高速鐵路雙線預(yù)制箱梁質(zhì)量控制要點(diǎn)

時(shí)間:2022-03-04 03:55:49

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高速鐵路雙線預(yù)制箱梁質(zhì)量控制要點(diǎn)

摘要:本文根據(jù)高速鐵路預(yù)制箱梁的技術(shù)特點(diǎn),淺析了高速鐵路雙線整孔箱梁預(yù)制質(zhì)量控制要點(diǎn),結(jié)合筆者參與的西成高速鐵路項(xiàng)目,介紹了相應(yīng)質(zhì)量控制措施,供大家參考。

關(guān)鍵詞:高速鐵路;雙線預(yù)制箱梁;技術(shù)特點(diǎn);質(zhì)量控制要點(diǎn);質(zhì)量控制措施

我國(guó)高速鐵路建設(shè)飛速發(fā)展,取得了舉世矚目的成就,對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展產(chǎn)生了重大影響,起到了巨大的推動(dòng)作用。高速鐵路的高速度、高舒適性、高安全性、高密度連續(xù)運(yùn)營(yíng)等特點(diǎn)對(duì)其土建工程提出了嚴(yán)格的要求。雙線整孔預(yù)制箱梁可以工廠化集中預(yù)制和快速運(yùn)架成橋,加快了橋梁施工進(jìn)度,因而在高鐵橋梁工程中得到廣泛應(yīng)用,充分認(rèn)識(shí)其技術(shù)特點(diǎn),控制好箱梁預(yù)制施工質(zhì)量,對(duì)于保證橋梁結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)正常發(fā)揮其應(yīng)有的適用性和耐久性,有著重要的意義。筆者所在的西成高鐵雙河制梁場(chǎng)位于四川省江油市,任務(wù)是生產(chǎn)單箱單室等高雙線預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁,共設(shè)制梁臺(tái)座6個(gè),存梁臺(tái)座36個(gè)。其中,32m箱梁全長(zhǎng)32.6m,計(jì)算跨度31.5m,梁寬12.2m;24m箱梁全長(zhǎng)24.6m,計(jì)算跨度23.5m,橋梁寬度12.2m。按通橋(2009)2229-Ⅳ《時(shí)速250公里客運(yùn)專(zhuān)線(城際鐵路)無(wú)砟軌道預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁整孔箱梁》(無(wú)砟軌道類(lèi)型:CRTS-Ⅰ型雙塊式)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行施工。

1高速鐵路雙線整孔箱梁主要技術(shù)特點(diǎn)

1.1剛度大、整體性好。列車(chē)高速、舒適、安全行駛要求高速鐵路橋梁必須具有足夠大的剛度和良好的整體性,以防止橋梁出現(xiàn)較大撓度和振幅。一般來(lái)說(shuō),高速鐵路橋梁設(shè)計(jì)主要由剛度控制,強(qiáng)度基本上不控制其設(shè)計(jì)。盡管高速鐵路活載小于普通鐵路,但實(shí)際應(yīng)用的高速鐵路橋梁,在梁高、梁重上均超過(guò)普通鐵路。1.2需嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)變形。為了保證軌道的高平順性,還必須嚴(yán)格控制混凝土產(chǎn)生的徐變上拱。從施工方面來(lái)說(shuō),混凝土的原材質(zhì)量和級(jí)配、水泥用量、養(yǎng)護(hù)、加荷齡期等都會(huì)對(duì)混凝土徐變產(chǎn)生影響。1.3耐久性要求高。根據(jù)高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范,橋梁主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為100年,對(duì)箱梁耐久性提出了很高的要求。應(yīng)從源頭把關(guān),優(yōu)選混凝土原材料,設(shè)計(jì)合理的混凝土配合比,強(qiáng)化混凝土施工管理,提高混凝土的抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕能力,從而提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

