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关键词:重载铁路;刚桁桥梁;受力性能;安全性
我国重载铁路起步的时间晚,上个世纪八十年代才开始发展,但是发展迅速,2006年大秦线2万吨组合列车的在全国的推广,我国重载铁运输也在不断发展。2014年中国铁路总公司在大秦铁路进行牵引重量3万吨的重载列车试验,取得了圆满成功。这是我国铁路重载运输的重大突破。铁路运力和经济效益得到了极大的提高,桥梁作为铁路运输重要的组成部分,在运输过程中,桥梁受到很大的冲击,对桥梁结构造成一定的冲击振动,严重威胁铁路运输的行车安全。所以分析重载铁路钢桁桥梁的受力情况。
一、工程概况
某桥梁工程是一座铁路特大桥,该大桥总投资24167万元,桥梁长度为10282米,是当年建设最长的单线铁路桥。桥梁设计荷载为中级,地震烈度防设为7级。该铁路大桥为4x108米的连续刚桁桥梁,杆件使用梁单元,单元之间用刚性连接。
二、建筑工程整体受力性能适应性分析
(一)竖向扰度分析
为了确保铁路行车的安全,桥梁具有一定的竖向刚度,根据我国《铁路桥梁钢结构设计规范》的相关规定,钢桁梁由静活载引起的竖向扰度,连续桁架梁的边跨不能大于l/900,中跨不能大于l/750,l表示跨的跨长,由此得出钢桁梁的竖向扰度值。f边跨=108/900=0.12m=120mm f中跨=108/750=0144m=144mm.按照普通中-活载和30吨重载列车活载,分别计算各跨的跨中的扰度值,规范限制和普通中-活载下竖向扰度比值是中-活载竖向扰度系数的K(中)fv,30吨重载下和普通中-活载下竖向扰度的增长比为nfv,30吨轴重活载下竖向扰度比值是其发展系数的K(重)fv,具体测试结构见表1:
(二)水平扰度
根据铁路桥梁设计规范要求,桥梁横向变形的计算荷载分别是:横向摇摆力、风荷载、离心力,在计算桥梁的受力性能的时候,要综合分析横向要百利和风力的作用,确保桥梁的水平扰度不能小于梁计算跨度的l/4000,也计算是108/4000=27mm。横向风荷载以及列车横向摇摆力的作用下,可以采取四种荷载组合方式:其一,无车横风与列车摇摆力1,这种结合方式列车摇摆力位于跨中边跨的位置;其二,无车横风与列车摇摆力2,这种组合方式,列车摇摆力与第一种一样;其三,有车横风与列车摇摆力1;其四,有车横风与列车摇摆力。
(三)杆件局部受力性能适应性分析
根据该工程的实际情况,本铁路桥梁的荷载组合方式有:第一,横载+活载(主力1);第二,横载+活载+列车摇摆力(主力2),其中列车的摇摆力在边跨跨中;第三,制动力+主力1,其中制动力在边跨跨中;第三,横向风力+主力2,其中列车摇摆力在边跨跨中。杆件在桥梁桁架具有重要作用,铁路桥梁设计的时候,要确保杆件的安全性,确保杆件应力符合建筑设计规范要求。本铁路桥梁的杆件使用16Mnq型钢,根据不同的荷载组合方式,桥梁桁架容许应力也不同,要根据工程的实际情况去分析,提高其安全系数。其中荷载组合第一、第二种方式提高系数是1,第三钟组合方式是1.25,第四种方式是1.2。其次在设计的时候,还要考虑到桥梁桁架的运行环境,杆件应力还要确定安全储备系数,容许应力与实际应力的比值就是安全储备系数,对其测试取得的结果见表2。
得出以下结论,普通中-活载与30吨重载列车,桥梁钢桁架各个杆件在各种荷载组合的实际应力必须达到容许应力的要求,也就是应力安全储备系数必须大于1,但是在30吨重载列车作用下,桥梁钢桁架的应力安全储备系数出现了下降,下降率达到了12%-30%,其中斜杆的安全储备系数最小。所以在设计的时候要考虑到这些因素。其次,在计算的时候还要根据疲劳荷载组合计算桥梁的横载与活载,以及列车竖向荷载等等,分析不同荷载下疲劳强度,从而计算各类杆件的疲劳安全储备系数。
三、Y语
通过对这特大铁路桥梁的钢桁架受力情况进行分析,得出钢桁架在不同荷载组合条件下的整体受力性能分析、竖向扰度、水平扰度以及局部杆件受力性能、发现30吨重载下钢桁架梁的竖向扰度能够满足桥梁运行需求,杆件局部受力性能在30吨重载列车上,钢桁架杆件在各种荷载组合形式,其应力能够满足桥梁的容许应力,但是应力安全储备系数却下降。所以在设计的时候,一定要根据实际情况,进行测试,确保桥梁运行安全。
参考文献:
[1]李运生,刁云峰,张彦玲等.铁路钢桁梁桥在重载列车下的受力适应性分析[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2016,29(4):1-7.
