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【摘 要】 当前我国高速铁路建设进入大发展时代,其为国民经济的发展,特别是交通运输、交通旅游、加强地区联系、促进地区之间经济发展发挥了巨大作用。预应力混凝土连续梁桥所具有的变形小、结构刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护简单以及抗震能力强等优点,随着施工工艺的不断革新和施工质量的不断提高,得到了更加充分的体现。连续梁结构体系已经成为预应力混凝土桥梁的主要梁型之一。因此,对其施工工艺及施工过程中质量控制的研究已成为工程技术人员关心的课题。本文根据作者多年工作经验就高铁施工中预应力混凝土连续梁质量控制进行了分析。
【关键词】 高铁施工;预应力混凝土;连续梁;质量控制
1、高速铁路预应力混凝土连续梁施工工艺流程
当前整联连续梁在铁路桥梁中的应用不断增加,促进了混凝土连续梁施工工法的不断完善和成熟。最常用的有悬臂施工和脚手架施工。其中满堂支架施工的主要内容包括地基工程,支架工程,模板工程,钢筋混凝土工程,预应力钢筋工程等。施工工艺流程为:地基处理→脚手架搭设及预压底模→侧模安装→绑扎梁体底腹板钢筋→安装底腹板预应力波纹管→安装内模→安装端模→绑扎顶板钢筋→安装顶板预应力波纹管→梁体混凝土灌注→养护→模板拆除→张拉→压浆。
2、材料控制
2.1混凝土质量控制
混凝土的主要成分是水泥,细骨料,粗骨料,水和外加剂。其中,高铁建设中水泥的选用应该严格控制。水泥强度的等级应该合适,过高会降低混凝土的使用量,从而降低其和易性和耐久性。过低则导致混凝土的用量加大,造成混凝土的收缩率增大。此外,水泥不能露天存放,堆高不得大于1.5m,水泥离墙不小于20cm,离地面高度不低于20cm。
2.2钢筋质量控制
对于不同的钢筋,应按照相应的现行国家标准选取。钢筋入库时要严格审核材料的合格证书及出厂检验报告单,如不符合条件要求严禁进厂,另外进厂的钢筋质量还要进行抽样检测,并将检验合格后的钢筋挂牌分批堆放,且不能放在阴暗潮湿的地方,应该有利于通风干燥,才能防止其生锈。
2.3锚具质量控制
做好锚具的质量控制尤为重要,其中检验锚具的基本准则就是符合设计规定和预应力张拉的需要,这样才能符合后期的施工要求。锚具检测应该保证不能低于预应力钢筋抗拉强度90%的基本要求。在施工过程中应该使用质量符合GB699-88《合金结构钢》规定要求的5号优质碳素钢和40号铬。另外,最为主要的就是锚具进厂时应检查其是否有裂纹、伤痕、锈蚀,只有这样才能使其尺寸控制在合理的范围内,才能保证锚具的强度、硬度、锚固能力满足设计及施工的要求,确保施工质量。
2.4支座质量控制
高铁施工球形支座采用技术条件符合应该满足下述要求:GB700规定的HPB300钢材。铸钢座则可采用技术条件符合GB5676的定铸钢ZG270-500或ZG300-550Mn,锚栓采用35号铸钢。盆式橡胶支座的上座板、中间钢衬板可采用HPB300或ZG270-50011级铸钢。其活动支座可采用纯聚四氟乙烯滑板(其抗压容许应力为24MPa,设计摩擦系数为0.05)或纯聚四氟乙烯滑板(抗压容许应力为30MPa,设计摩擦系数0.03)。
3、现场施工质量控制
高铁连续梁现场施工控制的内容包括线性的控制工作、关键截面应力的控制、温度控制、结构稳定性控制以及施工安全控制。
