浅析铁路施工中预应力技术的具体应用

来源:用户上传      作者:

　　【摘  要】随着我国交通建设事业的不断发展，我国铁路桥梁建设也逐步实现了现代化转型，施工技术、设计水平不断提升。本文主要围绕“预应力加固”技术，对某铁路建设案例中预应力技术的具体应用进行了详尽论述。
　　【关键词】铁路建设;预应力技术;施工技术
　　选取武汉至广州某客运线路为例，该线路桥梁为连续梁桥，主跨为双线预应力混凝土连续梁。直线上布置连续箱梁，梁高度为5.4-9.1m，顶板宽度为13.4m，底板宽度为7.7m，梁底部线条为抛物线形，箱梁采用双向预应力体系。
　　一、材料选择以及设备校正
　　工程中的預应力钢绞线抗拉值符合GB T5224标准，每一束预应力钢绞线直径为15.2mm（外接圆直径），并由7根钢绞线构成，每米理论质量为1.1kg。竖向采用极限强度为980MPa，极限屈服强度为785MPa，伸长率大于7%，松弛率小于1.4%，采用JLM锚具实现竖向锚固，每次张拉仅一根预应力钢绞线，钢绞线下部固定在梁内部，采用内径35mm铁皮管管道成孔[1]。所有原材料在进场前，均需经过严格的检查，检查项目包括：检验报告检查、合格证检查、批次检查（根据我国现行的铁路施工技术规定，预应力钢绞线每一批数量需控制在30t以内;螺纹钢数量每30t为一个批次;波纹管每一个批次数量需控制在50000m以内）、抽检等（预应力钢绞线同厂家、同品牌、同批号、同规格的为一个检验批次。在检验的过程中，需涵盖屈服、破断负荷、弹性、伸长率、松弛率等参数;螺纹钢主要对其进行拉伸试验;波纹管主要对其外观、刚度、尺寸、渗漏情况、弯曲状态进行检验），进场后原材料采用软质物体支垫（支垫高度为15-20cm），并设置遮挡措施，避免预应力钢绞线受雨水侵蚀，值得注意的是，工程中使用的波纹管厚度较小，故需尤其注意防水、堆放方法，避免波纹管出现生锈等问题[2]。
　　工程中采用的千斤顶，额定张拉吨位约为张拉力的120%-150%，本文所列举的工程，纵向张拉采用的千斤顶最大张拉力为400t，竖向张拉千斤顶最大张拉力为60t。千斤顶等设备，送往专业技术检测站进行校验，主要检测其张拉力曲线以及油表准确度[3]。值得注意的是，在施工的过程中，若是千斤顶出现以下问题，需要重新送往专业技术检测站校验：①千斤顶在使用的过程中出现漏油等问题;②在使用的过程中，千斤顶油压表不能正常显示油压，不能正常返回零点;③重新更换油压表;④200次张拉作业后需要重新校验。
　　二、施工关键技术
　　（一）预应力筋管道
　　工程中纵向预应力管道主要采用波纹管，在施工前要对波纹管的外观进行检查，以表面光洁且无孔洞为判断标准。在安装前，以施工图纸为基础，对波纹管安装具体位置进行定位，然后利用铁丝将波纹管和钢筋以“井”字形的方式绑扎，并焊接主筋点和定位钢筋，钢筋设置间隔为60cm，在曲线地段需适当缩短间隔。应该尽量控制管道轴线和垫板之间的垂直度，从而保证混凝土在浇筑的过程中，管道不会出现“位移”等问题。需利用小内径塑料管穿过纵向波纹管，以此来保证波纹管的成孔质量。纵向预应力筋孔道距离跨中的范围需有效控制，一般要控制在4mm以内，每一节波纹管外露的长度需控制在45cm左右，以此来为金属波纹管接长提供便利。一般来说，金属波纹管接长需要采用大一号的同型波纹管作为接头，长度需控制在35cm左右，管道两端要利用密封浇带处理，在施工的过程中，需要着重控制反复弯曲等问题，避免管道出现开裂等现象。值得注意的是，波纹管接头处的管套紧固程度要着重控制，同时还要利用密封胶布缠绕，缠绕宽度为5-8cm，以此来保证管道连接处的密封性[4]。
　　长束波纹管、两端低中间高的波纹管需要在管道中部留出浆孔（出浆孔需采用铁皮焊接，并利用密封胶布吵扰）并安装阀门，以此来保证压浆作业的密实性。在安装结束后，要对波纹管进行以此全面检查，保证波纹管的位置、形式、数量、孔洞、外观和设计图纸一致后，由技术负责人确认才可开始混凝土的浇筑。混凝土浇筑完成后，在振捣的过程中，要避免振捣棒直接接触到波纹管。
　　（二）垫板安装