工的策略。
【关键词】铁路桥梁;桩基础;施工;策略
一、铁路桥梁桩基础出现问题的原因
1.钻孔灌注桩
对于钻孔灌注桩而言,主要的治疗问题为桩身夹泥、桩底沉淀层过厚。出现桩身夹泥的原因包括四个方面:第一,拔管的速度过快导管埋设混凝土的深度不足或提出混凝土表面;第二,由于机械方的原因导致了停灌的时间过长,混凝土初凝后不能够正常浇筑;第三,混凝土方面的原因造成导管堵塞,停机时间过长;第四,出现塌孔情况。出现桩底沉淀层过厚的原因包括三个方面:第一,孔壁塌孔;第二,清孔工艺较差;第三,清孔不够彻底。
2.人工挖孔桩
人工挖孔桩往往会由于施工难度不大而被施工单位忽视,此外受到工期等条件的限制,很多人工挖孔桩都是钻孔灌注桩的设计变更而来的,地下水位高、用水量大,导致了人工挖孔桩在施工工程中桩底的混凝土离析情况非常严重。出现混凝土离析的原因为当涌水量达到7mm/h 的时候没有采用水下混凝土灌注;干灌时不采用串筒,混凝土振捣不充分甚至不振捣;混凝土塌落度小;不重视施工与管理。出现桩底沉渣过厚的原因为清孔质量不高或没有进行二次清孔;软岩浸泡的时间过长;大片成孔后不能够即使浇注,导致了塌孔;桩顶虚土侵入。出现护壁质量差的原因为不重视护壁混凝土施工,没有进行严格的混凝土配比设计;施工中没有进行严格的振捣,混凝土强度不够。
二、铁路桥梁桩基础施工情况分析
1.铁路桥梁桩基础施工环境的分析
铁路桥梁桩基础的施工环境主要是指桩基础的施工现场,在桩基础施工进行之前要对施工现场的土壤情况、水质情况等进行仔细的调研和核查,并根据调查结果来确定施工计划。若桩基础施工现场的土壤为软土,首先就要进行夯实硬化工作;若施工现场土地较为干早则需要及时的将施工现场表面及土壤中的障碍物清扫干净,必要时采取一定的硬化处理;若水文情况为浅水则要采用引桥法,为深水则要采用主桥法,做好相应的平台平整工作,保证钢管柱的稳定性和牢固性。
2.铁路桥梁桩基础的施工位置分析
在对施工现场进行仔细调研后,要根据调查结果确定施工方案,而首先要确定的就是铁路桥梁桩基础的施工位置,这就要求在桩基础的施工现场进行桩位测定。桩位的测定要根据现场的施工状况,若施工现场的场地为早地,要先标出桩位的中心和标高,在埋设护桩时要保证桩顶与地面标高齐平,然后再加以固定;若为深水施工环境,要通过设置钢护筒来增加桩的稳定性。
3.铁路桥梁桩基础钢护筒的施工准备分析
护筒结构的设置有助于提高桩基础的稳定性。铁路桥梁桩基础的护筒多采用钢护筒,根据施工要求的不同钢护筒的厚度和高度也不同,一般在护筒的底部和顶部都会采取加厚措施,护筒的高度都大于两米。对于施工现场为早地的土质情况,需用粘土在钢护筒底部周围进行夯实。此外,在埋设护筒时,护筒和桩位的中心位置要高度一致,减少偏差对施工造成的影响,确保护筒之间的正确衔接。
4.铁路桥梁桩基础的钻孔泥浆准备分析
为保证铁路桥梁桩基础的钻孔泥浆施工阶段顺利进行就要为施工准备充足的材料和环境以及便利的施工条件,在材料准备方面要准备足量的造浆粘土,在施工环境和条件方面要提前律设好便于泥浆循环、净化、倾倒的合理场所。
三、加强铁路桥梁基基础施工的策略
1.勘测清理桩基基础施工场地
