鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力鋼筋工程控制問(wèn)題探討

李赫

【摘要】我國(guó)鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)迅速發(fā)展，鐵路建設(shè)技術(shù)在不斷提高，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是提高鐵路橋梁施工質(zhì)量和安全水平的關(guān)鍵，在鐵路橋梁工程施工中被廣泛應(yīng)用預(yù)應(yīng)力鋼筋工程控制是主要課題，本文在分析鐵路大橋連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力體系的基礎(chǔ)上，對(duì)其中預(yù)應(yīng)本針力施工存在相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討，提出相關(guān)問(wèn)題的控制措施，于今后類(lèi)似鐵提對(duì)路橋梁施工具有一定借鑒作用。

【關(guān)鍵字】鐵路橋梁；預(yù)應(yīng)力鋼筋；工程控制；

我國(guó)鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)迅速發(fā)展，鐵路建設(shè)技術(shù)在不斷提高，預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)是提高鐵路橋梁施工質(zhì)量和安全水平的關(guān)鍵，在鐵路橋梁工程施工中被廣泛應(yīng)用，譬如橋梁結(jié)構(gòu)加固、橋梁彎矩構(gòu)件、鋼混結(jié)構(gòu)中多跨連續(xù)梁等，鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的應(yīng)用，需要安裝和檢驗(yàn)預(yù)應(yīng)力材料，以及提高施工的安全水平和控制施工質(zhì)量水平，減少鐵路橋梁施工過(guò)程質(zhì)量事故的出現(xiàn)。

一、 鐵路橋梁組成及類(lèi)型

鐵路橋梁跨越空間的結(jié)構(gòu)物，簡(jiǎn)稱(chēng)橋跨或橋跨結(jié)構(gòu)。鐵路橋梁上部結(jié)構(gòu)通過(guò)支座支承于橋墩和橋臺(tái)上，它的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，決定了橋梁的形式。橋梁上部結(jié)構(gòu)由橋面、主梁和支座三部分組成。

1.橋面 供車(chē)輛和行人直接走行的部分。鐵路橋面有鋼軌和軌枕支承于縱、橫梁系統(tǒng)的明橋面；有道碴槽板、道碴、軌枕、鋼軌組成的道碴橋面；有鋼軌直接聯(lián)結(jié)于橋面板或主梁上的無(wú)碴無(wú)枕橋面。

2.主梁 橋梁主要承重結(jié)構(gòu)，是橋梁上部結(jié)構(gòu)的主體。鐵路橋的主梁，一般為兩片。小跨度的主梁間距不大，橋面可直接鋪在主梁上。也有采用多片主梁的。主梁可做成實(shí)腹的板梁，桿件連成的剛架或桁架，主梁與橋面、聯(lián)結(jié)系結(jié)合而成的箱梁。

3.支座 橋梁上部結(jié)構(gòu)的支承部分。其作用是將上部結(jié)構(gòu)的支承反力（包括豎向力、水平力）傳遞給橋梁墩臺(tái)，并保證上部結(jié)構(gòu)在荷載的作用和溫度變化的影響下，具有設(shè)計(jì)要求的靜力條件。支座有活動(dòng)支座和固定支座兩種，可用鋼、橡膠或一定標(biāo)號(hào)的鋼筋混凝土制作。橡膠支座是一種新型支座，具有重量輕、高度低、構(gòu)造簡(jiǎn)單、加工制造容易、用鋼量少、成本低廉及安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。

按橋面置于上部結(jié)構(gòu)的位置，橋梁上部結(jié)構(gòu)可分為上承式、下承式（穿式或半穿式）和中承式。上承式、下承式和中承式的橋面分別置于上部結(jié)構(gòu)的頂部、底部和中間。按上部結(jié)構(gòu)主梁的結(jié)構(gòu)形式或主要承重構(gòu)件特征，橋梁上部結(jié)構(gòu)可劃分為板式梁、桁梁、拱橋、剛架（構(gòu)）和斜腿剛構(gòu)、斜拉橋、懸索橋等類(lèi)型。