　　在安装垫板前，需要根据封锚尺寸加工木盒，然后利用螺栓，将垫板紧固在木盒上，最后再固定端模和垫板。在安装完成后，要保证垫板以及螺旋筋之间的紧固性，一般采用点焊的方式加固。值得注意的是，在钢筋绑扎前以及端模固定前就必须要安装垫板，同时纵向垫板灌浆口需利用棉条或者其它软质物堵塞。
　　（三）钢绞线下料
　　钢绞线下料需要利用放线架，避免钢绞线在下料的过程中出现变形、弯折等问题，同时要考虑到张拉设备长度、设计孔道长度，一般采用砂轮机，在钢绞线平放状态下进行切割，切割完成后需将钢绞线放置在地面上，并要固定钢绞线端部，防治散头等问题[5]。
　　一般来说，可采用公式 计算钢绞线的下料长度，其中 为锚具支撑板之间的孔道长度、 为锚具的实际高度、 为千斤顶支撑面到槽口外端面的实际长度、 为所有长度的富余量。若是采用双端张拉的方式，n取值为2，若是单端张拉，n取值则为1。值得注意的是，多数纵向预应力筋都比较长，所以在穿入的过程中需要利用卷扬机，在一段浇筑完成后，可利用8号铁丝连接卷扬机内的钢丝绳，然后利用铁丝将钢丝绳拉出至波纹管另一侧。
　　（四）张拉作业
　　在张拉之前，需要考虑到混凝土强度以及设计图纸中有关弹模的要求，图纸中一般提供的张拉力为锚下张拉力（已经涵盖管道摩擦力），而在实际施工的过程中，需要综合考虑到管道摩擦试验结果以及锚口损失试验结果，在张拉的过程中以伸长量为基础进行校核，需将误差控制在5%内，若是误差高于5%，则要停止施工分析原因。并且，在张拉的过程中还要施行伸长量、张拉力双项控制措施，将油表读数作为主要数据，伸长量作为辅助数据完成校核。施工时，必须严格遵守张拉设计顺序，预应力筋张拉可大致分为初张拉、终张拉、补拉三个阶段，主要工艺流程为：10%做出伸长量标记→20%标记10%时的伸长量→100%状态下持荷5min→补拉→千斤顶设备停止运作→锚固。在张拉的前要注意，需全面检查张拉系统的可靠性、安全性，张拉需要有相应的安全保障措施，张拉所用千斤顶后部严禁堆放材料、严禁站人;在张拉的过程中，注意观察千斤顶设备是否存在异常声音，千斤顶的油压表是否存在异常现象;在张拉完成后，需全面检查滑丝等问题，若存在滑丝问题，可利用补拉的方式解决。
　　（五）压浆作业
　　在穿入钢绞线48h内，张拉完成1d内应该进行压浆作业，以此来保证钢绞线在压浆完成之前不会出现锈蚀等问题。本工程采用真空辅助压浆工艺，压浆采用国内某公司生产的搅拌压浆一体化设备，可同时实现搅拌、压浆作业，同一个管道内压浆作业应该连续进行，并且一次性完成。压浆搅拌作业顺序为：加入95%的水→加入灌浆辅助剂→加入水泥→慢搅30s→快速搅拌30s→加入5%的水→慢搅60s→快速搅拌60s→测试浆液流动性。在压浆的过程中，要将管道的真空度控制在0.8MPa左右，为保证管道内充满浆液，在结束出浆之后，应该维持0.55MPa压力2min-3min（不可超过0.6MPa）。在压浆的过程中，出浆口三个通管冒出的浆液，其浓度和进浆液保持一致时，即可停止封闭。在压浆结束后48小时内，需对结构混凝土的温度进行有效控制，一般来说，温度需维持在5摄氏度以上，在冬季需要采取相应的保温措施。
　　结束语
　　综上所述，本文所阐述的案例，在施工的过程中采用了一系列的施工技术控制措施，并最终取得了良好的施工效果。从上文内容可看出，在施工的过程中，要尤其注意钢绞线的伸长值以及施工规程，这样才能够将施工误差控制在合理的范围内。
　　参考文献：
　　[1]庄新胜.预应力技术在铁路桥梁工程施工中的应用[J].工程技术研究，2017（3）.
　　[2]高真，刘宇航.铁路桥梁工程施工中预应力技术的应用浅析[J].江西建材，2017（12）.
　　[3]娄晓.浅析桥梁施工中预应力技术的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2017（09）：231.
　　[4]何玉珠.浅析路桥施工中预应力技术的应用[J].丝路视野，2017（21）：74-74.
　　[5]杨琳.预应力技术在道路桥梁工程施工中的应用[J].建材与装饰，2017（49）：269.
　　（作者单位：中铁一院集团南方工程咨询监理有限公司）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14930740.htm