资的质量对工程质量有非常重要的影响,所以质量检验人员要严格对进入施工现场的材料进行有效控制。要经常检查和监督机械设备的使用及运转情况,保证设备的整洁完好和齐全。加强工程建设中的监督检查,明确质量控制的重点和关键部位。对那些重点部位的质量监控应事先做好技术准备,通过质量交接制度的建立来实现重点部位工序间的工序衔接。要定期对现场操作人员和维修人员进行考核,对那些经过考核不达标准的人员要有针对性的进行相关培训,对于无法提高其素质的工作人员要调离施工岗位。
6结语
总之,在高速铁路桥梁的施工过程当中会涉及到很多方面的问题,尤其是对于技术层面是非常重要的。在高速铁路桥梁工程的发展当中会出现很多新问题和新技术有待解决,所以,作为一名合格的桥梁技术人员除了要对桥梁工程施工要具备一定的责任心以外,还必须要掌握更多更好的方法与技术手段。并且需要结合在高速铁路桥梁工程施工中的一些实践经验,并且要严格的控制桥梁施工的质量以及一些关键重点的问题,从而可以保证桥梁工程施工的质量,从真正意义上做好桥梁施工的具体工作,加强提高施工技术。
参考文献
[1]张起昕,田永.桥梁施工中质量控制分析[J].山西建筑.2010(11).
[2]洪刚,王芳.浅谈桥梁施工中的质量控制[J].科学与财富.2010(3).
[3]张一苇.浅谈桥梁施工过程质量控制的管理[J].中国新技术新产品.2010(19)