關(guān)于鐵路橋梁施工技術(shù)與質(zhì)量控制的研究分析

韓春軍

中鐵六局集團(tuán)路橋建設(shè)有限公司，云南玉溪 653100

0 引言

在鐵路的建設(shè)之中，橋梁的設(shè)計(jì)和施工對其最終的質(zhì)量水平有著重要的影響。一旦橋梁施工工程中出現(xiàn)了質(zhì)量問題的話，將會引發(fā)一系列的質(zhì)量故障，極易導(dǎo)致交通事故，橋梁工程不同于其他的交通路段，尤其是在出現(xiàn)質(zhì)量故障后，很容易出現(xiàn)橋梁坍塌。一旦發(fā)生這樣的事故，將會造成極大的生命財(cái)產(chǎn)損失。在橋上的車輛和行人將很有可能出現(xiàn)無處避難的現(xiàn)象。因此橋梁的施工技術(shù)和質(zhì)量控制在鐵路橋梁的施工中發(fā)揮著重要的作用，擔(dān)負(fù)著重大責(zé)任，一定要引起足夠的重視。

1 我國鐵路橋梁的現(xiàn)狀

同公路橋梁相比，由于荷載大、動力響應(yīng)劇烈等因素的存在，鐵路橋梁的結(jié)構(gòu)形式和跨度的大小的發(fā)展受到了制約。鐵路橋梁的形式是多種多樣的，其中簡支的中小跨度橋梁占了很大的比例。常見的一些型式有：1）鋼筋混凝土簡支梁，它的主要特點(diǎn)是跨度小，通常小于20 米，早在1975 年鐵道部就針對該簡支梁，在4m～20m 范圍內(nèi)，編制了8 種設(shè)計(jì)型式。它的這個(gè)特點(diǎn)致使它在很多地形中受到限制；2）鋼板梁，包括上承式和下承式兩種，目前常見的跨度有32m 和40m 兩種。其中下承式板梁的橫向剛度大，穩(wěn)定性比較好。因?yàn)?，下承式板梁的主梁間距遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上承式鋼板梁，并且主梁之間夾帶著縱橫結(jié)構(gòu)的橋面系。它在鐵路建設(shè)做紅使用還不是很普遍；3）預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁，預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的發(fā)展是十分迅速的，發(fā)展到今天跨度已經(jīng)達(dá)到了64m，所以它在鐵路建設(shè)中被廣泛地采用；4）簡支鋼桁梁，它的形式也是多樣的，常見的有上承式，半穿式、穿式桁梁三種。其中半穿式桁梁主要在中等跨度的橋梁中采用，因?yàn)樗臋M截面為半開口式的截面，抗扭剛度和橫向剛度比較小，對于高速的行駛車輛十分不適。常見的定型設(shè)計(jì)跨度有40m、44m、48m 三種。而下承式桁梁橋的跨度范圍在48m～128m 之間。

建國以來，我國在鐵路橋梁簡支梁的定型設(shè)計(jì)上做了大量的工作，因此我國的橋梁結(jié)構(gòu)得到了迅速的發(fā)展。隨著設(shè)計(jì)理論、材料施工技術(shù)等發(fā)展，到今天為止我國的施工技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，跨度也越來越大。但是在施工技術(shù)、施工速度快速發(fā)展的同時(shí)，施工質(zhì)量受到了質(zhì)疑，鐵路橋梁交通事故也是頻繁發(fā)生的。所以對鐵路橋梁施工技術(shù)和質(zhì)量控制的研究分析刻不容緩。