能否排除对施工有阻碍作用的一切事物,是一个桩基工程能否开展的先决条件。充分进行实地考察是至关重要的,例如施工场地是否属于旱地、是否处于浅水区、是否堆积杂物、等都要根据施工的详细参数来对应标的研究,用适当的方法来解决。保证施工场地的平整、硬实。
2.测定基桩基础桩位
在平整的场地用方木桩准确的标示各桩位的中心及高程,之后埋设护桩,桩高与地面高度保持一致,浇筑砂浆对护桩进行固定,要充分保持桩的稳定、牢固。最后要得到监理的认可方能最终确定桩位。
3.准备桩基基础的护筒
在铁路桥梁桩基基础施工中多用钢护筒,并且需要加厚处理钢护筒的顶部和底部,保持钢护筒的高度≥2m。护筒掩埋需要特别留意,护筒周围必须用粘土夯实,粘土要触底到护筒底部,护筒中心和桩位的中心必须一致,偏差越小越好。
4.充分利用桩基基础的钻孔泥浆
为了避免开钻后钻机进尺空转,进行基础施工之前,根据具体的地质地层情况需要在桩孔内投入一定数量的粘土、碱及相应的水,所以需要储备一定的造浆粘土。钻机做不进尺空转,利用钻头搅制泥浆,搅拌后抽至泥浆池,待储够泥浆后,采用正循环钻进,因而也需要建造一定量的施工池。
四、桥梁桩基存在的质量问题与原因
1.桥梁桩基存在的质量问题
桥梁的桩基是埋在地下的,属于地下隐蔽结构物。因此,桥梁桩基
在施工的过程中容易出现各种问题。根据检测数据统计表明,大约有4.8%的桥梁桩基存在自身缺陷问题。桥梁桩基出现的相关问题的特点包括:第一,人工挖孔桩与钻孔桩相比,人工挖孔桩出现问题的比例较高;第二,在所有缺陷类型中,混凝土离析或混凝土胶结差问题占85%以上,而且问题出现的位置一般集中在桩的中下段;第三,如果钻孔桩出现问题,严重程度摇臂人工挖孔桩严重,集中表现在夹泥、桩底沉渣过厚。
2.桥桩出现问题的原因
(一)钻孔灌注桩
对于钻孔灌注桩而言,主要的治疗问题为桩身夹泥、桩底沉淀层过厚。出现桩身夹泥的原因包括四个方面:第一,拔管的速度过快导管埋设混凝土的深度不足或提出混凝土表面;第二,由于机械方的原因导致了停灌的时间过长,混凝土初凝后不能够正常浇筑;第三,混凝土方面的原因造成导管堵塞,停机时间过长;第四,出现塌孔情况。出现桩底沉淀层过厚的原因包括三个方面:第一,孔壁塌孔;第二,清孔工艺较差;第三,清孔不够彻底。
(二)人工挖孔桩
人工挖孔桩往往会由于施工难度不大而被施工单位忽视,此外受到工期等条件的限制,很多人工挖孔桩都是钻孔灌注桩的设计变更而来的,地下水位高、用水量大,导致了人工挖孔桩在施工工程中桩底的混凝土离析情况非常严重。出现混凝土离析的原因为当涌水量达到7mm/h的时候没有采用水下混凝土灌注;干灌时不采用串筒,混凝土振捣不充分甚至不振捣;混凝土塌落度小;不重视施工与管理。出现桩底沉渣过厚的原因为清孔质量不高或没有进行二次清孔;软岩浸泡的时间过长;大片成孔后不能够即使浇注,导致了塌孔;桩顶虚土侵入。出现护壁质量差的原因为不重视护壁混凝土施工,没有进行严格的混凝土配比设计;施工中没有进行严格的振捣,混凝土强度不够。
五、结束语
通过对铁路桥梁桩基础施工策略的相关研究,我们可以发现,在当前各种条件下,铁路桥梁桩基础施工存在的问题是多方面的,有关人员应该从其客观实际需求出发,充分利用既有优势,研究制定最为符合实际的施工效果提升策略。
参考文献:
[1] 安宏科,任学萍.花都特大桥岩溶发育地区桩基础施工技术研究[J].价值工程.2011(04):88-89.