1.板式梁 板式梁截面形式一般為矩形、I形、T形、□形和箱形，適用于中小跨度的簡(jiǎn)支梁及較大跨度的連續(xù)梁。常用的有混凝土板梁、鋼板梁、結(jié)合梁、箱形梁和槽形梁。 ①混凝土板梁。包括普通鋼筋混凝土梁及預(yù)應(yīng)力混凝土梁?？刹捎霉I(yè)化和機(jī)械化施工，砂石骨料一般可就地取材，用鋼量??；維修工作簡(jiǎn)單；行車(chē)時(shí)噪聲??；使用壽命長(zhǎng)。對(duì)中小跨度的鐵路橋梁，各國(guó)都基本上采用預(yù)應(yīng)力混凝土梁。并實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和預(yù)制裝配施工。 中國(guó)從20世紀(jì)50年代開(kāi)始制訂出全國(guó)鐵路統(tǒng)一的鋼筋混凝土梁和預(yù)應(yīng)力混凝土梁（包括先張法、后張法）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。1956年在東隴海線新沂河橋建成中國(guó)第一座預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋梁。目前，無(wú)碴無(wú)枕預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋梁及后張法預(yù)應(yīng)力混凝土串聯(lián)梁正在不斷發(fā)展，兩者最大跨度均達(dá)到40米。 ②鋼板梁。其主要承重結(jié)構(gòu)是兩片 I字形截面的板梁。上承板梁的構(gòu)造較簡(jiǎn)單，鋼料較省，可以整孔裝運(yùn)，整孔架設(shè)。下承板梁是將橋面布置在兩片梁之間，列車(chē)在兩片梁之間通過(guò)。一般將橋面擱置在縱梁上，使建筑高度（自軌底至梁底）大為縮小。下承板梁與上承板梁相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用料較多，制造和施工都比較費(fèi)工。但由于具有較小的建筑高度，適用于橋下凈空受限制的地區(qū)。

二、 鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力鋼筋概述

在鐵路鐵建筑過(guò)程中，以鋼筋混凝土為結(jié)構(gòu)最為廣泛。眾所周知，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，構(gòu)件受拉會(huì)有裂縫，雖然不影響安全，但是感官不好。采用先給鋼筋施加拉力，然后澆筑混凝土，待強(qiáng)度達(dá)到要求松開(kāi)鋼筋，使鋼筋回縮，與正常使用荷載的拉力抵消（先張法）后張法則是澆筑混凝土預(yù)留孔洞，成型后加受拉力的鋼筋，然后用器械錨固在構(gòu)件兩頭。由于混凝土極限拉應(yīng)變低，在使用荷載作用下，構(gòu)件中鋼筋的應(yīng)變大大超過(guò)了混凝土的極限拉應(yīng)變。鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋強(qiáng)度得不到充分利用。所以普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)度鋼筋是不合理的。為了充分利用高強(qiáng)度材料，彌補(bǔ)混凝土與鋼筋拉應(yīng)變之間的差距，人們把預(yù)應(yīng)力運(yùn)用到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中去。亦即在外荷載作用到構(gòu)件上之前，預(yù)先用某種方法，在構(gòu)件上（預(yù)應(yīng)力鋼筋主要在受拉區(qū)）施加壓，構(gòu)成預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)構(gòu)件承受由外荷載產(chǎn)生的拉力時(shí)，首先抵消混凝土中已有的預(yù)壓力，然后隨荷載增加，才能使混凝土受拉而后出現(xiàn)裂縫，因而延遲了構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)和開(kāi)展。其優(yōu)點(diǎn)是提高構(gòu)件的抗裂性、剛度及抗?jié)B性，能夠充分發(fā)揮材料的性能，節(jié)約鋼材。缺點(diǎn)是構(gòu)件的施工、計(jì)算及構(gòu)造較復(fù)雜，且延性較差，鋼材易發(fā)生脆性破壞。

三、鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的安裝和檢測(cè)