2 鐵路橋梁對橋梁工程的要求

鐵路對橋梁的上部結(jié)構(gòu)橫向和豎向的剛度要求很高，比普通橋梁高出很多，并且對結(jié)構(gòu)的整體性有很高的要求，所以在橋梁設(shè)計(jì)中，標(biāo)準(zhǔn)梁常常采用箱型梁或橫向采用預(yù)應(yīng)力來并聯(lián)的T 型梁。但是在一些特殊的部分會采用特殊的設(shè)計(jì)，比如對于連續(xù)梁、拱橋等就要采用相應(yīng)的設(shè)計(jì)手段。在實(shí)際工程中，大多數(shù)跨度的橋梁的施工將會用到多種設(shè)計(jì)手段，也會用到很多中架設(shè)方法，常見的有預(yù)制整孔箱梁法?；蛘咴谝苿又Ъ苌现鹂坠嘧⒒炷亮旱?。鐵路上的橋梁不同于通常的橋梁，它除了要滿足一般橋梁的要求之外，還要應(yīng)對一些特殊的要求，因?yàn)樵阼F路上，列車通常是高速運(yùn)行的，這樣會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)十分劇烈，從而影響到了列車運(yùn)行安全度，對乘客的乘坐的舒適度也造成了影響，再加上列車長期對橋梁的荷載沖擊，列車運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲等因素，這些因素都是對鐵路橋梁所提出的嚴(yán)格的要求。所以說，鐵路的橋梁的結(jié)構(gòu)必須要有足夠的剛度和強(qiáng)度，在保證橋梁穩(wěn)定性和軌道高平順狀態(tài)方面要求是很高的，還要使得鐵路的橋梁能夠承受較大的動力作用，所以橋梁要具備良好的動力特性。

除此之外，還要保證軌道的無渣要求，因?yàn)樵阡佋O(shè)無渣軌道橋梁的時(shí)候，在線路的水平方向和豎向的調(diào)整是十分困難的。對于梁縫隙兩側(cè)的鋼軌支點(diǎn)，在支座橫向構(gòu)造間隙加上支座彈性壓縮變形以及坡道活動支座的水平移動等因素的影響下，會在橫向和豎向上產(chǎn)生位移，這些位移的出現(xiàn)會致使鋼軌的局部受力，導(dǎo)致梁縫出的軌道發(fā)生變形，從而出現(xiàn)鋼軌的上拔和下壓現(xiàn)象，因此，鋪設(shè)無渣軌道是十分重要的。橋梁的施工要求也是很高的，因?yàn)殍F路橋梁不同于普通公路的橋梁，再加上它具有巨大的體量，正是這些較高的使用要求，致使鐵路橋梁的施工支架技術(shù)、施工工藝等也要達(dá)到很高的水平。

3 關(guān)于鐵路路橋過渡段的設(shè)置措施及方法

3.1 關(guān)于后臺機(jī)的處理方式

如何控制地基的沉降在控制臺后路基的沉降變形中發(fā)揮著重要的作用，因?yàn)樗某两党潭戎苯雨P(guān)系到路面層的平整度，也就影響到了列車行駛的平穩(wěn)程度。所以，在遇到比較松軟的或者就是軟土的路基地段，在處理地基的時(shí)候要采用水泥攪拌樁、粉噴樁等具有提高剛性效果的方法。我們通過研究秦沈客運(yùn)專線軟土路基試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，半剛性樁在打到很深甚至打透軟土層，并且樁基其本身的設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo)的情況下，復(fù)合型地基在總沉降量、沉降速率、完工后的沉降方面表現(xiàn)出很大的優(yōu)勢，具有很高的質(zhì)量水平。而對于擠密砂樁、擠密碎石樁等，它們在其中的制約作用小，若樁體本身設(shè)計(jì)施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、加固效果不明顯的話，臺基沉降將會很明顯的，很難達(dá)到質(zhì)量要求。袋裝砂井在處理軟土地基的時(shí)候，施工周期較長，并且處理地基的沉降值也較大，沉降效果克制的不明顯，但是它的成本較低。

3.2 后臺基坑的回填

在進(jìn)行后臺基坑回填的時(shí)候，常采用的材料有素混凝土、片石混凝土等，在遇到面積較大的基坑的時(shí)候可以采用碎石分層夯填，直到達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)要求。

