既有线铁路框架小桥施工工艺与质量控制

发表时间:2020/4/30   来源:《工程管理前沿》2020年5期   作者:纪国志
[导读] 结合以往框架小桥的施工经验
        【摘要】结合以往框架小桥的施工经验,阐述既有线铁路框架小桥施工工艺及质量控制。
        【关键词】既有铁路 防护  框架桥  施工  质量        安全
        宁西线南阳至合肥段增建二线工程NXZQ-2标起讫里DK655+800—DK727+200,共计71.4km,主要工程:桥梁工程、涵洞工程、路基工程以及站场施工等。框架小桥工程施工尤为重要,邻近既有线施工不仅要对框架桥施工的工艺及质量控制,并且对既有线行车还要有严格的安全防护及安全控制。
1.框架小桥施工工序安排
        开工前对施工地形、地质水文、地下设施(电缆、管道以及其他障碍物)等情况进行调查。在施工准备期间,我部将立即与工务、电务、通信、车务、机务等相关部门签定施工安全配合协议,在办理完相关手续后,立即组织施工。
        对于既有线桥涵施工,一定要保证的原则:先防护后拆除,先防护后开挖,从而增加路基边坡的稳定性。然后进行正常的桥涵施工,施工顺序依次为:基底承载力试验(满足设计要求)→基础开挖→承载力试验(满足设计要求)→承载力不满足设计要求(报设计,按设计方案施工)→基础垫层→框架桥身钢筋混凝土→防水层施工→附属工程施工。
2.既有线加固防护
2.1开挖防护
1.框架小桥采用挖孔桩防护,挖孔桩长度为10m。具体布置图如图下:

图2.1框架桥防护布置图
3.框架桥身及翼墙耳墙施工工序及施工工艺
3.1基础开挖
        基坑开挖前应做好下列工作:
1、测定基坑中心线、方向、高程。
2、两座框架桥均为交通涵,开挖时为无水基坑,开挖方式见图5.3.1。
3.基础采用机械开挖,人工清底。开挖轮廓按照设计的宽度和标高及基底承载力控制,并按要求在基坑两侧预留工作面和放坡开挖。
4.基础开挖达到设计标高后,做自然地基承载力试验(并报监理工程师见证试验),大于设计150KPa时,再进行下道工序施工。当自然地基承载力达不到设计要求时,报设计并配合设计做现场勘探,待设计确定施工方案后,按设计方案进行施工,报监理工程师确认后,方可进行下一道工序施工。
3.2钢筋工程
钢筋加工严格按照图纸要求进行施工作业。钢筋采用闪光对焊,每米框架身配置8排骨架钢筋,其排列顺序为①②③④①②③④,每排间距12.5cm,框架始末端需用①或③,钢筋保护层为4-5cm。钢筋制作及安装必须满足有关技术标准要求。钢筋连接采用闪光对焊,接头不得设置在弯起位置和跨中位置,且钢筋接头距弯起点达到10倍钢筋直径以上距离。
3.3模板工程
框架桥身耳墙及翼墙侧模模板采用112×244×1.5cm竹胶板;背带采用10×10cm方木,竖带间距30cm,横带间距60cm。用φ12光圆钢筋作为拉筋进行侧墙和顶板模板的加固,拉筋竖向和横向间距均为1.0m,外侧附带钢管作为对拉杆的支撑,用蝴蝶卡作为对拉系统的同时设置双螺旋帽加固。

框架桥身顶板模板采用112×244×1.5cm竹胶板;背带采用10×10cm方木,竖带间距30cm,横带间距60cm;另外在侧墙内侧搭设φ48×3.5mm满堂钢管支架,纵向间距均为60cm,横向竖向间距为60cm、顶板倒角处横向间距为30cm。

