高速鐵路橋梁預應(yīng)力混凝土施工工藝探討

李東升

摘要：預應(yīng)力混凝土橋梁是科技發(fā)展的產(chǎn)物，具備很多優(yōu)點，而隨著施工技術(shù)水平的不斷提高，它的優(yōu)點得到了更充分的展現(xiàn)。預應(yīng)力混凝土橋梁作為現(xiàn)代主要橋型之一，關(guān)于其施工工藝及施工中質(zhì)量控制措施的研究受到工程技術(shù)人員的關(guān)注。本文主要圍繞高速鐵路橋梁預應(yīng)力混凝土施工工藝展開探究。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；橋梁；預應(yīng)力；混凝土；施工工藝

前言

鐵路橋梁工程作為我國交通設(shè)施的關(guān)鍵部分，在整個運輸系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。對于我國鐵路橋梁工程質(zhì)量而言，通常使用混凝土作為鐵路橋梁工程的施工材料，導致在施工中出現(xiàn)裂縫，給交通運輸安全性帶來了隱患。因此，探討預應(yīng)力橋梁工程混凝土施工工藝要點具有重要的意義。

1.工程概述

某鐵路橋梁體為單箱單室斜腹板、等高、等截面結(jié)構(gòu)，跨度為32.0+4×32.7+32.0，全長196.0m。支點及跨中梁高都是3.0m。箱梁頂寬13.4m，箱梁底寬5.68m，頂板厚度除梁端及中隔墻附近處外均為34cm，底板厚度30cm，腹板厚度50～80cm，按折線變化。全聯(lián)在端支點、中支點處共設(shè)7個橫隔板。

2.預應(yīng)力混凝土在高鐵橋梁中的施工

2.1施工前的準備工藝

2.1.1選擇混凝土原材料

選擇低水化熱及含堿量低的水泥材料，禁止使用高C3A含量與早強水泥的水泥；選用礦物渣及粉煤灰等礦物摻合料或復合礦物摻合料?？刂茊畏交炷林心z凝材料的最高用量，尤其是對混凝土骨料的級配及粗骨料的粒型要求，膠凝材料的總量也不可過高，要使混凝土膠凝材料中的硅酸鹽水泥用量降低。

2.1.2設(shè)計混凝土配合比

達到標準的混凝土原材料需依照不同的環(huán)境等級來設(shè)計混凝土配合比。其需通過業(yè)主、監(jiān)理及咨詢單位同意才能使用，應(yīng)遵循橋梁各部位的環(huán)境侵蝕作用等級和有關(guān)規(guī)定來設(shè)計橋梁承重結(jié)構(gòu)混凝土的最低強度等級配合比。

2.1.3攪拌混凝土

要參照混凝土的強度要求選擇適當?shù)乃鄰姸鹊燃壓退z比，而高效減水劑和其它摻加劑，可以實現(xiàn)混凝土的和易性。粗、細骨料含水率的情況易變，現(xiàn)場試驗工程師需適當調(diào)整施工配合比。應(yīng)確保使用原材料與配合比通知單是否相符，檢驗砂石的質(zhì)量和數(shù)量是否達到要求?；炷涟韬衔锏乃涠?5min損失不應(yīng)大于10%，混凝土自攪拌加水至入模時間不可超過45min，同時在入模前含氣量必須保持在2%一4%范圍內(nèi)。

2.2預應(yīng)力混凝土施工過程中的工藝研究

2.2.1預應(yīng)力混凝土施工

混凝土施工工藝流程如下：混凝土配合比～ 攪拌混凝土一運輸混凝土～ 澆筑混凝土一檢查混凝土質(zhì)量一養(yǎng)護混凝土。第一要依照混凝土的強度要求選擇適當?shù)乃鄰姸鹊燃?，水膠比，高效減水劑和其它摻加劑。第二是混凝土配料需嚴格參照試驗室通知單并需要在試驗人員值班情況下進行。需使用自動稱量系統(tǒng)進行配料。開盤前需校核電子秤和其它計量器具，參照施工配合比決定每盤混凝土用料，并通過試驗人員的檢驗；澆筑混凝土使用的還混凝土輸送泵；在澆筑底板混凝士時，當混凝土澆筑到超過底板混凝土時，換用從內(nèi)模頂?shù)臐仓炷量坠嘧⒌装寤炷?，振搗采用插入式振動棒振搗；灌注中不能用振動棒推移混凝土防止引起離析。

2.2.2預應(yīng)力張拉施工

張拉工藝的基本流程是制束—穿束一預張拉一初張拉一終張拉一錨具外鋼絞線切割。根據(jù)設(shè)計尺寸下料后，編束時需理順鋼絞線，并使各根鋼絞線松緊一致。預施應(yīng)力分預張拉、初張拉、終張拉三個階段。張拉前，應(yīng)對管道內(nèi)雜物和積水進行清理。當梁體混凝土強度達到設(shè)計值的80%，且拆除側(cè)模板后，進行初張拉；當混凝土強度達到設(shè)計強度的50%，此刻箱梁帶模預張拉，但需松開模板，使張拉數(shù)量、張拉力和張拉順序達到設(shè)計要求。梁體混凝土強度、彈模達到設(shè)計值、齡期大于10d后進行終張拉；確保張拉數(shù)、張拉力和張拉順序達到設(shè)計標準。