鐵路橋梁常用的預(yù)應(yīng)力材料有：SBG塑料波紋管，高強(qiáng)度松弛鋼絞線，錨具，預(yù)埋件等，這些材料的具體安裝和檢測(cè)方法如下：

1、 SBG塑料波紋管：首先將波紋管和連接管緊密的聯(lián)合起來(lái)，并用封口膠將其封死，在安裝時(shí)，帶鋼金基本穩(wěn)定成型之后，根據(jù)地模的設(shè)計(jì)坐標(biāo)，對(duì)鋼琴水平固定的支架進(jìn)行焊接，確保坐標(biāo)準(zhǔn)確無(wú)誤后再將波紋管安裝。

2、 高強(qiáng)度松弛鋼絞線：首先對(duì)鋼絞線的質(zhì)量保證書(shū)要進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保鋼絞線的鋼號(hào)規(guī)格生產(chǎn)工藝的一致性，可從每一批鋼絞線中抽查，并進(jìn)行力學(xué)性能檢測(cè)。

3、 錨具：在對(duì)外有關(guān)質(zhì)量和尺寸檢查的基礎(chǔ)上，首先要在實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)其硬度，要抽取六套錨具組成三個(gè)預(yù)應(yīng)力筋錨，檢驗(yàn)他的靜載錨固定性能，如果發(fā)現(xiàn)一個(gè)試不合格，則取出兩倍的數(shù)量進(jìn)行重新檢測(cè)。如果再發(fā)現(xiàn)一個(gè)不合格，則就可以證明這批錨具存在質(zhì)量問(wèn)題。

4、 預(yù)埋件：檢查錨墊板和螺旋筋的位置和角度是否準(zhǔn)確。

四、預(yù)應(yīng)力在施工中存在的問(wèn)題及解決方法

1、 預(yù)應(yīng)力鋼筋管道堵塞問(wèn)題。由于施工的原因，預(yù)應(yīng)力鋼筋管道常常會(huì)出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，從很大程度上阻礙了張力預(yù)應(yīng)力鋼筋順利通過(guò)管道，從而直接影響到張麗的實(shí)際效果，造成預(yù)應(yīng)力鋼筋的理論值與實(shí)際伸長(zhǎng)值存在著很大的差異，也間接的影響到了鐵路橋梁的成本及工期等方面問(wèn)題。因此，我們應(yīng)該避免預(yù)應(yīng)力鋼筋管道堵塞。要想徹底解決這一問(wèn)題，必須保證安裝符合規(guī)定，并做好精確定位，以防止部件的扭曲彎轉(zhuǎn)現(xiàn)象。另外，在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)盡可能地避免野蠻操作，對(duì)于孔道的施工，應(yīng)做好抽芯時(shí)間控制。

2、 張力控制問(wèn)題。張力控制問(wèn)題與傳統(tǒng)的橋梁建設(shè)技術(shù)相比，預(yù)應(yīng)力技術(shù)起步比較晚，對(duì)于預(yù)應(yīng)力技術(shù)的施工還沒(méi)有明確的規(guī)范，造成張拉控制缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性，大部分工程都無(wú)法把握好張拉控制程度，造成張拉控制忽高忽低，從而使得偏差較大。特別是進(jìn)行多束張拉的時(shí)段，對(duì)于張拉的控制不夠周全，使得各束張拉力存在較大的差別，直接影響到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。要做好張拉力的控制，就必須加強(qiáng)對(duì)施工人員的技術(shù)培訓(xùn)，提高施工人員整體素質(zhì)和操作技能。

3、 預(yù)應(yīng)力損失過(guò)大。在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程當(dāng)中，由于施工的行為不夠規(guī)范，往往會(huì)造成元估算應(yīng)力損失的情況與實(shí)際施工情況出現(xiàn)較大的差別，從而使得實(shí)際預(yù)應(yīng)力損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原估算值。

綜上所述，鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力鋼筋工程控制問(wèn)題是鐵路工程中最為常見(jiàn)的問(wèn)題，切實(shí)解決好這個(gè)問(wèn)題可以為工程順利施工及節(jié)約成本起到了很大的作用。