2高速鐵路雙線整孔箱梁質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1制存梁臺(tái)座。臺(tái)座是制梁和存梁施工的基礎(chǔ)構(gòu)筑物,應(yīng)對(duì)臺(tái)座進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì),使其強(qiáng)度、剛度及整體穩(wěn)定性滿足各階段施工荷載和施工工藝的要求。制梁和箱梁在存運(yùn)過(guò)程中,應(yīng)保證各支點(diǎn)或吊點(diǎn)受力均勻,梁體支點(diǎn)應(yīng)位于同一平面,誤差不應(yīng)大于2mm,對(duì)臺(tái)座穩(wěn)定性提出了較高的要求。由于施工荷載重、地基承載要求高,必須選擇合適的地基處理方案,提高地基承載力,減少沉降和控制不均勻沉降。雙河梁場(chǎng)地質(zhì)條件較差,經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)必選,采用鋼筋混凝土灌注樁對(duì)制梁和存梁區(qū)域進(jìn)行了地基處理,并進(jìn)行了預(yù)壓,以消除非彈性變形和測(cè)出彈性變形值。制定了沉降觀測(cè)方案進(jìn)行定期觀測(cè),制梁臺(tái)座設(shè)6個(gè)觀測(cè)點(diǎn),存梁臺(tái)座設(shè)4個(gè)觀測(cè)點(diǎn),制梁、存梁前后分別進(jìn)行精密觀測(cè),前期觀測(cè)頻次較多,趨于穩(wěn)定后,一個(gè)月觀測(cè)一次,動(dòng)態(tài)掌握臺(tái)座穩(wěn)定情況。2.2模板。箱梁應(yīng)優(yōu)先采用技術(shù)先進(jìn)、工藝成熟的自動(dòng)液壓模板,裝卸方便,省時(shí)省力,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,縮短了制梁工期,提高了生產(chǎn)效率。使用過(guò)程中,尚應(yīng)定期檢查變形及部件緊固情況,如有問(wèn)題,及時(shí)檢修和糾正。為了保證線路在運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下的平順性,應(yīng)結(jié)合考慮二期恒載和后期收縮徐變的影響,應(yīng)在底模上預(yù)設(shè)反拱,并在終張拉前后、終張拉后30d對(duì)上拱度進(jìn)行的觀測(cè),檢查反拱度設(shè)置合理,如有不符,應(yīng)及時(shí)調(diào)整。2.3混凝土原材料及配合比。橋梁混凝土要同時(shí)滿足耐久性和承載力的要求,配合比設(shè)計(jì)是確保混凝土耐久性和承載力最關(guān)鍵的環(huán)節(jié),箱梁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)一般在C50級(jí)及以上,原材料的選擇和配合比控制至關(guān)重要,此項(xiàng)工作需經(jīng)歷數(shù)次試配方可確定,應(yīng)盡早開(kāi)展。根據(jù)《高速鐵路預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支箱梁》和《鐵路混凝土耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》,對(duì)膠凝材料總量、水膠比、氯離子含量、最大堿含量等指標(biāo)應(yīng)充分重視和嚴(yán)格控制。膠凝材料總量不應(yīng)大于500kg/m³,水膠比不應(yīng)大于0.35。水泥用量不宜過(guò)大,如用量過(guò)大,不僅會(huì)增加混凝土的開(kāi)裂趨勢(shì),還容易造成混凝土泛漿分層,對(duì)耐久性反而不利。在滿足混凝土膠凝性能和工作性能的前提下,應(yīng)盡可能降低混凝土單方膠凝材料的用料。氯離子含量不應(yīng)超過(guò)膠凝材料總量的0.06%,因?yàn)榛炷林新入x子含量在鋼筋周?chē)_(dá)到某一臨界值時(shí),鋼筋的鈍化膜開(kāi)始破壞,喪失對(duì)鋼筋的保護(hù)作用,鋼筋開(kāi)始銹蝕。預(yù)應(yīng)力筋對(duì)氯鹽腐蝕非常敏感,更容易發(fā)生腐蝕,因此,更嚴(yán)格控制混凝土中氯離子的含量。混凝土最大堿含量不應(yīng)大于3.5kg/m³,因?yàn)閴A含量過(guò)高時(shí),可能發(fā)生堿集料反應(yīng),主要特征是混凝土發(fā)生不均勻膨脹,甚至產(chǎn)生裂縫,并有強(qiáng)度和彈性模量下降等不良情況發(fā)生,對(duì)工程結(jié)構(gòu)造成危害,所以應(yīng)充分重視。此外,電通量和含氣量亦應(yīng)符合相關(guān)要求,電通量可以用來(lái)反映混凝土抵抗有害離子侵蝕的能力,根據(jù)相關(guān)規(guī)范,箱梁混凝土電通量應(yīng)小于1000C。通過(guò)在混凝土中添加引氣劑,可以調(diào)節(jié)含氣量(控制在2%~4%),從而有效改善混凝土的和易性,提高抗?jié)B抗凍能力。混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵還在于保證原材料和拌合物質(zhì)量的穩(wěn)定,筆者所在項(xiàng)目采用大型攪拌站集中拌制,采用電子計(jì)量系統(tǒng)對(duì)各種原材料進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量,每盤(pán)稱量允許偏差為:水、水泥、摻合料、外加劑的稱量準(zhǔn)確到±1%,粗骨料、細(xì)骨料的稱量準(zhǔn)確到±2%,自動(dòng)計(jì)量裝置可以即時(shí)顯示稱量誤差。整套設(shè)備自動(dòng)化程度較高,采用信息化的管理手段,受操作人員人為影響較小,對(duì)混凝土配合比的要求執(zhí)行較好,質(zhì)量也相對(duì)穩(wěn)定。2.4混凝土澆筑。