关键词:铁路桥梁;桩基础施工技术;要点;分析
现阶段,随着我国铁路建设事业的飞速发展,许许多多的铁路桥梁工程应运而生,其在建设完成投入使用后需要承受较大的荷载,也是保证运营安全的关键所在。为此,对其工艺参数、施工质量和稳定性控制等方面提出了较高的技术要求。而桩基础施工的合理性具有其重要的意义,对后期施工能否顺利展开及整体施工质量控制有着至关重要的作用和影响。为了更好地保证施工质量,施工人员需要熟练掌握各项桩基础施工技术要点和工艺参数。下面,以某工程为例对此项施工技术的要点进行简要阐述,以期为现场施工提供一定的参考和指导。
1 工程概况
某铁路桥梁工程位于豫北平原与太行山东麓过渡地带丘陵区边缘,桥址处农田、水塘和居民区相互夹杂分部区域,地质结构主要为粉质粘土、泥灰岩、砂岩和砾岩,桥梁全长为1656.24m,按钻孔桩基础、双线圆端型桥墩和简支T梁结构设计,全桥共有墩台51个,钻孔桩471根,其中17#至19#墩跨越80m宽河道,40m以上用超声波检测的桩基68根。此工程从2010年7月1日开工建设,于2013年5月6日竣工验收,历时1040天,其中桩基施工约占总工期的三分之一。下面,以此工程为例对桩基础施工的几项技术要点进行简要分析。
2 钻孔桩施工技术要点分析
钻孔桩施工过程较为繁琐,施工人员需要对每一个环节严格进行控制,具体的施工工艺流程图见附图1。下面,从施工准备、钻孔桩施工、钢筋笼制作及混凝土灌注四个方面进行简要分析。
关键词:高速铁路 预应力 混凝土 大跨度 简支梁
中图分类号:U24 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)04(b)-0072-02
国内外高速铁路桥梁主要采用简支梁结构,其中预应力混凝土简支梁具有受力明确、构造简单、耐久性好、施工便捷等优点,是高速铁路桥梁的主要结构形式。
1 高速铁路桥梁概况
截止2014年底,我国高速铁路运营里程超过16 000 km,“四纵”干线基本成型,约占世界高速铁路运营里程的50%,已拥有全世界规模最大、运营速度最高的高速铁路网。
我国高速铁路多采取“以桥代路”策略,各条高速铁路桥梁所占比例均较高,其中以跨度32 m预应力混凝土简支箱梁桥为主,部分采用跨度24 m简支箱梁,少量采用跨度40、44、56 m简支箱梁。跨度32 m及以下箱梁主要采用沿线设制梁场集中预制、架桥机架设的方法施工,跨度32 m以上简支箱梁主要采用现场浇筑或节段拼装的方法施工。
我国高速铁路桥梁里程占线路里程的比例最高达82%,其中常用跨度混凝土简支箱梁桥占桥梁总里程的比例基本在80%以上,最高达96%。桥梁技术的发展和进步成为我国高速铁路建设工程中的重大技术突破,并形成了我国自有的技术标准体系。随着高速铁路建设的发展,桥梁设计理论和建设技术也在逐步完善和发展,其中基于预制架设施工模式的大跨度预应力混凝土简支箱梁就是其中重要发展方向之一。
我国高速铁路建设规模大,桥梁数量多,设计、施工技术成熟,并依托联调联试工作积累了丰富的试验数据,对于高速铁路桥梁的建设和发展也积累了充足的技术储备。根据近年来高速铁路常用跨度预应力混凝土简支梁的设计和试验研究成果,我们对简支梁的设计理论有了更为深刻的认R,为高速铁路(时速250 km及以上)大跨度预应力混凝土简支梁的进一步发展打下了基础。