3.1线性控制
线性控制是高铁连续桥梁现场施工控制工作中最为重要的内容,其具体的内容包括几何外形控制以及挠度变形控制。在桥梁施工的过程中需要严格的控制梁体的竖向挠度变形以及桥梁的几何外形。
3.2关键截面应力控制
为了控制好关键截面的应力,必须要在桥梁关键截面处设置好应力的观测点,对应力变化进行实时的检测,如果发现应力出现偏差,就要做好调整工作,提高桥梁结构受力的稳定性。
3.3温度控制
温度控制是桥梁施工控制工作中的主要内容之一,合理的温度控制能够检测出现场气温的变化以及桥梁内部混凝土的温度变化,能够有效的防止混凝土裂缝的出现。
3.4稳定性的控制
高铁桥梁中墩台高、跨度大,这种结构的大量使用会降低桥梁的整体刚度,影响桥梁的稳定性,因此,必须要重视桥梁结构稳定性的控制工作。
3.5安全的控制
高铁施工是一项关系国计民生的大工程,在施工过程之中,必须要全程控制施工的安全性,做到全心全意为人民服务,建设好人民满意的工程。
4、连续梁现场施工控制方式
对于高铁连续桥梁的施工控制工作,需要严格的据施工进度和施工方案来完成,从现场梁体整个施工开始时期到最后完成期,技术人员必须对整个梁体内部的温度和应力进行及时观测,再根据观测数据的变化来修改理论模型,计算出下一节桥梁的预拱度,并建立好标高台账对整个施工过程进行指导。
4.1高铁连续梁的施工控制方式
待整个桥梁下部结构的施工完成之后,由于实际的现场环境有一定的限制性,因此,施工单位以及设计单位必须对设计方式进行反复模拟分析,对设计方案进行优化。此外,为了更好的控制施工过程的应力,必须要对桥梁结构应力变化进行实时的检查,以便保证整个梁体结构受力的稳定性。同时,在埋设传感器时,需要考察现场钢筋网的实际情况,在测点处沿纵桥方向设置好传感器,以便对连续桥梁结构的应变值和应力进行实时的测量,此外,还要注意到导线沿腹板钢筋处的温度和应力变化情况。
4.2连续梁配筋的设置
据国内外的研究调查结果表明,当混凝土由于内外温差的影响出现收缩时,并不会导致钢筋出现收缩,但是在钢筋与混凝土之间也必然会出现收缩的应力,由于混凝土材料具有非均匀性的特征,在混凝土出现收缩时,内部的各个质点也会出现非均匀性受力情况,也会出现一些集中的应力点,在受力的增加下,就会发生局部变形,如果發生变形,那么就会出现局部裂缝。为了防止该裂缝的产生,必须在应力集中点的位置合理的配置钢筋,减少混凝土的受力,提高混凝土的抗压性能。
4.3连续梁施工过程中温度与裂缝的控制措施
对于高铁连续桥梁的施工,必须要注意到温度应力的产生,如果混凝土温度应力较大,就可能导致混凝土施工完成后出现开裂的情况。对混凝土温度应力产生影响的因素十分复杂,水泥品种、施工现场环境、混凝土浇筑温度、混凝土收缩等问题均会对温度应力产生影响,因此,在浇筑混凝土的过程中,必须要对其内部温度进行实时的监控,在混凝土浇筑完成后,要做好后续的养护工作,在养护时要注意降温,防止由于温度应力的影响导致浇筑完成的混凝土出现开裂。如果浇筑作业在冬季或者晚上气温较低的情况下施工,混凝土很容易出现不均匀的温度变化,进而出现裂缝,因此,在浇筑完成后,要在混凝土表面进行保温处理,在其表面加盖塑料膜、土工布等,防止由于温差太大而发生裂缝。
5、结束语