3.3 過渡段填料的選擇

過渡段由于遭受的沖擊力較大，且是最薄弱的環(huán)節(jié)，因此這些段對剛性和強(qiáng)度以及耐沖擊力的要求是很高的。所以在選擇填料的時(shí)候要選擇強(qiáng)度大，變形小的優(yōu)質(zhì)材料。在國外，比如在德國，他們常常采用級配碎石或者級配砂礫石中加入6A左右的水泥進(jìn)行過渡段的填筑。在我國秦沈線的施工時(shí)，對于過渡段的處理就是采用了級配碎石填筑，對于橋后大型機(jī)施工作業(yè)困難的情況下，通過在級配碎石中加入水泥的方法提高過渡段的剛度和降低沉降值。

3.4 過渡段常見的幾何形式

在國外，比如日本，對于過渡段煙線路縱向的布置形式，它們采用的是上窄上寬的正梯形的結(jié)構(gòu)形式，我國在施工秦沈線的時(shí)候采取的是上窄上寬的梯形結(jié)構(gòu)形式，在剛度方面是滿足要求的，但是若從橋臺穩(wěn)定和路基施工方面考慮的話，正梯形是最有利的。

3.5 關(guān)于在橋臺和路基見設(shè)置鋼筋混凝土搭板的建議

通過研究大量的實(shí)例發(fā)現(xiàn)，在臺后過渡段設(shè)置鋼筋混凝土搭板可以大大的提高路基和橋臺抵抗垂直變形的能力，在實(shí)現(xiàn)路基和橋臺的剛度漸變方面發(fā)揮了重要的作用。對于軟土、松軟土等地基地段，更應(yīng)該加強(qiáng)混凝土搭板的設(shè)置。

4 路橋過渡段的施工要點(diǎn)

4.1 提高路橋路堤填料的選擇水平

路堤填料的選擇要根據(jù)實(shí)際情況來選擇，在選擇前要考察好施工路段的土質(zhì)情況，在施工前要采用不同的土壤進(jìn)行對比試驗(yàn)，通常試驗(yàn)的項(xiàng)目主要有三個(gè)：第一個(gè)是測試土壤的壓實(shí)系數(shù)以及壓實(shí)狀態(tài)的土壤和松鋪狀態(tài)的土壤之間厚度的關(guān)系比，主要方法是選擇相同的壓實(shí)機(jī)械，使得不同的土壤達(dá)到相同的壓實(shí)度，然后取樣測量進(jìn)行比較，通過實(shí)驗(yàn)可以對不同的土壤的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行有效比較，從而選擇出最佳的填料。第二個(gè)是測量土壤的液限，在進(jìn)行該項(xiàng)測試的時(shí)候要分成兩個(gè)部分來進(jìn)行，它們分別是涂劑試驗(yàn)和試驗(yàn)篩選。第三個(gè)項(xiàng)目是通過比較不同土壤的性能和成本選擇最經(jīng)濟(jì)的材料。

4.2 提高過渡段的壓實(shí)要求

在實(shí)際的工程中，錐坡填土和臺背路填土是在相同的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的。在施工的時(shí)候要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行操作，要分層填筑，并且要保證壓實(shí)后煤層土層的厚度控制在15 cm之內(nèi)，一定要嚴(yán)格按照施工的工序進(jìn)行壓實(shí)，先講運(yùn)輸車中的土體卸載到相應(yīng)位置，通過推土機(jī)的推平后，再撒一些水進(jìn)行人工平整，這之后使用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，最后要對施工完畢的土體進(jìn)行檢驗(yàn)，監(jiān)測它的壓實(shí)度是否達(dá)標(biāo)，在操作過程中一定要保證臺身避免損壞。土體的監(jiān)測結(jié)果中的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)標(biāo)才能繼續(xù)進(jìn)行壓實(shí)，按照設(shè)計(jì)工序嚴(yán)格實(shí)施。若對填土和路基土連接處的壓實(shí)效果不太滿意的話，可以考慮在施工的時(shí)候采用增加振動的方法提高壓實(shí)水平。

