大跨度鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)研究

段東東

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊 830000）

0 引言

鐵路橋梁項(xiàng)目是交通工程項(xiàng)目施工中重要的構(gòu)成部分，能夠滿足不同區(qū)域運(yùn)輸協(xié)作服務(wù)的要求。因此，在工程開展階段，必須積極開發(fā)新技術(shù)和新工藝，并不斷累積經(jīng)驗(yàn)，確保車輛在流通過程中獲得更加便捷，更加順暢的鐵路載體支持?？紤]到經(jīng)濟(jì)交流以及社會(huì)發(fā)展的需要，在構(gòu)建鐵路橋梁的過程中，區(qū)域跨越幅度與之前相比具有了明顯進(jìn)步。為了獲得良好的工程項(xiàng)目預(yù)期效果，必須提高對(duì)控制技術(shù)管理的力度。特別是大跨度鐵路橋梁工程項(xiàng)目運(yùn)作具有明顯的復(fù)雜性，如果想要保質(zhì)、保量地完成相關(guān)技術(shù)操作，必須將其拆解為多個(gè)部分共同操作，只有這樣才能夠有效提高項(xiàng)目施工整體的安全性與穩(wěn)定性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在應(yīng)用施工控制技術(shù)期間，除了要充分考慮技術(shù)操作規(guī)定以及其他各影響要素外，還需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整，以期從根本上提高大跨度鐵路橋梁施工質(zhì)量。

1 大跨度鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)作用

要想真正落實(shí)預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)的實(shí)際優(yōu)勢，必須正確看待預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)在大跨度鐵路橋梁施工過程中的作用。

1.1 維持工程項(xiàng)目穩(wěn)定與安全

任何工程項(xiàng)目在實(shí)際運(yùn)作和展開過程前，都必須做好生產(chǎn)安全性保障工作。這里所指的安全性不僅代表著生產(chǎn)安全運(yùn)作過程，同時(shí)也應(yīng)該反映在最終產(chǎn)品上。作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成，大跨度鐵路橋梁工程項(xiàng)目的安全性與其建成投入使用后的質(zhì)量具有直接關(guān)聯(lián)，需要保證車輛行駛的安全與穩(wěn)定。在施工中，僅依靠當(dāng)前的施工技能、技術(shù)，難以從根本上消除技術(shù)應(yīng)用過程中的各種安全隱患，可能引發(fā)安全事故。因此，為了提高工程項(xiàng)目的運(yùn)作質(zhì)量，維持工程項(xiàng)目穩(wěn)定與安全，必須應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)，推動(dòng)工程實(shí)踐的良性發(fā)展和進(jìn)步。在這樣的現(xiàn)實(shí)情況下，為了真正提高預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)的實(shí)施質(zhì)量和水平，必須有組織、有目的、有方向地完善工程項(xiàng)目策劃，通過綜合性考慮多重因素的影響，確保合理應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)，進(jìn)而為工程項(xiàng)目提供更好的服務(wù)保障。

1.2 提升施工技能，保障施工質(zhì)量

由于鐵路橋梁工程項(xiàng)目具有運(yùn)作程序復(fù)雜、繁瑣的特點(diǎn)，加上大跨度的屬性，進(jìn)一步提高了工程項(xiàng)目的施工難度。要想保證工程項(xiàng)目獲得預(yù)期效果，就必須有針對(duì)性地選擇可靠的施工控制技術(shù)。因此，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力控制技術(shù)，有助于促使鐵路橋梁工程項(xiàng)目取得突破性成果，然后有效提高施工技術(shù)水平。在此過程中，提升施工技能，然后進(jìn)一步保障大跨度鐵路橋梁施工質(zhì)量[1]。

2 大跨度鐵路橋梁預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)

在鐵路橋梁結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)，可以起到優(yōu)化鐵路橋梁結(jié)構(gòu)的作用，也能夠第一時(shí)間加強(qiáng)鐵路橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；在提高構(gòu)件承載能力的同時(shí)，也能提高鐵路橋梁承載能力。因此，為了保障鐵路橋梁的使用性能得以提升，降低維修保養(yǎng)成本，延長鐵路橋梁的使用壽命。在大跨度鐵路橋梁工程項(xiàng)目施工期間，必須充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)的優(yōu)勢，從多個(gè)方面入手，加固鐵路橋梁主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量與穩(wěn)定性。

2.1 初始準(zhǔn)備階段內(nèi)容

2.1.1 合理應(yīng)用線形控制技術(shù)