预应力混凝土连续梁的强度和刚度是桥梁结构安全稳定的重要保证,在实际施工中要严格按照相关标准规范施工,做好每个步骤的质量控制,促进我国高铁事业的快速发展。
参考文献:
[1]林胜.预应力桥梁现浇连续梁施工工艺科技信息,2007,(22)
[2]汪剑,方志.大跨径预应力混凝土连续梁施工控制研究.湖南大学学报,2003,30(3)
[3]张继尧,王昌将.悬臂现浇预应力混凝土连续梁桥,人民交通出版社,2004
【关键词】 高铁施工;预应力混凝土;连续梁;质量控制
1、高速铁路预应力混凝土连续梁施工工艺流程
当前整联连续梁在铁路桥梁中的应用不断增加,促进了混凝土连续梁施工工法的不断完善和成熟。最常用的有悬臂施工和脚手架施工。其中满堂支架施工的主要内容包括地基工程,支架工程,模板工程,钢筋混凝土工程,预应力钢筋工程等。施工工艺流程为:地基处理→脚手架搭设及预压底模→侧模安装→绑扎梁体底腹板钢筋→安装底腹板预应力波纹管→安装内模→安装端模→绑扎顶板钢筋→安装顶板预应力波纹管→梁体混凝土灌注→养护→模板拆除→张拉→压浆。
2、材料控制
2.1混凝土质量控制
混凝土的主要成分是水泥,细骨料,粗骨料,水和外加剂。其中,高铁建设中水泥的选用应该严格控制。水泥强度的等级应该合适,过高会降低混凝土的使用量,从而降低其和易性和耐久性。过低则导致混凝土的用量加大,造成混凝土的收缩率增大。此外,水泥不能露天存放,堆高不得大于1.5m,水泥离墙不小于20cm,离地面高度不低于20cm。
2.2钢筋质量控制
对于不同的钢筋,应按照相应的现行国家标准选取。钢筋入库时要严格审核材料的合格证书及出厂检验报告单,如不符合条件要求严禁进厂,另外进厂的钢筋质量还要进行抽样检测,并将检验合格后的钢筋挂牌分批堆放,且不能放在阴暗潮湿的地方,应该有利于通风干燥,才能防止其生锈。
2.3锚具质量控制
做好锚具的质量控制尤为重要,其中检验锚具的基本准则就是符合设计规定和预应力张拉的需要,这样才能符合后期的施工要求。锚具检测应该保证不能低于预应力钢筋抗拉强度90%的基本要求。在施工过程中应该使用质量符合GB699-88《合金结构钢》规定要求的5号优质碳素钢和40号铬。另外,最为主要的就是锚具进厂时应检查其是否有裂纹、伤痕、锈蚀,只有这样才能使其尺寸控制在合理的范围内,才能保证锚具的强度、硬度、锚固能力满足设计及施工的要求,确保施工质量。
2.4支座质量控制
高铁施工球形支座采用技术条件符合应该满足下述要求:GB700规定的HPB300钢材。铸钢座则可采用技术条件符合GB5676的定铸钢ZG270-500或ZG300-550Mn,锚栓采用35号铸钢。盆式橡胶支座的上座板、中间钢衬板可采用HPB300或ZG270-50011级铸钢。其活动支座可采用纯聚四氟乙烯滑板(其抗压容许应力为24MPa,设计摩擦系数为0.05)或纯聚四氟乙烯滑板(抗压容许应力为30MPa,设计摩擦系数0.03)。
3、现场施工质量控制
高铁连续梁现场施工控制的内容包括线性的控制工作、关键截面应力的控制、温度控制、结构稳定性控制以及施工安全控制。
3.1线性控制
线性控制是高铁连续桥梁现场施工控制工作中最为重要的内容,其具体的内容包括几何外形控制以及挠度变形控制。在桥梁施工的过程中需要严格的控制梁体的竖向挠度变形以及桥梁的几何外形。
3.2关键截面应力控制
