目前,我国铁路桥梁建设正处于大规模建设阶段,特别各项国家重大工程的建设,大量新材料、新技术的应用,提高了我国铁路桥梁建设技术水平。近年来,国内也出现了大量预制梁场,其预制梁产量也得到了大幅提高。然而,这些预制构件厂往往只关注生产任务量较大的预制梁,而忽略了对生产过程中一些关键环节的控制。
1工程概况
某大桥全长5.753 km,桥宽25.5m,为双线高速铁路桥梁,采用预制拼装箱梁结构。设计荷载为:200 000 kN/m。主桥上部结构为70m+90m+70m预应力混凝土连续梁。预制梁场占地面积约336亩。预制梁场共分为6个预制件生产区:桥梁主塔预制区、预制梁安装区、存梁台座预制区、挂篮预拼装区和后张法预应力梁场。其中主塔预制区、预制梁安装区和存梁区为1个标准化预制构件厂,存梁区为2个预制梁场,1个后张法预应力梁场。
二、铁路装配式桥面工程的预制件施工技术
(一)预制梁生产技术
预制梁生产流程一般包括:钢筋加工、绑扎钢筋、模板制作和安装、混凝土浇筑、拆模养护、预应力张拉、混凝土养生等工序。其中,钢筋加工之前,需要确定钢筋的规格、数量以及形状等,绑扎钢筋包括绑扎构造钢筋和骨架钢筋两部分,模板制作精度控制和模板安装精度控制两部分,混凝土浇筑包括混凝土拌和和运输到浇筑地点的过程,拆模养护包括拆模时间控制和拆模后的养护工作。在预制梁生产过程中,由于预制梁场场地条件受限,往往难以对每一道工序进行标准化控制,而通过预制梁生产标准化建设则能有效地实现对每个生产工序的标准化控制。通过标准化控制,可以有效地提高预制梁生产效率、降低人工成本和材料成本【1】。
(二)运输通道
预制构件厂应根据铁路桥梁施工工期计划,提前做好预制梁运输通道的布置工作,确保施工进度。由于预制构件厂是一种流水线作业方式,生产加工流程长、生产周期长,因此,为加快生产进度,减少运输距离,预制梁场一般远离铁路线路。此外,预制构件厂一般位于村庄附近,如果不考虑交通因素,运输距离会更远。因此在布置运输通道时需充分考虑到交通因素。根据设计图纸和预制构件厂生产计划安排,预制构件厂可根据各预制梁段的长度、重量、预制梁的类型和数量等情况设置多条运输通道。对于箱梁运输通道而言,一般采用单车道设计,主要包括龙门吊和轨道车两种形式。如果箱梁的长度小于1 km或重量小于1.5t时可采用单车道设计;若箱梁的长度大于1 km或重量大于1.5t时可采用双车道设计。 一般情况下单车道设计即可满足运输需求。
(三)预制梁的质量控制
在铁路装配式桥面工程中,预制梁质量控制包括以下几个方面:①预制梁尺寸精度控制,应保证梁体几何尺寸的偏差在规范要求范围内;②梁体外观质量控制,应保证预制梁外观尺寸偏差在规范要求范围内,不得出现开裂、蜂窝麻面、露筋等质量缺陷;③钢筋的质量控制,应保证钢筋的位置准确,钢筋保护层厚度符合要求;④预应力管道的位置及数量控制,应确保预应力管道位置准确、数量满足设计要求。以预制梁的长度为例,根据相关规范要求,预制梁长度应控制在30m以内。但是在实际生产中,预制梁长度往往会超出这个范围。若超过30m,则需要对预应力管道进行处理。根据现场经验和实验分析,预制梁长度在30m左右时较为合理,既能满足现场施工要求,也能满足运输及吊装要求。因此,在实际生产中应该根据工程实际情况进行优化设计和选择【2】。
(四)预制梁吊装技术
