高速鐵路預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁施工技術(shù)與質(zhì)量控制

宗鑫

摘要：隨著社會的發(fā)展和進步，大量橋梁、路面等工程的大量投資建設(shè)，預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工技術(shù)不斷發(fā)展。伴隨著預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁施工技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)自身具有節(jié)省材料、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定系數(shù)高的優(yōu)點，使用預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆箱梁施工技術(shù)不僅可以增加工程的美觀度，還能增加建筑工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，而且技術(shù)施工便利，其在鐵路橋梁工程中被廣泛應(yīng)用。本文主要闡述高速鐵路預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁施工技術(shù)與質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

中圖分類號： U238 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、工程概況

某高速鐵路橋梁工程，全長963m，其中Ⅱ標(biāo)段采用32+48+32(m)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，為單箱單室等高度斜腹板箱形截面，全長113.3m，混凝土總方量1480m3，為C50高性能混凝土。箱梁高3.115m(含梁面加高平臺65mm)，梁面采用三列排水，頂寬12.0m，底寬5.4m，頂?shù)赘拱寰捎米兘孛妗ｎA(yù)應(yīng)力體系采用縱向預(yù)應(yīng)力，頂?shù)赘拱骞苍O(shè)76束，另設(shè)4道通長備用管道。

二、預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁技術(shù)施工及質(zhì)量控制

預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆連續(xù)箱梁施工作業(yè)工序繁瑣，其施工工藝主要包括施工準(zhǔn)備階段的地基處理、支架預(yù)置及安裝并安裝連接模板、施工環(huán)節(jié)的鋼筋預(yù)置、波紋管安裝施工、預(yù)應(yīng)力施工等，預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁實施工技術(shù)的各項工藝便貫穿于這些工序中。

(一)地基處理機預(yù)置與加固

連續(xù)箱梁工程的施工需要先將工程的地基進行清潔化處理，清除地基中的地表雜物，為工程開工提供良好的開端準(zhǔn)備。同時，為了提高整體承載力、保證支撐箱梁支架的基礎(chǔ)堅固，對箱梁結(jié)構(gòu)的地基還要求具有一定的平整度標(biāo)準(zhǔn)，還需要對地基進行加固處理。在地基處理中可能會用到平地機將地基地表推平，為工程中橫向排水系統(tǒng)的預(yù)置作好準(zhǔn)備。地基的排水坡應(yīng)該具有一定的坡度規(guī)格，保證積水能夠及時排除干凈。箱梁結(jié)構(gòu)工程的地基處理工序中還要將原地基地表向下翻約20cm 左右，并在翻出的新土中添加約5%左右的消石灰，再用旋耕機將土與消石灰混合拌勻，再用壓路機將混合基層壓平。地基處理環(huán)節(jié)需要保證基層的密實度不低于93%，基層壓實后還要用進行基層的砂漿封面，增加基層的承載力，以避免水體侵蝕消含有石灰成分的灰土基層，影響工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在基層處理環(huán)節(jié)還需預(yù)置支架墊塊，并在基層夯實過程中穩(wěn)定支架墊塊，為支架的預(yù)置穩(wěn)定作準(zhǔn)備，其中支架預(yù)置墊塊的多用10 × 30 × 30 立方厘米的規(guī)格，而且現(xiàn)階段的連續(xù)箱梁工程標(biāo)號為C25。在對地基加固施工中，首先可選用大粒巖碴或者石屑填筑在底層; 然后用壓路機將其壓實; 然后按照路基的填筑標(biāo)準(zhǔn)進行填筑; 填筑完畢，再澆筑大約20 cm 厚的水泥混凝土。為了防止混凝土開裂，還要進行及時養(yǎng)生。此外，還應(yīng)安置好地表面的排水系統(tǒng)，以免給后期的施工造成困難。

(二)支架施工

(1)支架的搭設(shè)

當(dāng)前的橋梁支架施工中，最常見的箱梁支架方式是碗扣式支架和門式支架。這兩種支架一般搭設(shè)比較方便，拼裝比較靈活，受力也比較均勻。所以這兩種支架搭設(shè)方式也最常運用到箱梁橋梁的建設(shè)中。根據(jù)本工程的資料，得知橋梁的地面標(biāo)高在+3.39～4.77m之間，箱梁的頂板底標(biāo)高在+18.864～22.407m，因此計算出支架搭設(shè)的高度大概在12.5～18m之間。目前大部分區(qū)域運用碗扣式搭設(shè)支架，但有部分區(qū)域需要采用鋼管扣件式搭建支架。

(2)支架的預(yù)壓

進行了支架的搭設(shè)之后，還要對這種支架的拼裝方案進行驗證，一方面可以檢驗其安全性和穩(wěn)定性; 另一方面可以消除其非彈性變形的可能性，還可消除搭設(shè)支架后造成的支架沉降量以及地基沉降量。通常對支架進行預(yù)壓加載是在鋪設(shè)底膜之前。加載預(yù)壓采用鋼筋作為配重，一般的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求的加載重量為梁體自身重量的80%，加載預(yù)壓的過程為10min。在這個過程中測量橋體的沉降量，同時可以確定整體支架的單行變形值及支架的沉降具體數(shù)值。這些數(shù)值，在進行箱梁底板安裝時，具有很重要的參考意義。試壓結(jié)果可以證明: 支架的設(shè)計方案合理可行，彈性變形保持在4mm之內(nèi)。