        注:L为板跨度
3.4混凝土工程
1、混凝土要求:
水泥选用普通硅酸盐水泥,混合料为粉煤灰,水泥和粉煤灰用钢罐存放,并按批次检验;细骨料采用质地坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂;粗骨料选用粒形良好、质地坚固、线胀系数小的洁净碎石,粗骨料采用二级配;外加剂采用与水泥及粉煤灰掺和料之间具有良好的相容性、适合性。混凝土的耐久性能试验标准养护试件养护龄期为56天,混凝土的含气量要求不大于4%,混凝土在出厂前对含气量进行检验,不合格的不准出厂;混凝土的入模温度不的小于5度且不大于30度,坍落度在160mm-200mm之间。
2、混凝土浇注与振捣
框架桥身砼分两次浇筑,第一次浇筑至底板以上0.5m,总浇筑高度1.0m,当底板砼强度达到2.5MPa时,再进行边墙及顶板砼浇筑施工。框架桥砼由搅拌站生产供应,砼运输车运输,由汽车泵直接浇筑。砼应分层进行浇筑,边墙施工缝不应设在同一水平面上且不得随意留置施工缝。其分层厚度不大于300mm。砼浇筑过程中,随时对砼进行振捣使其均匀密实,振捣采用插入式振捣器垂直点振,插入式振捣器的移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍,且插入下层砼内的深度为50~100mm,与侧模保持0~100mm的距离。
砼较黏稠时,应加密振点分布。每一振点的振捣延续时间宜为20~30S,以砼不再沉降、不出现气泡、表面呈现浮浆为度,防止过振、漏振。砼振捣完成后,及时修整。抹平砼裸露面,待定浆后再抹第二遍并压光。抹面时严禁洒水,防止过度操作影响表层砼的质量。
浇筑过程中现场技术员应按照要求做好浇筑记录及自检记录。
框架桥身第一次混凝土浇筑完成后应对接缝处进行凿毛,凿除接缝处水泥砂浆薄膜、松动石子或弱混凝土层,人工凿毛时混凝土强度大于2.5MPa,机械凿毛时,砼强度应大于10Mpa,凿毛应在混凝土边缘2-3cm外进行,并凿成凹形,并使接触面露出75%以上新鲜混凝土。
第二次浇筑前须将已浇筑侧墙砼冲洗干净,再进行第二次侧墙及顶板砼浇筑。砼振捣过程中,避免重复振捣,防止过振,加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密和情况,防止在振捣砼过程中产生漏浆。浇筑过程中现场技术员应按照要求做好浇筑记录及自检记录。
耳墙位置留好接茬钢筋,同一截面内接头个数不得大于总数的50%,混凝土做好凿毛处理,按照要求绑扎钢筋、安装模板,然后浇筑混凝土,耳墙混凝土一次浇筑完成。
翼墙基础开挖达到设计标高后,做自然地基承载力试验(并报监理工程师见证试验),大于设计150KPa时,再换填50cm级配碎石,然后进行翼墙基础施工,基础施工完成后进行墙身施工。
3、夏季施工措施
在炎热气候混凝土施工时,浇筑前的混凝土温度不应超过30℃,应采取以下措施以保持混凝土入模温度不超过30℃。
4、冬季施工措施
混凝土生产严格按冬季施工规程组织施工,确保混凝土出机温度不小于+10℃,入模温度不小于+5℃,并控制好主要工序。
3.5沉降缝
1.沉降缝处设橡胶止水带。
2.止水带在涵芾端部沿框架板厚中心线布置呈开口环形,浇筑于混凝土中;橡胶止水带中间圆环部分位于沉降缝中心线上,施工时注意准确定位。
3.止水带宜用整根,尽量减少接头,接头应粘接牢固,密不透
水,接头宜设在沉降缝的平直部位,不得设在框架桥身边墙与顶底板转角处.当止水带与涵节钢筋有干扰时,可刺穿止水带,但不得截断涵节内钢筋。
4.沉落缝外侧涂刷聚氨脂防水涂料并粘贴防水卷材,相邻涵节不均匀沉降差< 5mm。
5.沉落缝内侧待小桥施工完成后,再嵌填聚氨酯弹性胶。
采用中埋式橡胶止水带(见图5.5.1)。
3.6防水层施工
1.为保证防水层的铺设质量和节省防水材料,顶板面基层应平整。
2.平整度的要求,用1m长的靠尺,空隙不大于5mm,孔隙只允许平缓变化,每米不应超过一处。
3.如不符合第2条要求,可用凿除的方法进行处理,或用砂浆进行整平,用水泥砂浆找平时,基底应清洁、湿润,用水泥砂浆做局部找平时,应在砂浆中添加适量类似107胶的水溶性胶粘剂(也可采用其他性能相同的胶粘剂),以增强水泥砂浆与基底的连接。
4.顶板面基层及涂刷聚氨酯防水材料进行封边的部位应清洁、无蜂窝、麻面、浮碴、浮灰、油污等。
5.涂刷聚氨酯防水涂料时基层应干燥.基层干燥的鉴别方法,一般可凭经验、肉眼观察,也可用1m见方的塑料布覆盖其上,利用阳光照射1—3小时后(或用吹风机加热的办法),观察是否出现水汽,若无水汽出现可视为干燥。
6. 聚氨酯防水涂料应搅拌均匀,搅拌时间约为3—5分钟,或根据产品说明确定.
7. 聚氨酯防水涂料的涂刷应从涵顶向另一端潦刷,涂刷宽度应与防水卷材宽度相对应涂刷应均匀,涂刷厚度不得小于1.5mm,并不得漏刷,一边涂刷一边铺贴防水卷材。
8.氯化聚乙烯防水卷材施工的最佳气温在8-35℃,风雨天不宜施工。
9. 氯化聚乙烯防水防水卷材纵向宜整幅铺设,当防水卷材进行搭接时,若需要纵向搭接,允许进行一次纵向搭接,且先行纵向搭接,再进行横向搭接,纵向搭接接头应错开。纵向搭接宽度不得小于120mm,横向搭接宽度不得小于80mm。
10.较低的一幅氯化聚乙烯防水防水卷材粘贴完毕后,方可铺贴另一幅,涂刷聚氨酯防水涂料时应与次前涂层衔接好,铺贴时应用刮板将氯化聚乙烯防水防水卷材推压平整,并使氯化聚乙烯防水防水卷材的边缘和搭接处无翘起,其他部分无空鼓。
11.防水层铺设完毕后,方可进行保护层的施工。
12.保护层
①C40细石纤维混凝土应采用强制搅拌,将石子、砂子、水泥、
水、减水剂和纤维同时倒入搅拌机中,搅拌时间应不少于3分钟,应拌和均匀。
②将混合均匀的C40细石纤维混凝土均匀铺在框架桥的防水层上,用平板振捣器捣实,在拉动平板振捣器时速度应尽量缓慢,使C40细石纤维混凝土的振捣时间达到20秒左右,并无可见空洞为止。
③C40细石纤维混凝土接近初凝时方可进行抹面,抹刀应光滑以免带出纤维,抹面时不得过量加水,抹面次数不宜过多。
④C40细石纤维混凝土而浇筑完成后,应采取必要的保水养护措施,避免失水太快。冬季施工应按混凝土冬季施工方案进行施工。自然养护时,框架桥身应采用草袋或麻袋覆盖,并在其上覆盖塑料薄膜,框架桥身混凝土洒水次数应能保持表面充分潮湿。当环境相对湿度小于60%时,自然养护应不少于28d;相对湿度在60%以上时,自然养护应不少于14d。