強(qiáng)大的技術(shù)支持是保證大跨度鐵路橋梁施工順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。現(xiàn)階段，在推動(dòng)大跨度鐵路橋梁施工期間，最常應(yīng)用線形控制技術(shù)，可以針對(duì)整個(gè)鐵路橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)實(shí)施有效控制，可以有效控制鐵路橋梁結(jié)構(gòu)施工，達(dá)到嚴(yán)格且全面控制施工過程的目的。在此期間，為了提高大跨度鐵路橋梁施工的標(biāo)準(zhǔn)性和連續(xù)性，需要確保合理應(yīng)用線性控制技術(shù)。

2.1.2 分析大跨度鐵路橋梁工程結(jié)構(gòu)施工

在大跨度鐵路橋梁施工前，分析其結(jié)構(gòu)工作原理需要通過以下三種方法。

其一，正裝分析法。在施工過程中，鐵路橋梁結(jié)構(gòu)存在一定的差異性，為準(zhǔn)確測算鐵路橋梁施工的具體位置，應(yīng)采取變形性分析結(jié)構(gòu)受力的方法，然后結(jié)合選取不同方法有效控制工程結(jié)構(gòu)。

其二，倒裝分析法，即以倒裝分析的方式，分析鐵路橋梁結(jié)構(gòu)要件，測算橋的承載情況。借助倒裝計(jì)算模式，依托施工的具體順序，實(shí)現(xiàn)相關(guān)構(gòu)件分析參數(shù)的倒裝。

其三，在保證曲率和構(gòu)件要件不變的前提下，應(yīng)用狀態(tài)法，即無應(yīng)力狀態(tài)法。此種方法在應(yīng)用過程中，需要進(jìn)一步結(jié)合安裝構(gòu)件要件過程以及結(jié)束狀態(tài)，為進(jìn)行后續(xù)的結(jié)構(gòu)分析提供保障[2]。

2.2 預(yù)應(yīng)力施工階段內(nèi)容

2.2.1 管道安裝施工

在孔道波紋管安裝施工環(huán)節(jié)，有金屬波紋管和塑料波紋管兩種形式。在形式上，前者具有豎向的特點(diǎn)，后者具有橫向的特點(diǎn)。鑒于此，要求施工作業(yè)人員必須保證整個(gè)孔道的干凈和整潔，做好事前的孔道檢查工作。然后才能針對(duì)管道進(jìn)行埋設(shè)工作，同時(shí)按照項(xiàng)目施工的具體要求，考慮不同的管道埋設(shè)位置，可能使受力筋受到差異性不同的力作用，進(jìn)而影響應(yīng)力分布。

在此期間，要想判斷其影響程度，應(yīng)該結(jié)合立面位置、施工圖以及確保平面位置的準(zhǔn)確程度決定。需要注意的是，在間距定位方面，不管直線或曲線，都應(yīng)精確到毫米（mm)，進(jìn)行安裝作業(yè)?？椎啦y管安裝工作完成后，有必要詳細(xì)檢查曲線形狀以及位置，進(jìn)一步保證曲線位置以及形狀與設(shè)計(jì)要求具有高度一致性。對(duì)于管道接長方面來說，需要保證波紋管型號(hào)的一致性，并保證波紋管長度超出管道內(nèi)徑的5～7 倍。在管道接長施工過程中，應(yīng)避免發(fā)生接頭角度的位移現(xiàn)象；張拉端喇叭關(guān)口施工環(huán)節(jié)，施工人員需要保證螺旋筋與鋼筋網(wǎng)同時(shí)存在，確保波紋管以及接頭嚴(yán)密程度。然后在安裝內(nèi)模施工期間，明確管道所在位置、管道密封程度，進(jìn)而有效保證管道位置與設(shè)計(jì)位置之間的適配性，避免發(fā)生由于孔道堵塞而出現(xiàn)的漏漿問題[3]。

2.2.2 真空壓漿施工作業(yè)