预制梁吊装主要分为两种:整体吊装和局部吊装。整体吊装是指预制梁在工厂预制好后,直接在预制梁场内进行吊装;局部吊装是指预制梁在工厂内完成拼装后,按照设计要求,将预制梁运输至桥梁的预定位置,再通过现场安装完成。 贾庄特大桥主桥全长3362m,共设29孔32m桥梁。上部结构采用变高度预应力混凝土箱梁结构,全长3362m,共计643片,每片梁重约20t。采用整体吊装时,上部结构起吊重量为80t (含10t重吊具),采用2台180t龙门吊进行现场安装。预制梁场采用2台180t龙门吊进行现场安装。在预制梁的运输过程中,采用汽车吊对梁体进行运输。为了保证运输通道的畅通和梁体的安全,预制梁场附近设置了5个临时存梁场地。
(五)一体架设式方案
本项目选用一体架设式方案。整体架设的方式可分成两种:一种是竖墙不分离,另一种是竖墙分离,前者整体效果好,不需现场浇筑,具有经济性优势,但安装预埋件的吊梁质量较大,且存放梁提梁时的吊梁高度较大;而后者也具备整体性和经济性,不需现场浇筑,梁重要求小,但在取梁提梁时所需的高度较大,同时需要安装电缆槽【3】。
在实施该项目时,设计人员提出了一种新的护栏与声学防护系统,这种护栏与声学防护系统是一个完整的体系,两者都是用钢筋砼制成的,在装配箱梁的时候是一次浇注而成,因为这种体系对梁身的质量有很大的需求,架桥机的负荷太大,会对桥梁的安全性造成很大的威胁,因此,可以采取新的思路:将一边的墙体分开,一边的墙体与挡板浇注在一起,这样既可以避免桥梁的质量问题,又可以减少护栏与声学防护系统的地基,从而减少护栏与声学防护系统的地基,从而减轻了建筑重量。
(六)预制件养护技术
混凝土的养护对混凝土质量、混凝土强度以及耐久性等有重要影响。由于我国北方地区气候干燥,养护时间应比南方地区长,可采取自然养护和人工养护相结合的方式进行养护。混凝土强度达到设计要求后,即可拆模,后的混凝土表面应及时覆盖一层塑料薄膜或麻袋片等。由于各地气候差异较大,采用人工养护时,应注意在养护期间随时观察混凝土表面状况。人工养护时间为7d,混凝土强度达到设计要求后,即可拆除模板。由于钢筋与预应力钢束的保护层砂浆易干缩开裂,应及时对其进行封闭处理。待表面裂缝宽度稳定后,再覆盖塑料薄膜或麻袋片等进行养护。应注意塑料薄膜或麻袋片的保护层不得被水浸湿,并及时对其进行清洗和更换【4】。
结束语:
随着我国铁路建设的发展,铁路装配式桥梁施工技术得到了广泛应用,国家重大工程的建设,更是将装配式桥梁施工技术推向了高潮。为了进一步提高铁路装配式桥梁的施工水平,保证工程质量、加快施工进度,在铁路装配式桥梁建设中应注意以下几点:1.在进行铁路装配式桥梁建设时,应重点关注预制构件厂的加工能力以及预制梁工厂生产标准化。2.预制梁场的布局应以运输通道为主,场地内尽可能少布置临时设施。除了合理布置运输通道外,还应注重预制构件厂与预制梁场之间的配合,确保运输通道顺畅。由于预制梁装配较多、重量较大,因此应重点关注其预拼装台座的设置情况。还要落实预制构件厂生产标准化、预制构件厂人员培训以及预制构件厂质量控制等方面。
参考文献:
[1]王腾.铁路装配式桥面工程的预制件施工技术研究[J].陶瓷,2023,No.447(01):81-83.
[2]何泉,陈真,杨义等.新型装配式衬砌在矿山法施工铁路隧道中的应用研究[J].隧道建设(中英文),2022,42(08):1491-1498.
[3]李新.市域铁路装配式整孔现浇箱梁支架施工技术[J].黑龙江交通科技,2022,45(06):128-130.
[4]葛红云.高寒高海拔地区铁路全预制装配式围墙施工技术研究[J].建设科技,2022,No.446(02):11-14.