5 常見的鐵路橋梁施工技術(shù)

5.1 就地澆筑法

就地澆筑法是一種常見的澆筑方法，它就是在橋位處搭設(shè)支架，然后再支架上進(jìn)行作業(yè)，澆筑梁體混凝土，在混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求之后，再將模板、支架拆除。就地澆筑法有一個(gè)好處就是，他不用預(yù)制現(xiàn)場，并且對大型設(shè)備的使用率也是很低的，并且這種施工技術(shù)得到的橋梁的整體性特別好。但是它的操作周期比較長，并且施工質(zhì)量不易控制，若采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁的話，收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失較大。且成本較高，施工周期易受外界因素影響。

5.2 懸臂施工法

什么是懸臂施工？它就是指，設(shè)備人員從橋墩開始向中間進(jìn)行施工的方法，兩側(cè)對稱進(jìn)行現(xiàn)澆后者預(yù)制板梁的拼裝澆筑施工，懸臂施工具有一些特點(diǎn)：1）橋梁在施工的時(shí)候產(chǎn)生了負(fù)彎矩，因此對橋墩的要求就高了，這種方法適合在已經(jīng)投入運(yùn)營的結(jié)構(gòu)受力的橋梁或者受力狀態(tài)比較接近的橋梁中使用；2）懸臂澆筑施工簡便，具有良好的結(jié)構(gòu)整體性，在施工過程中調(diào)整比較靈活，懸臂拼裝速度快，效率高，但施工精度要求高；3）這種方法可以有效避免支架的，并且對通行和橋下交通的影響也是很小的。

5.3 頂推施工法

頂推施工主要沿著橋的縱軸方向布置預(yù)制場地，分階段預(yù)制，預(yù)制階段和施工完成的梁體的連接主要是靠預(yù)應(yīng)力來完成的，再加上水平千斤頂?shù)牡牧Φ淖饔茫瑥亩鴮⒘后w向前推出預(yù)制場地，之后再進(jìn)行下一段，直到完成。頂推法的設(shè)備使用率低，并且施工成本較低，比較適合在高橋墩上使用。主梁的分段預(yù)制保證了連續(xù)的施工工序，所以最終的結(jié)構(gòu)的整體性比較好。但是由于施工時(shí)梁的受力狀態(tài)的巨大變化致使施工前后的受力狀態(tài)相差多，所以造成了用鋼量的增加。另外，頂推法適合在等截面的梁上使用，若橋梁跨徑過大會造成材料用量的增多，從而增加成本，所以中等跨徑的橋梁是比較適宜的。

5.4 移動模架逐孔施工法

移動模架逐孔施工法不需要設(shè)置支架，因此，它對橋下的交通影響較小，施工安全性比較高。具有很高的機(jī)械化程度，節(jié)省勞力，大大地縮短了周期，并且擁有良好的施工環(huán)境，一套模架可以多次使用，生產(chǎn)效率大大提高，因而有效地保證了施工質(zhì)量。但是移動模架的投資成本高，施工操作相對比較復(fù)雜。它的施工對象有限制，適合在橋梁路徑小于50m 的多跨橋上使用。

5.5 預(yù)制架設(shè)法

首先通過預(yù)制工廠或者現(xiàn)場安裝的預(yù)制場地生產(chǎn)預(yù)制梁，進(jìn)而采用一定的架設(shè)方法進(jìn)行安裝。預(yù)制安裝施工通常指的是鋼筋混凝土的預(yù)制安裝，安裝方法是多樣的，所以我們可以根據(jù)施工的實(shí)際狀況進(jìn)行合理的選擇，預(yù)制架設(shè)法具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）工廠化生產(chǎn)有利于確保質(zhì)量和生產(chǎn)速度，并且可以最大化的實(shí)現(xiàn)機(jī)械施工；2）上下部結(jié)構(gòu)可以平行作業(yè)，施工效率高，周期短；3）工程造價(jià)低，節(jié)省勞力；4）適于緊急施工項(xiàng)目；5）由于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)后有一段時(shí)間的防治，因此在安裝之前已存在一定程度的徐變。

