摘要:我国铁路建设直接关系到我国整体经济的发展走向和发展速度。在铁路桥设计中,针对跨度较大的构件,多利用预应力技术处理,以保证构件的性能和寿命达到设计标准。在实际设计和施工过程中,对预应力控制技术的有效处理可以保证大跨度铁路桥应用的高效性和稳定性。
关键词:大跨度铁路桥梁;预应力施工控制技术
引言
我国铁路建设的快速发展离不开国家经济的大力支持。如今,铁路桥梁建设已进入快速发展时期,为满足桥梁建设和使用要求,桥梁跨度不断增大,这虽然能够达到预期的建设要求,但对施工提出了更高要求,尤其是预应力施工技术的应用。
1预应力的应用特点
在理想状态下,预应力技术的结构特点使得其可以被看做一个拱高f很小的拱,在构件上部有竖向荷载作用时,构件可以按照理想拱型计算。通过计算其受弯矩作用时的竖向位移,得出起拱量,从而利用水平推力抵消一部分弯矩,保证构件的正常使用。这就需要构件满足两个特点,一是受竖向荷载,二是主要内力形式为弯矩。在实际应用中,铁路桥受风荷载的影响较大,横向荷载不能忽视,尤其是来自于地震的横向荷载更是考验桥梁结构稳定性的重点,因此,构件不能被看做理想的拱型构件,受到的主要应力形式除了构件下部的拉应力,还有横向的拉应力,同时随着外界环境的改变,温度应力和装配应力也是构件设计不可忽视的问题。在实际应用预应力的过程中,应当全面考虑这些问题,保证构件设计的合理性和安全性。
2大跨度铁路桥梁施工阶段施工技术的提高
(1)材料质量,材料进场前,施工技术人员应对材料进行检验,检验无误后方可进场。进场后要根据材料的性质,合理选择存放地点。存放地点的选择不仅要满足存放条件,还要充分考虑到经济运距的因素。材料的选择要根据现场实际情况决定,选用低热水泥保证其受水化热影响小,钢筋的型号和性能也要达到施工标准。对于不利气候条件下的混凝土浇筑工作,要严格保证配合比,同时还要合理使用外加剂,保证养护完毕的混凝土强度指标达到设计标准。(2)施工工艺,除做好钢筋除锈和混凝土振捣质量以保证钢筋混凝土结构的施工质量外,对于大跨度铁路桥来讲,重要的莫过于预应力施工技术和质量。对于预制构件,应当做到吊装精确,误差控制在允许范围内。对于现浇钢筋混凝土构件,其主要施工技术为预应力张拉工作。按照施工工艺不同,传统张拉方式可分为先张法和后张法。先张法是先张法是在浇筑混凝土前张拉预应力筋,并将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上,然后浇筑混凝土,待混凝土强度达到不低于混凝土设计强度值的75%,保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时,放松预应力筋,借助于混凝土与预应力筋的粘结,对混凝土施加预应力的施工工艺。而后张法是先浇混凝土,待混凝土达到设计强度75%以上,再张拉钢筋,按照埋管制孔→浇混凝土→抽管→养护穿筋张拉→锚固→灌浆及锚头处理的流程,使其传力途径是依靠锚具阻止钢筋的弹性回弹,截面混凝土获得预压应力,使钢筋与混凝土结为整体的过程。但是随着桥梁跨度的不断增加,为保证施工质量和施工进度,传统张拉施工已经无法满足实际需要,只能张拉与压浆技术应运而生。
3孔道施工