高速铁路跨越河流、沟谷的高墩桥梁以及软基沉陷地区的深基础桥梁,下部结构造价在桥梁建设费用中的比重较大,大量使用跨度32 m简支梁时经济性较差;跨度>32 m时若只能采用原位浇筑的简支梁桥或者连续梁、连续刚构桥,经济性也较差,且质量不易控制。发展跨度40 m及以上预应力混凝土简支梁,并采用集中预制、运梁车移运、架桥机架设的施工模式,将显著提高桥梁的经济性。我国高速铁路发展跨度40 m及以上、采用预制架设施工模式的预应力混凝土简支梁技术,不但能够提高简支梁桥的跨越能力,还能够扩大简支梁桥的适用范围,并具有一定的技术、经济优势。
2 既有高速铁路简支梁设计与使用情况
2.1 设计参数及控制指标
对于我国高速铁路用量最大的跨度32 m预应力混凝土简支箱梁,高速铁路运营活载静态效应(动车组)约为设计活载静效应的35%~40%,桥梁结构设计控制指标已由强度变为刚度。桥梁结构的变形和变位限值主要是为保证桥上轨道结构受力安全性和稳定性,同时满足列车高速运行条件下行车安全及乘车舒适的要求。根据现行规范,高速铁路桥梁刚度设计参数应满足如下要求。
2.1.1 梁端转角
对于采用无砟轨道的桥梁,由于梁端竖向转角使得梁缝两侧的钢轨支点分别产生钢轨的上拔和下压现象。当上拔力大于钢轨扣件的扣压力时将导致钢轨与下垫板脱开,当垫板所受下压力过大时可能导致垫板产生破坏,对于采用有砟轨道的桥梁,还要保证桥梁接缝部位有砟道床的稳定性。
2.1.2 竖向自振频率限值
研究表明梁体固有频率过低将导致高速列车通过时产生较大振动或共振,频率过高时桥上轨道不平顺引起的车辆动力响应明显增加,因此,对简支梁竖向自振频率提出限值。对于运行车长 24~26 m的动车组、L≤32 m混凝土及预应力混凝土双线简支箱梁,给出了不需要进行车桥耦合动力响应分析的自振频率限值。同时,研究发现对于跨度40 m及以上的简支梁,由于长列荷载的影响,动力荷载产生的突变效应减弱。高速铁路桥梁设计的控制性参数与桥梁跨度有关。研究发现,选取跨度20、24、32及40 m的简支箱梁,每种跨度的简支梁分别选取21种不同尺寸的截面,二期恒载统一按180 kN/m来计算梁体竖向基频,以此研究分析不同刚度设计参数间的关系。根据不同刚度限值对应函数关系。32 m及以下跨度简支梁基频取现行规范中不需要动力检算的下限值,40 m箱梁基频取现行规范中公式计算的下限值,梁端悬出长度按预制架设模式统一取0.55 m,梁端转角限值取1.5×10-3 rad。
综上分析可以看出:(1)梁体竖向刚度满足梁端转角限值或满足基频限值的情况下,挠跨比远小于规范规定的1/1 600,挠跨比不控制梁体设计;(2)跨度32 m及以下的预制简支梁,基频为梁体设计控制指标;(3)跨度40 m预制简支梁,基频和梁端转角的对应关系接近,梁体设计控制指标在基频和梁端转角方面差别较小,可实现箱梁经济性设计。
2.2 实梁设计状况
以我国高速铁路跨度32、40 m预应力混凝土简支箱梁为代表,分析了既有简支梁的设计情况。
2.2.1 跨度32 m简支箱梁