6 鐵路橋梁的施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

質(zhì)量控制在橋梁施工中發(fā)揮著重要的作用，下面將關(guān)于橋梁施工中的施工前準(zhǔn)備、砼灌注、墩柱、預(yù)應(yīng)力張拉等控制要點(diǎn)及橋梁施工質(zhì)量的檢測及修復(fù)做了簡要的研究分析。

6.1 施工前的準(zhǔn)備控制

施工之前的工作一定要做好，做充分了，這樣才會減少產(chǎn)生對后期不必要的麻煩。常需要做好的工作有，熟悉設(shè)計(jì)文件，仔細(xì)核對圖紙。然后要調(diào)查原始資料，要現(xiàn)場分析施工地點(diǎn)的地質(zhì)水文技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件等；在施工前還要完成設(shè)計(jì)的技術(shù)交底，還要編制好施工組織設(shè)計(jì)和施工預(yù)算。

6.2 砼灌注施工控制要點(diǎn)

樁頭的砼要鑿出密實(shí)面，保證大面積的干凈，祛除殘留的砼和雜物，標(biāo)高也要符合相關(guān)規(guī)定。對于砂漿墊層，一定要平整，標(biāo)高也要符合相關(guān)的規(guī)定，尺寸要符合模板數(shù)據(jù)及承臺的要求。在澆筑砼之前，要清洗干凈模板，給模板涂刷脫模劑，涂刷過程中不要污染鋼筋和硅施工的縫隙處。澆筑之前，先用水濕潤樁頭，關(guān)于砼的和易性、振搗密實(shí)、坍落度等要嚴(yán)格控制，對模板的定位情況也要嚴(yán)格觀察隨時(shí)控制。澆筑完成之后拉毛接柱處的硅面要進(jìn)行密實(shí)處理。

6.3 墩柱的控制要點(diǎn)

首先要檢查對柱中心位置的施工放樣，其次要驗(yàn)收鋼筋籠，支模之前嚴(yán)格鑿除接觸面的松散硅，清洗雜物。處理立柱模板接縫的時(shí)候要拼接精密，嚴(yán)格控制鋼筋混凝土保護(hù)層厚度。在砼施工的工程中，其基本要求與支梁施工、承臺施工大體一致，都需要在下料時(shí)使用穿砼，穿砼底部到澆筑硅面的距離不應(yīng)大于兩米。

6.4 預(yù)應(yīng)力拉張質(zhì)量控制要點(diǎn)

關(guān)于預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量控制要點(diǎn)，主要有橋面鋪裝的質(zhì)量控制、梁板吊裝的質(zhì)量控制、預(yù)制箱梁的質(zhì)量控制等，除此之外，還要確保千斤頂及油泵等設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)的達(dá)標(biāo)狀況，還要確保錨具及鋼絞線的質(zhì)量，從而保證張拉質(zhì)量。

6.5 橋梁施工的質(zhì)量檢測及其修復(fù)

關(guān)于橋梁施工的質(zhì)量檢測，首先要檢查砼的強(qiáng)度，檢測其是否達(dá)標(biāo)，然后使用相關(guān)的測定儀器撿的混凝土的保護(hù)層的厚度；最后要嚴(yán)格檢測橋梁施工中的缺陷以及砼中有沒有出現(xiàn)蜂窩麻面等現(xiàn)象。檢測完，若發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題，可以采用滲透性聚合灰漿修補(bǔ)法進(jìn)行修補(bǔ)從而達(dá)到修補(bǔ)效果。

7 結(jié)論

只有做好鐵路橋梁施工中的每一項(xiàng)工作才能確保整個(gè)工程的質(zhì)量，所以，在施工過程中一定要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范來進(jìn)行操作，從而確保最終工程的質(zhì)量，從而確保我國鐵路的質(zhì)量達(dá)到世界先進(jìn)水平。

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