横、纵向的孔道均为塑料波纹管,而竖向为金属波纹管,在对波纹管进行安装以前,必须认真检查,要求达到整洁,且不能有裂纹、污渍与孔洞,确认合格后即可在施工中使用。管道具体埋设位置对力筋受力和应力分布有直接影响,埋设定位必须按照图纸控制,保证立面与平面位置合理性及准确性。在对波纹管进行安装时,需要对定位钢筋进行加固,腹板和定位钢筋应同时绑扎,在骨架箍筋连接横向钢筋,确保其保持定位性,避免浇筑过程中产生位移与上浮。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于定位间距,曲线和直线分别按照0.25m/道与0.50m/道进行布置。对波纹管进行安装时,应减少弯曲,避免管壁发生开裂,并预防焊接产生的火花对管壁造成烧伤。装好波纹管以后,对其所在位置与曲线形状进行检查,确认能否达到设计标准。管端接长用类型相同的波纹管进行,每一段的长度应控制在管道内径5~7倍范围内,在连接过程中,避免接头位置产生角度变化,同时保证在浇筑时避免管道出现位移与转动,将接头缠紧,预防泥浆通过接缝进入,并保持2cm左右的重叠,在长度方向上缠至少5cm的胶布。在进行浇筑施工前,应在管道内穿入小直径套管,以此作为内衬,防止漏浆使管道发生堵塞。
4加大铁路桥梁施工后期的结构测量与管理
(1)桥梁挠度与整体轴线的测量,在铁路桥梁建设后期,可能由于种种原因,偏离了原来的设定的预算和计划,对此应强加强对后期桥梁建设的测量,防止意外情况发生,最主要的是加强桥梁挠度和轴线的测量,选用准确的测量器具,减少误差发生的几率,按照测量的程序进行,先测对梁轴线和标高,而后在用水准仪在施工中测量两个点的校准度。(2)桥墩高度的测量,大跨度铁路桥梁建设的技术难度高,因而可能会出现很多后续的质量问题,这其中就是整个桥梁的桥墩高低测量,这是观测桥梁是否沉降的重要表现,也是控制桥梁建设质量的重要手段,大致有二步:第一,在桥梁周围布置网点,用交汇法,在桥墩顶部的坐标位置,以此为基准,测算出一个基准值,第二是根据桥墩顶部的位置坐标,测算以后的桥墩的上下位置变化情况,推断出相应的桥墩沉降情况,从而有效保证桥梁质量,防止桥梁变形。总之,预应力铁路桥梁施工的质量关键不是对桥梁后期的实时观测,而是前期是否按照必要的程序来实施这项工程,在按照规定的程序来施工时,铁路桥梁的建设必将能顺利完工,在施工过程中,遇到的困难也容易克服,这对于后期的检测工作带来极大的好处,同时也有利于整个工程质量的提高。
5注意事项
为保证张拉的质量,在张拉过程中所有设施的安装都必须满足要求;进行张拉的过程中,孔口、千斤顶和锚圈需要处在同心圈中,这样能确保张拉力作用线可以和轴线完全一致。初始张拉的吨位按控制吨位一成进行控制,确保每束都能均匀受力,同时在进行初始张拉时对伸长值进行量测;张拉借助双控指标,分别为伸长量与控制应力,其中将控制应力作为核心,用伸长量进行校核,相同截面内断丝率应控制1%以内,所有情况下都不得发生整根断裂。每个需要进行校验的设备都不能超出校验的期限,如果在张拉时发生故障,需要立刻停止;如果张拉的质量不满足要求,则及时查明原因,进行二次张拉。现行技术规范要求,伸长量和理论和实际偏差要控制在±6%以内,如果偏差大于±6%,则要确定产生原因,采用以下步骤解决:①对张拉设备进行校验;②对力筋弹性模量进行准确测定;③送张以后做二次张拉。
结语
大跨度铁路桥预应力构件较多,且设计和施工质量要去较高,需要对其预应力技术有效控制。从项目前期准备工作开始,贯穿于设计前准备工作、设计阶段、施工前准备工作、施工阶段和竣工验收阶段等桥梁项目全过程。各个阶段都应当考虑到构件预应力应用的经济性、时效性和适用性,保证桥梁预应力构件的性能达到设计标准,施工质量、成本效益和工作效率得到合理控制。
参考文献
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论文作者:姜宏润
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签:预应力论文; 桥梁论文; 构件论文; 混凝土论文; 应力论文; 钢筋论文; 桥墩论文; 《基层建设》2019年第15期论文;