为了控制好关键截面的应力,必须要在桥梁关键截面处设置好应力的观测点,对应力变化进行实时的检测,如果发现应力出现偏差,就要做好调整工作,提高桥梁结构受力的稳定性。
3.3温度控制
温度控制是桥梁施工控制工作中的主要内容之一,合理的温度控制能够检测出现场气温的变化以及桥梁内部混凝土的温度变化,能够有效的防止混凝土裂缝的出现。
3.4稳定性的控制
高铁桥梁中墩台高、跨度大,这种结构的大量使用会降低桥梁的整体刚度,影响桥梁的稳定性,因此,必须要重视桥梁结构稳定性的控制工作。
3.5安全的控制
高铁施工是一项关系国计民生的大工程,在施工过程之中,必须要全程控制施工的安全性,做到全心全意为人民服务,建设好人民满意的工程。
4、连续梁现场施工控制方式
对于高铁连续桥梁的施工控制工作,需要严格的据施工进度和施工方案来完成,从现场梁体整个施工开始时期到最后完成期,技术人员必须对整个梁体内部的温度和应力进行及时观测,再根据观测数据的变化来修改理论模型,计算出下一节桥梁的预拱度,并建立好标高台账对整个施工过程进行指导。
4.1高铁连续梁的施工控制方式
待整个桥梁下部结构的施工完成之后,由于实际的现场环境有一定的限制性,因此,施工单位以及设计单位必须对设计方式进行反复模拟分析,对设计方案进行优化。此外,为了更好的控制施工过程的应力,必须要对桥梁结构应力变化进行实时的检查,以便保证整个梁体结构受力的稳定性。同时,在埋设传感器时,需要考察现场钢筋网的实际情况,在测点处沿纵桥方向设置好传感器,以便对连续桥梁结构的应变值和应力进行实时的测量,此外,还要注意到导线沿腹板钢筋处的温度和应力变化情况。
4.2连续梁配筋的设置
据国内外的研究调查结果表明,当混凝土由于内外温差的影响出现收缩时,并不会导致钢筋出现收缩,但是在钢筋与混凝土之间也必然会出现收缩的应力,由于混凝土材料具有非均匀性的特征,在混凝土出现收缩时,内部的各个质点也会出现非均匀性受力情况,也会出现一些集中的应力点,在受力的增加下,就会发生局部变形,如果發生变形,那么就会出现局部裂缝。为了防止该裂缝的产生,必须在应力集中点的位置合理的配置钢筋,减少混凝土的受力,提高混凝土的抗压性能。
4.3连续梁施工过程中温度与裂缝的控制措施
对于高铁连续桥梁的施工,必须要注意到温度应力的产生,如果混凝土温度应力较大,就可能导致混凝土施工完成后出现开裂的情况。对混凝土温度应力产生影响的因素十分复杂,水泥品种、施工现场环境、混凝土浇筑温度、混凝土收缩等问题均会对温度应力产生影响,因此,在浇筑混凝土的过程中,必须要对其内部温度进行实时的监控,在混凝土浇筑完成后,要做好后续的养护工作,在养护时要注意降温,防止由于温度应力的影响导致浇筑完成的混凝土出现开裂。如果浇筑作业在冬季或者晚上气温较低的情况下施工,混凝土很容易出现不均匀的温度变化,进而出现裂缝,因此,在浇筑完成后,要在混凝土表面进行保温处理,在其表面加盖塑料膜、土工布等,防止由于温差太大而发生裂缝。
5、结束语
预应力混凝土连续梁的强度和刚度是桥梁结构安全稳定的重要保证,在实际施工中要严格按照相关标准规范施工,做好每个步骤的质量控制,促进我国高铁事业的快速发展。
参考文献:
[1]林胜.预应力桥梁现浇连续梁施工工艺科技信息,2007,(22)
[2]汪剑,方志.大跨径预应力混凝土连续梁施工控制研究.湖南大学学报,2003,30(3)
[3]张继尧,王昌将.悬臂现浇预应力混凝土连续梁桥,人民交通出版社,2004