高速铁路有砟、无砟桥面双线箱梁二期恒载设计值分别为 206.5~211.0 kN/m和120.0~180.0 kN/m,受二期恒载影响(不同无砟轨道类型、直曲线及有无声屏障等),同一图号的无砟简支箱梁基频和残余徐变拱度略有差异。对于设计时速350 km高速铁路32 m无砟轨道预应力混凝土双线简支箱梁,预制梁的梁端转角、基频的设计参数与规范参数比值分别为53%,101%~108%,现浇梁相应的两者比值分别为70%和106%~114% 。
2.2.2 跨度40 m简支箱梁
时速350 km高速铁路无砟轨道后张法预应力混凝土双线简支箱梁,计算跨度为39.1 m,施工方法为原位现浇,截面中心梁高为3.75 m,桥面宽度为12.0 m,质量1 130 t。对于设计时速350 km高速铁路跨度40 m无砟轨道预应力混凝土双线简支箱梁,梁端转角、基频的设计参数与规范限值的比值分别为62%和139%。
2.2.3 对比分析
(1)高速铁路各种箱梁的挠跨比设计值远小于规范规定的限值;(2)跨度32 m箱梁的竖向基频设计值稍大于规范规定的基频限值,梁端转角富余度较高,基频限值控制箱梁的设计;(3)跨度40 m梁与跨度32 m梁的梁端转角设计值与规范限值的比值基本相当,40 m梁基频设计值与规范限值的比值大于32 m梁的相应比值,跨度40 m梁的竖向基频有较大优化空间。
2.3 实梁测试结果
将高速铁路常用跨度简支梁设计情况和实测结果对比可知:(1)挠跨比不是梁体设计控制指标,跨度32 m以下的简支梁的设计参数由基频控制,跨度40 m的简支梁基频和梁端转角的影响接近;(2)高速铁路各种箱梁的挠跨比设计值小于规范规定的限值。跨度32 m箱梁竖向基频设计值稍大于规范规定的基频限值,跨度40 m箱梁基频设计值与规范限值的差别较大,有较大的优化空间;(3)从设计和运营指标测试结果来看,我国高速铁路发展跨度40 m及以上的预应力混凝土简支箱梁技术可行(如图1)。
3 研究结论
根据高速铁路预制后张法预应力混凝土大跨度简支梁技术可行性和经济性对比分析研究结果,得出结论如下:(1)高速铁路跨度40 m简支梁的设计控制指标已从跨度32 m简支梁的刚度(基频) 控制转变为强度和刚度(基频、梁端转角)共同控制;(2)跨度40 m预制简支梁的梁高设计可以控制在3.1 m左右,单孔梁质量可以控制在1 000 t以内。该梁高与既有跨度32 m简支梁的梁高接近,便于桥梁跨度布置及美观设计;(3)无论是研制新的运架设备还是对既有的运架设备进行改造,均可满足跨度40 m预制简支梁的制、运、架施工要求;(4)高速F路跨度40 m的预制简支梁桥,在墩高10 m左右的常规地段综合造价与跨度32 m简支梁桥相比具有一定经济优势,在高墩、深基础等下部结构费用较高的地段综合造价与跨度32 m简支梁桥相比经济优势增加;(5)采用跨度40 m预制简支梁桥,可提高桥梁的跨越能力、增加桥跨布置的适应性、减少墩台基础的数量、扩大简支梁桥的适用范围,并可减少施工作业班次、提高生产效率,工程建设实际意义显著。
参考文献
【关键词】铁路;现浇连续梁;施工工艺;质量控制
引言:目前,在铁路建设中,跨越河流、城市道路等的桥梁施工以连续梁形式为主,对于中小跨度的连续梁施工,后张法预应力现浇连续梁凭借其施工周期短在铁路桥梁建设中是一种较为广泛采用的桥式。本文详细介绍了现浇连续梁的施工工艺,并总结了施工经验。