图3.6防水层及伸缩缝布置图
3.7附属工程施工
框架桥附属工程砌石采用挤浆法砌筑,并做到砂浆饱满密实,咬搭牢固,表面平整,勾缝为凹缝。
砌石工程使用的石料、砂的质量要符合设计和规范要求,砂浆采用砂浆搅拌机拌和,计量准确,搅拌均匀,保证具有良好的和易性。
锥体填筑要求
①.锥体填筑前应对原地面进行处理、压实,并准确放样。
②.锥体填筑材料应满足设计要求。
③.锥体应与小桥涵过渡段同步施工。施工中应采用机械分层填筑压实。锥体填筑的检查项目和标准应与相邻路堤标准一致。
④.锥体护面施工须挂线,砌面要平顺。砌筑时不允许边砌边补土。
⑤.锥体护面铺砌应自下而上分段进行。反滤(垫)层应按规定分层做好,并应边做反滤(垫)层边砌筑,同时做好沉降缝和泄水孔。
3.8框架桥施工应符合下列规定
1、桥身混凝土浇筑可分两阶段施工:先浇筑底板,待底板混凝土达到设计强度50%后,再施工中、边墙及顶板。
2、施工缝必须采用人工凿除接缝处松软层时,混凝土强度须达到2.5mpa,接缝应平直无错台、无漏浆、无麻面。
3、拆除顶板模板时,混凝土强度应符合设计要求。
4、框架桥各部位偏差,应符合下表的规定,混凝土和砂浆强度应符合设计要求。
5、桥身直顺,混凝土表面平整坚实、无蜂窝、麻面。沉降缝直顺、整洁、无渗漏。
6、进、出口流水顺畅,整洁美观。
4.结束语
全桥施工严格按规范进行,质量控制注重施工前和施工中的过程控制,以预防为主,加强对工作质量、工序质量和中间产品质量的检查,以良好的工作质量来保证工序质量,促进工程质量。对于既有线安全防护必须严格执行相关单位的要求和规定。杜绝影响既有线行车的现象发生,杜绝破坏既有线路基稳定性的现象发生。既有线框架桥施工一定要严格控制桥的质量和安全以及既有线安全,只有这样,才是在既有线施工中控制最关键的一步。

        参考文献
[1]铁路桥涵工程施工质量验收标准.2004
[2]房学先.铁路桥梁施工质量的过程控制.北京:中国铁道出版社,2010.7
[3]武铁运[2012]280号文《铁路营业线安全施工管理办法》.2012
[4]武铁运[2013]18号《武汉铁路局营业线安全管理实施细则》.2013
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