在真空壓漿施工作業(yè)過程中，應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求，確定原材料比例，并將原材料安裝于抽真空機(jī)與壓漿機(jī)中。然后在管道兩端布置短管接頭，在其中一端設(shè)置壓漿機(jī)、壓漿管，在另外一端設(shè)置抽真空機(jī)。同時(shí)，在開始正式壓漿工作前，還須盡力排除壓漿機(jī)管內(nèi)的積水。一旦啟動(dòng)抽真空機(jī)，必須保證管道內(nèi)壓力控制在-0.12～0.05MPa 范圍內(nèi)，然后檢查是否符合壓漿施工標(biāo)準(zhǔn)。如果全部符合標(biāo)準(zhǔn)，則可以進(jìn)行具體的施工作業(yè)。具體流程如下：第一，在初始?jí)簼{作業(yè)展開時(shí)，應(yīng)該保證速度緩慢，然后在壓力達(dá)到正常數(shù)值后，逐漸加快壓漿速度。第二，在泥漿流出真空管后，關(guān)閉真空機(jī)的閥門，同時(shí)開啟排廢管的閥門，保證泥漿順利流出。同時(shí)需要注意，如果壓漿端的壓力提高到0.5～0.6MPa，此時(shí)需要進(jìn)行保壓操作，按照2min 原則有效控制持續(xù)時(shí)間，完成保壓施工。同時(shí)開啟壓漿泵，確保壓力高于0.55MPa。關(guān)閉壓漿端的閥門，打開安全閥卸壓，關(guān)閉壓漿泵[4]。

2.2.3 安裝鋼絞線

在安裝鋼絞線的過程中，應(yīng)該預(yù)先確定鋼絞線的長度，然后以此為基礎(chǔ)下料。同時(shí)在下料的環(huán)節(jié)，完成切割施工。通常情況下，需要利用砂輪鋸?fù)瓿汕懈钍┕げ僮?，然后利用絕緣膠帶綁扎緊兩側(cè)切口，避免發(fā)生頭部松動(dòng)現(xiàn)象。此外，還需以預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，針對(duì)其展開編號(hào)及編束作業(yè)。

2.3 張拉施工作業(yè)

2.3.1 初始階段

為了滿足大跨度鐵路橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求，需要保證梁體強(qiáng)度與設(shè)計(jì)要求的一致性，同時(shí)保證張拉齡期在10d 以上。只要確保上述要求符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，就可以展開張拉鋼束施工作業(yè)。在此期間，對(duì)于墊板以下組成部分，要求施工作業(yè)人員進(jìn)行仔細(xì)檢查，同時(shí)著重觀察墊板是否存在蜂窩問題或空洞問題。如果有上述現(xiàn)象，則需要進(jìn)行對(duì)應(yīng)的補(bǔ)強(qiáng)工作。另外，施工作業(yè)人員進(jìn)行兩端張拉施工作業(yè)時(shí)，利用對(duì)講機(jī)，互相告知壓力數(shù)值和生產(chǎn)量，以此來保證油壓上升、伸長量上升速度的同頻性。

2.3.2 施工應(yīng)用

在張拉施工作業(yè)過程中，有必要調(diào)整對(duì)應(yīng)力，并以實(shí)際張拉施工為依據(jù)，測量詳細(xì)的伸長量。然后，根據(jù)伸長量基礎(chǔ)組成，將其分成兩個(gè)部分。其一，控制初始應(yīng)力與推算伸長量的關(guān)系；其二，施工作業(yè)人員以初始應(yīng)力為例，根據(jù)伸長量進(jìn)行計(jì)算，實(shí)際伸長量應(yīng)為2 個(gè)伸長量的和。一般而言，可以選擇將張拉施工作業(yè)的順序分為長束、短束、先腹板束、頂板束幾個(gè)階段。依據(jù)由外到內(nèi)的原則進(jìn)行張拉作業(yè)，然后以此為基礎(chǔ)進(jìn)行橫向張拉。完成全部張拉作業(yè)后，還需要施工作業(yè)人員立即進(jìn)行壓漿施工作業(yè)。

2.3.3 注意事項(xiàng)

在張拉施工作業(yè)中，為了有效保證張拉質(zhì)量，設(shè)施安裝應(yīng)滿足以下要求。首先，保證千斤頂、孔口、錨圈處在同心圓范圍內(nèi)，保障張拉力的作用線與軸線始終處于一致狀態(tài)。其次，以雙控指標(biāo)原則為基礎(chǔ)，展開張拉施工，應(yīng)以控制應(yīng)力為核心，利用伸長量進(jìn)行校核工作。此外，如果在校核工作環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)截面相同，此時(shí)應(yīng)將截面內(nèi)斷絲率控制在1%范圍內(nèi)，同時(shí)要確保在任何情況下，都不會(huì)發(fā)生整根斷裂的問題。值得注意的是，基于現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范準(zhǔn)則，應(yīng)將偏差數(shù)值控制在5.8%以下。如果超出上限數(shù)值，需要針對(duì)產(chǎn)生數(shù)值偏差的原因進(jìn)行分析和確定，并采取以下三個(gè)步驟解決偏差問題。第一步，校驗(yàn)張拉設(shè)備；第二步，進(jìn)一步測定預(yù)應(yīng)力筋彈性模量；第三步，進(jìn)行松張后，需進(jìn)行二次張拉施工。

