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浅谈高铁桥梁箱梁施工技术及质量控制要点

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  摘要:预制箱梁预应力桥梁技术具有受力大、稳定性好、经济实用等特点,逐渐成为当前高速铁路主流技术。本文本高铁预制箱梁施工技术的重要方面进行分析,指出预应力桥梁箱梁张拉施工过程中施工质量控制的技术要点,从而为高速铁路桥梁的施工提供指导。
  关键词:高铁桥梁;预制箱梁;施工技术
  中图分类号:TU74 文献标识码: A
  引言
  随着我国桥梁建设的技术不断发展,各种桥梁箱梁预制施工技术层出不穷,节段箱梁施工方法就是其中之一。这一施工技术的关键是预制节段技术,如何才能更好地进行预制节段设计与施工、提高工程质量、降低工程成本是在施工过程中无法回避的问题。
  一、预制箱梁混凝土工程施工技术及要点
  水泥混凝土的质量是预制桥梁箱梁质量的基础,必须从混凝土原材料、配合比设计、拌制工艺、混凝土浇筑与振捣工艺、混凝土振捣和混凝土养护等多方面进行控制。在混凝土配制前,须对集料、水泥、外掺剂等原材料进行检测,确保原材料的各项性能指标符合要求。混凝土的配合比须根据原材料品质、设计强度等级、耐久性和施工工作性的要求,经计算、试配、调整等步骤后确定。混凝土的拌制须采用拌合站严格按照施工配合比的要求进行集中拌制,并将混凝土拌制速度应和浇筑速度匹配,从而提高箱梁的成型效率。混凝土的浇筑、振捣与箱梁的质量密切相关,梁体混凝土应按照底板、腹板、顶板的顺序和由中间到两端再由两端到中间的原则,一次性连续浇筑成型,并采用插入式振动棒、附着式振动器、振动梁等方法和对底板混凝土、腹板混凝土进行振捣,特别是对梁体隔墙倒角处重点仔细振捣,以防止混凝土出现蜂窝麻面。
  混凝土养护重点是针对箱梁顶板、腹板内侧面、翼板底面、腹板外侧、梁端、底板底面等部位,一般在混凝土初凝后即可用喷雾器洒水养护,洒水次数以混凝土表面湿润状态为界限,通常白天以1~3小时一次、晚上5小时一次,夏季养护时间不少于7天,其他季节不少于14天。
  二、预应力箱梁主要原材料控制
  1、材料检测的要求
  预应力砼箱梁使用的主要原材料有:普通硅酸盐水泥、碎石、河沙、粉煤灰、矿粉、高效减水剂、水、钢筋、各种预埋件等。所有进入梁体的材料都要按规范进行严格的试验检测,在有效期内进行使用。对于水泥、粉煤灰、矿粉等储料罐储存的材料,必须在卸车前进行试验检测,合格后再打入储料罐。对于砂石料等检测周期长的原材料,进场后可先进行感官判断,认为合格后可暂存在待检区,待试验检测完毕确定合格后,再转入合格区,对于不合格的材料要坚决清除出场。
  2、减水剂检测的重要性
  高性能混凝土的施工性能很大程度上决定于减水剂的质量和用量,高性能混凝土的塌落度、和易性、泌水率、初凝时间等都与减水剂息息相关。近几年,高性能混凝土(包括部分非高性能混凝土)都采用聚羧酸减水剂,这种减水剂减水率高,用量小,效果好,但非常灵敏,减水剂的用量或质量有极微小的变化,都有可能使混凝土无法正常浇筑。所以,对减水剂的试验和检测一定要及时、准确,必要的时候要委托专业的检测机构进行检测。
  三、模板设计的技术要点
  模板设计的好环直接关系到箱梁预制的质量,而模板设计的技术关系到模板设计的质量。因此必须合理规范模板设计技术,这样才能使模板达到质量要求。整个模板设计制作系统包括固定端模、侧模及支架、内模及支架、调节螺杆等部分。在进行模板设计时,模板支架要采用大强度的材料,这样才能保证在进行混凝土浇注时模板变形范围控制在2mm之内。内模和侧模施工时都要采用液压系统,这样才能保证定位准确,保证施工质量。整个工程结束后,进行固定端模安装。在固定端模安装时,保证端模与中轴线成90°,横向和竖向都要保持垂直,然后进行匹配梁定位。
  四、预制箱梁预应力张拉技术及要点
  混凝土预应力桥梁具有经济实用、受力大和稳定性好的特点,在预制箱梁中采用预应力张拉技术不仅可以发挥预制结构施工速度快的特点,还可以充分发挥预应力结构的特点,使其成为当前高速铁路桥梁建设的重要施工技术。由于预应力张拉技术的实施情况直接关系到桥梁结构的质量,使其成为高铁桥梁施工中的核心内容之一,通常预制箱梁预应力张拉技术主要包括钢绞线束制作与穿放和千斤顶与油表校正两方面。