1、工程概况
某铁路桥全长17219.5m,设计中心里程DK537+347.33,施工长度5340.88m,施工里程DK528+851―DK534+195.93。该铁路中心线在DK533+366.84处跨越规划中的西坡路,该路面规划为24m宽混凝土路面,与铁路夹角90b;该处设计为32m+40m+32m等截面现浇连续梁,设计墩位为132-135号墩,梁面顶宽为12.2m,墩身高度平均为23.5m。该连续梁设计为满堂支架现浇,但是由于该处地质为粉质黏土和淤泥,在原位上搭设支架有一定的难度和技术安全风险。
2、现浇连续梁方案优势
(1)实行现浇施工工艺,提高现浇梁施工质量,可以最大限度地减少结构尺寸的偏差,节约大量周转材料和施工场地,直接节约项目经济成本,并为下一步架梁和桥面铺装创造有利条件,加快施工进度。
(2)采用流水线施工工艺,避免了窝工现象,缩短了工期,降低了总体施工成本。
(3)实行现浇施工工艺,可减少各种大型钢构件的投入,增加大量的工作面,易于控制现场的施工进度及质量,一次防护到位,增加施工安全。
(4)采用碗扣支架施工,不需要临时墩的支承桩,施工更简便,施工周期更短,成本更低。
(5)实行现浇施工工艺,可以减少混凝土浇筑次数,避免了多次混凝土浇筑中混凝土的浪费,通过对整个现浇段预拱度的控制可以更好地对整个桥梁线形进行控制,一次浇筑完毕后可以提供较大范围的工作面,可以加快施工进度,进而节约成本。
(6)跨越道路处采用墩梁式支架施工避免了友谊大道长时间的交通中断,同时利用原有友谊大道的路基作为地基,不需要浇筑临时墩支承桩,降低了施工成本,同时缩短了施工周期。
3、现浇连续梁施工工艺
3.1支架施工
3.1.1支架基础施工
支架现浇梁施工前,先要平整施工现场,加固处理搭设的支架,在软基位置用碎石换填或做混凝土基础,确保地基承载力达到满布荷载的要求,使梁体混凝土浇筑后不产生沉降。对处理好的施工场地进行放线。同时在周边设置排水沟,做好排水处理。
3.1.2支架搭设
支架结构的搭建要稳固,杆件连接牢靠。碗扣支架均采用外径中Φ48 mm标准杆件进行组装,每根立杆下端均设定型圆盘支座或木垫板,并按要求设置剪刀撑。立杆顶端安装可调式U形支托,先在支托内安装横向方木,再按设计间距和标高安装纵向方木及楔木垫块。钢管的整体稳定性是由基础的不均匀沉降、支架结构的稳定性控制。横桥向按照支架的拼装要求,严格控制竖杆的垂直度以及扫地杆和剪力撑的数量和间距。顺桥向支架和墩身连接,以抵消顺桥向的水平力。同时碗扣式支架通过钢管与军用墩支架连成一体,确保混合支架的强度和整体稳定性。
3.1.3支架的预压和调整
支架搭设好后,铺设底模,进行预加载试压检查支架的承载能力,减小和消除支架的非弹性变形和地基不均匀沉降,从而确保混凝土梁的浇筑质量。加载顺序为从支座向跨中依次进行。满载后持荷时间不小于24h,分别量测各级荷载下支架的变形值。然后再逐级卸载,当支架的沉降量偏差较大时,要及时对支架进行调整。
3.2模板施工