3 提高預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)應(yīng)用水平的策略

在大跨度鐵路橋梁施工過程中，可能受到多種因素影響。因此，為了提高施工過程的順暢性，必須積極采取預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)。在保證施工進(jìn)度不受影響的同時(shí)，提高鐵路橋梁施工的穩(wěn)定性與安全性?；诖?，在鐵路橋梁施工中，有必要遵循相關(guān)規(guī)范條例，提高技術(shù)操作的嚴(yán)格性，同時(shí)加大施工環(huán)節(jié)的監(jiān)督管控力度，積極落實(shí)施工質(zhì)量監(jiān)測工作，以此來有效提高測量工程的精確度。針對(duì)大跨度鐵路橋梁施工期間遇到的問題，從規(guī)范施工流程、把控施工材料質(zhì)量、提高施工隊(duì)伍專業(yè)素質(zhì)三個(gè)方面，提出改進(jìn)策略，科學(xué)應(yīng)用施工控制技術(shù)，保證鐵路橋梁工程項(xiàng)目能夠獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[5]。

3.1 規(guī)范施工流程

在大跨度鐵路橋梁施工過程中，各個(gè)部分具有高度銜接的特點(diǎn)，需要相互配合，才能保證施工順利進(jìn)行。項(xiàng)目越大，可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)性問題越多。為了從根本上減少發(fā)生項(xiàng)目危險(xiǎn)性問題。在大跨度鐵路橋梁施工中，有必要結(jié)合具體施工流程，進(jìn)行規(guī)范性施工。

3.2 把控施工材料質(zhì)量

由于大跨度鐵路橋梁施工具有規(guī)模較大的特點(diǎn)，在施工過程中，會(huì)應(yīng)用數(shù)量龐大的施工材料。而施工材料質(zhì)量與預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)的使用效果具有直接關(guān)聯(lián)，加強(qiáng)對(duì)施工材料的嚴(yán)格把控，能夠提高預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)應(yīng)用成效。如果在大跨度鐵路橋梁工程項(xiàng)目施工過程中，使用了質(zhì)量不符合規(guī)定要求的施工材料，可能影響該項(xiàng)技術(shù)的操作水平和質(zhì)量。在此過程中，為了真正提高大跨度鐵路橋梁的施工質(zhì)量，保證施工期間管控的嚴(yán)格性和嚴(yán)謹(jǐn)性。必須針對(duì)施工材料進(jìn)行嚴(yán)格的抽查工作，避免在施工現(xiàn)場應(yīng)用不達(dá)標(biāo)的施工材料，即在充分考量工程項(xiàng)目施工材料成本的同時(shí)，也要著重保障施工材料的質(zhì)量。

3.3 提高施工隊(duì)伍專業(yè)素質(zhì)

施工作業(yè)人員在工程項(xiàng)目運(yùn)作過程中，主要體現(xiàn)為項(xiàng)目施工人員與施工控制技術(shù)人員，因此施工作業(yè)人員的自身專業(yè)素質(zhì)與技能水平對(duì)于預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)的實(shí)施具有直接影響。鑒于此，在工程項(xiàng)目施工過程中，結(jié)合具體方案要求，將整個(gè)工程項(xiàng)目劃分為不同的操作流程與實(shí)施方式。需要技術(shù)人員掌握施工操作流程與實(shí)施方式，提高專業(yè)素質(zhì)與技能水平，有效保證預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)應(yīng)用效力。同時(shí)，施工企業(yè)通過講座的形式，組織專家、學(xué)者對(duì)施工操作人員進(jìn)行培訓(xùn)。對(duì)于新入職的人員，需要采取規(guī)范性較強(qiáng)的入職培訓(xùn)形式，保證人員建立安全意識(shí)。并以此為基礎(chǔ)，充分掌握不同階段的操作流程和實(shí)施方式，借助一體化專項(xiàng)技術(shù)的支持，提高操作流程的規(guī)范性[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)在大跨度鐵路橋梁工程項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)，逐漸被廣泛應(yīng)用，其施工內(nèi)容涉及相對(duì)較多，而且設(shè)計(jì)要求和施工要求比較嚴(yán)格。所以為了真正實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)有效管控，必須對(duì)預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)進(jìn)行深度的分析與討論，從管理、控制等多個(gè)方面入手，貫徹落實(shí)預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)，并充分考量預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的功能屬性，結(jié)合預(yù)應(yīng)力施工各個(gè)階段的施工特點(diǎn)，從根本上提高預(yù)應(yīng)力施工控制技術(shù)應(yīng)用的針對(duì)性與可靠性。