摘要:随着我国现代化城市的快速发展,我国铁路桥梁建设也实现了现代化,设计和施工中的水平需要不断提高,本文就对预应力技术在铁路桥梁工程施工中的应用措施进行深入探讨。
关键词:预应力;铁路;桥梁; 施工
1 工程概况
贵阳至广州铁路(以下简称“贵广铁路”)跨黔、桂、粤三省区,自贵阳市的贵阳北站引出,至广州枢纽新广州站,正线全长857公里。贵广铁路12标段肇庆制梁场由我单位承建,共需预制后张法预应力混凝土简支箱梁511孔(双线)跨度:其中32m箱梁497孔,24m箱梁14孔,梁场占地面积为160亩。梁场采用900T轮胎式移梁机移梁(单门),共设制梁台座8个,存梁台座56个,存梁区按双层存梁设计,最大存梁能力为120片。
2 预应力概述
2.1预应力钢筋概述
在铁路施工中,最广泛的应用材料是钢筋,但是钢筋混凝土结构在受力作用下容易产生细微的裂痕,因而施工中经常先给钢筋施加部分拉力,然后再浇筑混凝土,当强度达到适当要求后,再把钢筋松开,钢筋在整个过程中会逐渐回缩,通过抵消正常的荷载拉力把施工中需要的孔洞预留出来,将拉力达到一定要求的钢筋最终借助器械猫固在构建两头。在混凝土极限拉力和荷载作用力的影响下,构件钢筋的应变力已经超过于混凝土的极限拉力,导致钢筋强度不能发挥其应用的使用价值。简单说就是在无任何外荷载的情况,通过机械或者加压等方式加大钢筋的拉伸能力,形成预应力钢筋混凝土结构。如果构建受到外在的荷载压力后,混凝土自身的预应力能够起到抵消作用,然后在荷载逐步增大后,在承受自己的荷载拉力,这样可以延迟混凝土出现裂缝和细纹的时间。该施工方式优点是可以最大限度的提升构件的抗裂能力、提升构件的刚度,并且能发挥出构件的材料性能,节约钢材的同时,提升构建的使用效能。但是也存在劣势,主要是施工和计算比较复杂,延展性差,容易引发脆性破坏。
2.2预应力管道施工概述
预应力管道施工过程中要求在梁底施工中运用金属波纹管制孔,竖直方向需要在预应力筋的外延套入铁皮管,横向运用铁皮波纹管。所有的管道运输进入现场以后,注意管道的保养不要让管道受到外力的冲击,出现变形或者开裂的现象,另外要保障整个管道的尺寸大小,管道保存时要求竖直摆放,同时存放地点要求干燥不要让雨水渗入其中。根据图纸位置设置波纹管的摆放位置,固定的钢筋选用定位筋,安装好的管道基本标准是平顺、无折角。统一管道接头标准长度设定在5d左右,然后运用比实际大一号的波纹管进行套接,对称好以后适度旋转拧紧,最好运用胶带纸将接头处缠好,避免混凝土浆深入到接口,降低胶带密实度。按照过程中如果管道位置与预应力管道位置产生冲突,要以管道位置为主,适度的移动钢筋,确保管道位置的准确。施工过程中,施工人员要小心谨慎,避免震动棒或者机械接触碰撞到管道,将管道损伤后形成管道的阻塞。检查重点是管道否存在空洞、接头处连接是否妥当、密封严密性是否好、位置有无偏差。
2.3预应力施工概述
预应力施工时,应采取必要的安全技术措施,防止发生事故。预应力材料在存放和搬运过程中应保持清洁,避免机械损伤和锈蚀,制作和安装时避免污染和电火花损伤,张拉期间应采取措施避免受雨水、养护用水浇淋。预留孔道安装时应 采取可靠的定位措施,预应力管道定位网钢筋,其钢筋应焊接成型,并采取措施使之与梁体钢筋相连。生产初期预应力筋张拉前,应对孔道摩阻损失、喇叭口摩阻损失和锚口摩阻损失进行实际测定;根据实测结果对张拉控制应力做适当调整,并经监理单位和设计单位认可。预应力筋张拉前,采用通入压缩空气的方法清除孔道内的杂物和积水。预应力张拉按预张拉、初张拉和终张拉三个阶段进行。预张拉在制梁台座上进行,当混凝土强度达到规定要求(≥30MPa)时,拆除端模和内模,松开外模紧固件,同时清除管道内的杂物和积水,将预应力筋穿进,进行预张拉。