采用泵送混凝土連續(xù)灌注、一次澆筑成型,應(yīng)避免堵管造成澆筑中斷,不留冷縫,澆筑持續(xù)時(shí)間不宜超過(guò)6小時(shí),必須嚴(yán)格控制在混凝土初凝時(shí)間內(nèi)澆筑完成。振搗密實(shí)是混凝土澆筑的關(guān)鍵環(huán)節(jié),箱梁以插入式振搗為主,附著式振搗為輔。梁端錨后、梁底支座部位鋼筋密集,布料和振搗困難,容易產(chǎn)生蜂窩、孔洞等缺陷,必須高度重視,精心施工,保證充分振搗密實(shí)。2.5養(yǎng)護(hù)。雙河梁場(chǎng)所處地域年平均氣溫15.9℃,相對(duì)濕度81%,采取自動(dòng)噴淋系統(tǒng)定時(shí)灑水養(yǎng)護(hù),保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于14天。冬季低溫時(shí),在梁體表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑,覆蓋棉被保溫養(yǎng)護(hù)。2.6施加預(yù)應(yīng)力。施加預(yù)應(yīng)力是箱梁施工的關(guān)鍵工序,關(guān)系到梁體是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的承載能力和耐久性能,是其質(zhì)量控制的核心。傳統(tǒng)的張拉設(shè)備人工干預(yù)較多,張拉誤差較大,應(yīng)優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力自動(dòng)張拉系統(tǒng),該系統(tǒng)智能化和自動(dòng)化程度高,可準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)梁體兩端同步平衡張拉,預(yù)應(yīng)力施加精準(zhǔn),張拉數(shù)據(jù)自動(dòng)化存儲(chǔ),便于傳輸和信息化管理。應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行各種預(yù)應(yīng)力損失測(cè)試。在預(yù)制梁試生產(chǎn)期間,至少對(duì)兩件梁體進(jìn)行管道摩阻、錨口摩阻、錨墊板喇叭口摩阻、錨具回縮等各種預(yù)應(yīng)力損失測(cè)試,正常生產(chǎn)后,每100件進(jìn)行一次損失測(cè)試,以確定預(yù)應(yīng)力的實(shí)際損失,必要時(shí),請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)方對(duì)張拉控制應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整。該梁場(chǎng)采用抽拔橡膠管形成預(yù)應(yīng)力孔道,設(shè)計(jì)時(shí),管道摩擦系數(shù)μ=0.55,管道偏差系數(shù)k=0.0015,實(shí)際測(cè)試結(jié)果μ=0.52~0.60,k=0.0028~0.0032,箱梁預(yù)應(yīng)力管道摩阻略有偏大,根據(jù)設(shè)計(jì)院意見(jiàn),張拉力不做調(diào)整,施工中要加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管道定位和成孔工藝控制。張拉時(shí),梁體混凝土強(qiáng)度、彈性模量和齡期必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)張拉順序和加載程序進(jìn)行張拉。張拉時(shí),按照以下質(zhì)量控制順序,實(shí)施張拉應(yīng)力、應(yīng)變、時(shí)間、同步率“四控”:即張拉時(shí)以油壓表讀數(shù)為主,以鋼絞線的伸長(zhǎng)值作校核,在σk作用下持荷2min,兩端伸長(zhǎng)量不同步率≤10%。張拉前,須布置測(cè)量梁的上拱度及彈性壓縮的測(cè)點(diǎn)。梁的上拱度測(cè)試點(diǎn)布置在橋面端部和跨中,共布置六個(gè)點(diǎn),測(cè)試點(diǎn)要耐久、醒目,正常生產(chǎn)條件下,每30件梁設(shè)置上拱度觀測(cè)點(diǎn)。實(shí)測(cè)值不宜大于1.10倍設(shè)計(jì)計(jì)算值。2.7壓漿封錨。管道壓漿應(yīng)采用真空輔助壓漿工藝,同一管道壓漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,一次完成。壓漿前管道真空度穩(wěn)定在-0.06~-0.08MPa,漿體注滿管道后,應(yīng)在0.50~0.60MPa下持壓3min。壓漿時(shí)應(yīng)避免采用傳統(tǒng)的錨頭密封方法,該方法采用水泥拌合成半圓形密封,容易會(huì)出現(xiàn)裂縫,很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求的真空度,造成壓漿時(shí)密封不好而導(dǎo)致管道內(nèi)漿液不密實(shí)。應(yīng)優(yōu)先采用真空密封罩,該裝置可將錨頭整個(gè)包住,形成雙層密封,保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求的真空度和注漿壓力,從而保證注漿密實(shí)。封錨時(shí),應(yīng)采用摻入膨脹劑的微膨混凝土,坍落度不大于50mm,封錨混凝土亦應(yīng)保濕養(yǎng)護(hù),保證錨穴周邊不出現(xiàn)干縮裂縫。養(yǎng)護(hù)結(jié)束后,采用聚氨酯防水涂料對(duì)表面進(jìn)行防水處理。

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作者:胡開(kāi)飛 單位:北京鐵城建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司