2.2.3留設(shè)孔道及壓漿

應(yīng)保證預留孔道的尺寸及位置，孔道應(yīng)該平順；端部的預埋墊板必須與孔道中心線垂直，并用釘子或者螺栓釘子固定在模板上，以免在澆筑混凝土時發(fā)生位移；為方便預應(yīng)力筋穿入，一般情況下，孔道的直徑要比預應(yīng)力筋的外徑大10-15 mm。

孔道留設(shè)的方法主要有膠管抽芯法、鋼管抽芯法以及預埋波紋管法等。

孔道壓漿主要有以下幾個步驟：在進行預應(yīng)力筋的張拉之后，應(yīng)詞進行孔道壓漿，對于多跨連續(xù)具有連接器的預應(yīng)力筋孔道，應(yīng)使用張拉完一段灌注一段的辦法?？椎缐簼{盡量選擇水泥漿。水泥漿的強度要達到設(shè)計和標準的要求，設(shè)計沒有要求時應(yīng)不小于30Mpa；在壓漿完畢后，應(yīng)對檢查孔并抽查壓漿的密實情況，如果出現(xiàn)問題，應(yīng)立即作出處理。壓漿作業(yè)，每個工作班應(yīng)留取至少3組砂漿試塊，標養(yǎng)28d，以其抗壓強度作為水泥漿質(zhì)量的評窟依據(jù)；在壓漿時或壓漿后的48小時內(nèi)，結(jié)構(gòu)混凝土的溫度應(yīng)不小于5℃，如沒有達到要求，需立刻采取適當?shù)谋卮胧?。如果白天氣溫超過35℃上，選擇在夜間壓漿；對結(jié)構(gòu)內(nèi)的錨具進行埋設(shè)，在壓漿后要及時澆筑封錨混凝土。封錨混凝土的強度等級必須達到設(shè)計的相關(guān)要求，不能高于結(jié)構(gòu)混凝土強度等級的80%，同時不能小于30Mpa；在孔道內(nèi)的水泥漿強度達到設(shè)計規(guī)定后，才可以吊移預制構(gòu)件；如果設(shè)計無具體要求，應(yīng)不小于砂漿設(shè)計強度的75%。

2.3.4預應(yīng)力構(gòu)件施工

其包括先張法和后張法兩種。先張法是指張拉鋼筋優(yōu)于混凝土構(gòu)件澆筑成型的方法。先張法構(gòu)件中，預應(yīng)力是靠鋼筋和混凝土之間的黏結(jié)力傳遞。所以要在澆灌混凝土之前，先把由鋼絲鋼絞線或鋼筋組成的預應(yīng)力筋張拉到規(guī)定的應(yīng)力，并利用錨具錨于臺座兩端支墩上，再安裝構(gòu)造鋼筋、模板和零件，最后進行混凝土的灌筑并實施養(yǎng)護措施。如果混凝土符合規(guī)定強度，放松兩端支墩的預應(yīng)力筋，利用粘結(jié)力將預應(yīng)力筋中的張拉力傳遞給混凝土而產(chǎn)生預壓應(yīng)力。

圖1：先張法工藝流程示意圖

注：（a）筋束就位.準備張拉；（b）張拉并錨固，澆筑構(gòu)件混凝土；（c）松錨，筋束回縮，成頂應(yīng)力混凝土構(gòu)件

后張法是先灌筑構(gòu)件，然后直接在構(gòu)件施加預應(yīng)力的施工方法。通常是先對后張預應(yīng)力筋成孔的構(gòu)造鋼筋、零件和套管進行安置，再安裝模板、灌筑混凝土。預應(yīng)力筋和套管之間的空隙要用水泥漿進行灌實，以防止預應(yīng)力筋不受腐蝕和使預應(yīng)力筋與混凝土之間的粘結(jié)力恢復，預應(yīng)力筋可先穿入或者后穿入套管。當混凝土到達一定的強度后，使用千斤頂把預應(yīng)力筋張拉到規(guī)定的應(yīng)力并錨于梁的兩端，利用兩端錨具把預壓應(yīng)力傳遞給構(gòu)件混凝土。

3.總結(jié)語

本文根據(jù)預應(yīng)力混凝土的內(nèi)容特點，對高鐵橋梁預應(yīng)力混凝土的施工工藝進行了詳細的分析。為了確?；炷翗蛄旱氖┕べ|(zhì)量，在達到相關(guān)施工法律法規(guī)要求的同時，還需重點關(guān)注如何提升預應(yīng)力施工技術(shù)水平。

參考文獻：

[1]汪勁豐，預應(yīng)力混凝土斜拉橋施工控制的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].浙江大學，2003

[2]徐美庚，高速鐵路預應(yīng)力混凝土簡支橋梁徐變上拱控制初探[J].中國鐵路，2009（11）