(三)模板施工

(1)模板的制作與安裝

通常箱梁模板有內(nèi)模板、底模板和側(cè)模板三類。其中內(nèi)模板有兩種，一種是4cm厚的鋼筋混凝土預(yù)制板制作的頂部內(nèi)緣4cm的厚防護層，另一種則用4cm厚的木模板搭建的其他內(nèi)模; 底模板是用大模板拼裝起來的; 側(cè)模板大部分也是用大模板拼裝起來，但是拐角處則采用4cm厚的木板外包鐵皮加工制作。在安裝模板的過程中，無論是底模板還是側(cè)模板，外露的部分務(wù)必選用質(zhì)量較好的模板，這不但可以令其外觀穩(wěn)當(dāng)，還能確保長時間使用。另外，應(yīng)該謹(jǐn)慎處理模板間的拼裝縫，能填合盡量填合，否則在混凝土澆筑時會導(dǎo)致該部位漏漿、錯臺等。

(2)鋼筋預(yù)埋件的施工

預(yù)埋件鋼筋一般分為頂板鋼筋、底板鋼筋、橫隔板鋼筋和腹板骨架筋四種。鋼筋預(yù)埋件通常都是在地面上完成下料工作，然后再在墩頂模板上進行安裝。下料時，盡量不要出現(xiàn)在同一個截面進行鋼筋接頭的情況。必要的時候要用焊機焊接鋼筋，這樣能夠提高箱梁支架的剛度。焊接鋼筋的時候，需要根據(jù)箱梁受力的特性，盡可能把鋼筋的焊接頭設(shè)置在最小的彎角處。在鋼筋設(shè)置的密集區(qū)，放置鋼筋的位置形成沖突時，要以確保受力鋼筋的位置為先。

(四)混凝土澆筑施工

在工程混凝土設(shè)計標(biāo)號為C50，骨料使用的是0～25mm連續(xù)級配花崗巖碎石和中粗砂，使用的是PO42.5普通硅酸鹽硅酸鹽水泥。由于預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁對混凝土的早期強度有比較高的要求，因此在配合比中適當(dāng)加入了早強緩凝固型高效減水劑。為了保證混凝土澆筑的連續(xù)性，采用現(xiàn)場攪拌、就地泵送的方法。在混凝土澆筑之前施工人員要檢查箱梁底、側(cè)模板是否清潔，可以自來水沖洗，對于施工現(xiàn)場的雜物要堆積在同一個地方，在澆筑的時候需要及時搬運到已經(jīng)澆筑完畢的位置?；炷翝仓捻樞蚴茄刂韵淞憾瞬恐鹂紫蚯斑M行下灰，分層、分批、階梯式向前澆筑，采用分層澆筑的方法，每層的厚度控制在50cm，并用振搗棒振搗密實，在振搗的過程中振搗棒不能直對模板、預(yù)應(yīng)力錨具、波紋管，以免對它們造成損害，影響到混凝土澆筑的質(zhì)量。對于箱梁底板混凝土無法采用大型振搗方式的，可使用人工振搗的方法，由經(jīng)驗豐富的施工人員使用小直徑振搗棒振搗，知道所有混凝土澆筑都達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)和要求。在混凝土澆筑的收尾階段，要控制高標(biāo)高并保證混凝土頂部表面的平整度，并采取適當(dāng)?shù)臑⑺B(yǎng)護措施，保證混凝土水化反應(yīng)的充分。

(五)預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力施工主要分為波紋管布置、穿束、預(yù)應(yīng)力張拉三個部分，在施工的過程中要重點做好這三個部分的施工。首先，在波紋管布設(shè)方面，在布設(shè)的過程中要控制好波紋管的平面位置和豎向高程，在穿束后和混凝土澆筑施工之前，要對波紋管的完整性進行一次全面的檢查，如果存在破損的現(xiàn)象應(yīng)該用膠帶封堵好或者進行更換，避免在澆筑的過程中出現(xiàn)漏漿、管道堵塞的現(xiàn)象，影響到拉張的實際效果。其次，在穿束施工當(dāng)中，由于縱向穿束距離較長，給施工帶來了一定的難度，為此施工人員在波紋管當(dāng)中預(yù)留了小直徑鋼絲繩，并對鋼絞線束端進行了相應(yīng)的處理，在疊焊的焊接方法將鋼絲繩焊接成塔狀，在前端安裝拉環(huán)，使用卷揚機通過鋼絲繩緩慢的牽引穿束，在牽拉的時候力度要平均，避免波紋管出現(xiàn)破損和變形，一旦出現(xiàn)已經(jīng)立即停止?fàn)坷?，并采取相?yīng)的處理措施。對于端橫梁及中橫梁短束，采用人工穿束的方法，保證穿束的效果達(dá)到施工規(guī)范要求。最后，預(yù)應(yīng)力張拉，在預(yù)應(yīng)力張拉當(dāng)中看上去比較簡單，但張拉過程中的力度和速度實際上很難控制，這就要求在張拉中必須嚴(yán)格遵守對稱、均勻的原則，同時要嚴(yán)格控制張拉力度，伸長值的誤差要控制在≤±6%。如果在張拉過程中發(fā)展伸長值異常，要仔細(xì)檢查是否存在千斤頂不準(zhǔn)、斷絲、管道損壞、錯位或漏漿等現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)要及時進行處理。

結(jié)語

在高速鐵路大橋的預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁施工當(dāng)中，施工人員嚴(yán)格從工程建設(shè)的實際出發(fā)，按照設(shè)計及施工方案對支架設(shè)計、地基處理、混凝土澆注和預(yù)應(yīng)力張拉等工序進行了科學(xué)的完善與優(yōu)化，既保證了預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁的施工安全，也保證的施工質(zhì)量，達(dá)到了工程設(shè)計及施工的要求。

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