  在预应力桥梁箱梁施工中,首先必须对钢绞线进行性能测试,并按试验报告单的测试结果领取材料,从而确保钢绞线的质量。然后,将多根钢绞线按设计的要求进行编束并进行编号存放,钢绞线束在搬运时必须保证支点之间的距离小于3m,端部悬出长度小于1.5m,防止钢绞线束长期存放产生较大的变形。在钢绞线穿放前,必须预先清除箱梁内部孔洞的杂物,以减少对钢绞线束穿放和预应力张拉的影响。在完成钢绞线在梁体内的穿放工作后,需尽快进行预应力张拉,防止长时间放置引起钢绞线的锈蚀,缩短钢绞线的使用寿命。千斤顶与油表校正是预制箱梁预应力张拉施工的重要环节,一般在千斤顶张拉200次以上、到达校正期限、经过修理后等情况,都必须在预应力施前重新校正张拉千斤顶。为保证预应力的精确,必须选用防震型、精度为0.4级、最大量程达到60MPa的油压表,并及时校正油压表。
  五、有关波纹管及钢绞线制安
  波纹管铺设要严格按设计的位置就位和固定。定位钢筋间距按图设置,定位钢筋与梁体普通钢筋焊牢,以防止移位,铺设前确保管内无杂物,铺完后即进行钢绞线穿束。穿好后在伸出端孔口处用黄色胶带临时封闭,以避免施工时砼等杂物进入。管道套接部位、管道与锚垫板喇叭口的套接部位,必须严格按缠封工艺要求,切实牢固不使脱节或漏浆。在混凝土进行浇筑的时候,不能使振捣棒和波纹管接触,以防止波纹管被挤扁挤破或偏离规定位置。按设计及施工规范要求设置布置压浆出气孔,钢束出气孔必须按束号编制每个出气孔编号,以防压浆时混稀不清,影响正常压浆。当钢绞线进行下料之前,要与设计图纸进行核对。按设计图纸束数、长度进行现场下料,按不同束号进行编号,架空堆放,并用防雨布遮盖,预防钢绞线生锈。若在砼浇筑前穿设,为避免等待张拉时间太长,需在砼浇筑过程中对外露钢束加以保护,防止污染、生锈。   六、混凝土浇注
  混凝土浇注要保证混凝土的浇注质量,保证混凝土的安全和稳定,这就要求对混凝土提出很高的质量要求,施工过程中要严格保证混凝土的质量。底板的混凝土坍落度为140~160mm,顶板的混凝土坍落度为160~180mm,1h后混凝土坍落度要小于20mm。混凝土的凝结时间要大于8h,小于14h,只有符合这样标准的混凝土才能够被用来进行施工。混凝土要用混凝土罐车进行运输,用吊车的吊斗吊入模板中。在进行混凝土浇注过程中要对混凝土进行振捣辅助,振捣的方式以插入振捣为主,为了保证振捣的效果,要在钢筋骨架上安装由钢筋焊接而成的振捣环,将振捣器通过振捣环下放至混凝土结构中需要振捣的位置。混凝土浇注完毕后,要对混凝土结构进行测量,保证混凝土浇注的质量和安全,待混凝土初步凝固时,对混凝土表面的杂质进行清理,保证混凝土结构表面的光滑。混凝土完全凝固后要对混凝土进行养护,通过洒水的方式对混凝土进行养生。
  混凝土卸料、箱外、箱内人员均配置对讲机,加强内外沟通。混凝土下料分层斜向呈梯状从一端向另一端平行、对称进行,第一下料点避开支座上钢筋密集区,待浇筑一定长度后反向浇筑支座处。每层浇筑长度约4m、层厚约40cm,每层预留2m左右的台阶作为下层的搭接。底板、腹板、顶板按照如此浇筑顺序向前推进,下料过程中应安排专人控制下料时间,避免上下层浇筑时间过长出现“冷缝”。箱梁两边腹板、中腹板处下料和振捣应同时对称进行,防止箱梁内模跑偏。各下料口安排专人盯仓振捣,防止振捣人员直接振捣预应力波纹管或模板,避免发生预应力波纹管跑偏或模板变形。箱梁各部位的振捣时间应均匀一致,避免过振或欠振,以混凝土表面停止下沉、不出现气泡、表面呈现浮浆为度。箱内人员应注意观察腹板下部振捣和下料情况,随时保持箱内、箱外联系,避免倒角处混凝土浇筑脱空或大面积腹板翻浆。为减少混凝土对钢筋的污染,在腹板下部浇筑时采用可移动溜斗插入腹板内进行浇筑。混凝土浇筑过程中,重点加强锚固端和锚垫板处混凝土振捣质量,锚固端混凝土振捣不密实,造成预应力锚固力不够引发张拉事故,锚垫板后混凝土振捣不密实将导致锚垫板回缩或锚垫板破坏。箱梁顶面混凝土收面面积较大,加之顶面预埋铺装层钢筋较密集,为满足箱梁铺装层混凝土厚度的要求,梁顶按照4m×4m布设抹面高程,人工抹面时控制梁顶面混凝土平整度满足±7mm。
  结束语
  总之,高速铁路可以有效提高我国铁路网的整体运输能力,促进我国国民经济的发展。高速铁路桥梁工程作为高速铁路建设工程的重要内容,必须通过严格控制桥梁的施工质量来确保桥梁整体的质量。
  参考文献
  [1]管府.高铁混凝土简支预应力箱梁施工技术研究[J].兰州工业高等专科学校学报,2011,06∶35-38.
  [2]陈斌.浅谈桥梁预制箱梁架设施工技术[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2011(07).65.
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