预张拉能有效地控制混凝土预制梁的早期裂纹;初张拉应在梁体混凝土强度达到设计值80﹪加3.5MPa(43.5MP) 后进行,初张拉后,梁体方可吊出台位;当梁体混凝土强度达到设计强度的100%加3.5MPa(53.5MPa)及弹性模量达到设计值(35.5GPa)且混凝土龄期大于10天时,进行终张拉。终张拉结束后30d时,应由质检人员对梁体进行上拱度测量,实测上拱值不宜大于1.05倍的设计计算值(24米箱梁的上拱设计值为3.69mm,32米箱梁的上拱设计值为11.89mm)。预应力筋张拉完成后,应在48h内进行孔道压浆。锚圈与锚垫板之间交接缝的外露面、封锚新老混凝土之间的交接缝应按设计要求进行防水、防锈处理。封锚前,梁端混凝土表面进行凿毛处理。
2.4预应力控制措施概述
张拉质量保证措施,箱梁梁体因混凝土体积大,对基础沉降及养护温度要求十分严格,极易因混凝土收缩在梁体边角产生裂纹。为防止初始裂纹发生,对梁体预应力采取预拉、初拉、终张拉三个阶段进行。特别是混凝土强度达到设计强度的60%时预拉,对防止裂纹产生有重要作用,这时拆除内模及时对梁体按设计要求进行预拉。在梁体混凝土强度和弹性模量达到设计的80%时进行初拉,加速了模型和台位的周转。客运专线箱梁增加了初张拉时弹性模量的要求,对控制梁体变形有益处。终张拉时对梁体强度、弹性强度都达到设计要求,且龄期不少于10天,保证了梁体有效预应力,减少了因收缩徐变引起的预应力损失和梁体上拱度增加。
预应力施工质量控制措施,用于预应力张拉的设备,应经监理工程师同意的校准设备检验校准后,方可用于箱梁张拉工作。用于测力的千斤顶压力表其精度不低于1.0级。预应力筋张拉应在混凝土强度及弹模不低于设计规定标准下进行,张拉预应力束应严格按照规范的要求操作,张拉时采取张拉力和伸长量双控,预应力材料的断丝、滑丝数量不得超过限制数。预应力束张拉时做好张拉记录,填写张拉报告,报送监理工程师。为了有效控制简支箱梁的徐变上拱度,适当增长张拉预应力筋龄期来保证铺轨后轨道的平顺性。按设计要求进行预张拉、初张拉、终张拉三个阶段进行简支箱梁预应力束张拉。
真空压浆的质量控制措施,钢绞线束终张拉完毕,在48h内进行管道压浆。压浆材料为高性能无收缩防腐灌浆剂。压浆前管道真空度稳定在-0.06~-0.10MPa之间。当压浆管口流出的浆体浓度与压浆泵中的浓度一致时,连接管道的压浆口,开启压浆口阀门进行压浆。水泥浆用水泥强度等级不低于42.5级低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥。水泥浆要掺入高效减水剂、阻锈剂;高效减水剂要符合JG/T223-2007的规定,掺量由试验确定;阻锈剂掺量宜为12kg/m3或按产品使用说明掺加。严禁掺氯化物或其它对预应力筋有腐蚀作用的外加剂。水泥浆要饱满密实,体积收缩率<2%。拌和水要不含对预应力筋或水泥有害的成分。可采用清洁的饮用水。如采用非饮用水,事先要经过检验,并达到混凝土拌和用水的要求。冬季压浆时采取保温措施,水泥浆掺入防冻剂。
3 结束语
铁路桥梁建设中最为常见的问题是预应力建设,因而本文通过各类方法解决预应力建设中的问题,为铁路工程桥梁的建设做好各项准备工作,并且也为铁路桥梁的高效施工提出可行性建议。由于预应力桥梁施工质量与运营的使用安全性直接挂钩,所以为了让广大业内人员高度重视,就要求每一道施工工序都严格遵守施工要求,控制每一个施工环境,通过层层把关,让预应力桥梁无论从性能到质量方面都有切实的保障。
参考文献:
[1]邝洋辉.预应力技术在桥梁工程中应用研究[J].住宅与房地产,2016,(6):177.
[2]周军.大跨度预应力混凝土桥梁施工控制技术分析[J].工程技术研究,2016,(8):74+110.