箱梁模板由侧模、内模、底模和端模组成,侧模与端模采用钢模板,底模采用14mm厚竹胶板,底模下铺10×10cm方木与I10分配梁。从下向上,先I10横向分配梁(间距60cm),然后10×10cm纵向方木(腹板下间距25cm,其余部位间距30cm)。内模采用14mm厚的竹胶板,模板背楞采用5×10cm方木,间距30cm。
3.2.1模板的加工制造
箱梁模板应有足够的强度、刚度及稳定性,确保梁体各部位结构尺寸正确及预埋件的位置准确,能承受新浇筑混凝土的重力、侧压力及施工中可能产生的各项荷载。
3.2.2模板安装
箱梁模板安装有以下要求:
(1)模板安装必须稳固牢靠。接缝严密,不得漏浆。模板与混凝土的接触面应平整光滑,且必须清理干净并涂涮隔离剂。混凝土浇筑前,模板内的积水和杂物应清理干净。
(2)预埋件和预留孔洞的留置应符合规范规定。
(3)模板上的重要拉杆应采用专用螺纹拉杆并配以垫圈,伸出混凝土外露面的的拉杆应采用端部可拆卸的钢丝杆。
3.2.3模板拆除
当梁体混凝土强度达到设计强度的60%以上,即可拆除端模、内模。模板拆除时应缓慢进行,内模分块拆除后从梁端人工取除。外侧模、底模需待张拉完成后拆除。
3.3钢筋的制作与安装
底模及外侧模安装完成后即开始绑扎钢筋,钢筋安装顺序如下:绑扎底板钢筋―绑扎腹板钢筋―安放波纹管―穿钢绞线束―封内侧模及安装顶板底模―绑扎顶板及翼板钢筋。
3.4混凝土浇筑及养护
3.4.1混凝土浇筑
梁体混凝土为C50混凝土。混凝土浇筑从低处向高处分层浇筑。浇筑时,先浇筑底板,当底板混凝土流动性减小后再浇筑腹板的混凝土,最后浇筑顶板。浇筑混凝土全程连续作业,整个浇筑过程在最初浇筑的底板的混凝土的初凝前完成。
3.4.2混凝土养护
混凝土一般用洒水养护,洒水次数应以混凝土表面湿润状态为度。洒水养护的时间从灌注完开始计时,一般不少于7天。在对梁体进行洒水养护的同时,要对随梁养护的混凝土试件也进行洒水的养护,可以使试件和梁体混凝土的强度进行同步的增长。在气温为+10℃以下的时候,梁体需要采取保温保湿的措施。但是当日的平均气温不高于7℃时,不可以采取浇水养护。
3.5预应力施工
(1)张拉准备工作。钢绞线取样试验,测定孔道摩擦系数;计算钢绞线伸长值;选定孔道注浆的配合比;油表与千斤顶的标定及测定张拉校订系数;高压油泵与电源线的检查。
(2)钢绞线张拉。张拉顺序为自下而上、自内而外对称张拉。
(3)压浆时间以张拉完毕不超过24h为宜,同一管道压浆为连续作业工序,不得中断。
(4)压浆采用真空压浆工艺。
(5)梁端封锚。
3.6支架拆除
当第二段钢绞线张拉灌浆达到设计要求后,即可对第一段的支架进行拆除。当第三段张拉钢绞线及压浆施工完成并达到设计要求后即可对第二段进行拆模。第二段拆模时应选在交通量低谷时段进行。并中断交通,以保证施工安全。完成第二段拆模后,即可拆除第三段支架。
4、结语
铁路桥连续梁的施工工艺是一个比较现实的课题,近几年来,铁路交通建设事业的飞速发展大大促进了各地区间经济的发展。现浇混凝土的连续梁桥现在已经非常成熟,它的建设队伍日益壮大,广大的工程技术人员正在不断的掌握连续梁的施工工艺和技术控制。铁路桥梁的施工建设是一个十分复杂的工程,伴随着桥梁的跨径的增大,以及箱梁的截面的加大,其受力也变得更加复杂,还有很多问题需要进一步研究。
参考文献:
[1]林胜.预应力桥梁现浇连续梁施工工艺[J].科技信息,2007,(22).