板式桥梁（精选四篇）
板式桥梁 篇1
关键词：桥梁支座,压缩变形,注意事项
1 概述
支座是桥梁结构的组成部分之一, 而板式橡胶支座, 由于其有构造简单、加工制造容易、用钢量少、成本低廉、安装方便、抗震性能好等优点, 成为中小跨径桥梁最常见的支座类型之一。最近几年, 桥梁支座病害屡有发生, 如支座脱空、异常变形、开裂、锈蚀等, 严重者需要对支座进行更换。
本文通过对《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG62-2004) 与国外规范 (美国公路桥梁设计规范-荷载和抗力系数设计法AASHTO-LRFD Bridge Design Specifications, 英国标准BS5400 Steel, concrete and composite bridges. Code of practice for design) 的计算方法的对比, 就板式橡胶支座设计、验算方法的区别加以分析, 供设计人员参考。
2 美国AASHTO LRFD设计方法
AASHTO LRFD对板式橡胶支座的设计分为A、B两种方法, 方法B设计分别考虑活载和全部荷载作用, 计算较复杂, 方法A的计算不仅用于采用钢材作为加劲板的橡胶支座, 也可用于玻璃纤维作为加劲板的支座 (FGP) 及石棉支座 (CDP) 的计算[5]。AASHTO规范中支座的设计寿命25年。
方法B针对剪变模量在0.6～1.75MPa之间的支座, 主要对支座压应力、剪切变形、稳定性等方面进行验算。
2.1 压应力验算
在使用极限状态, 除了支座任意层的所有荷载下总平均压应力σS应满足式 (1) , 并且不大于11MPa外, 还规定了活载作用下的压应力σL应满足式 (2) 。对压应力进行限制, 是静态试验和疲劳试验加以理论修正后的结果。压应力最大值是防止在压应力作用下, 支座边缘的剪应力造成橡胶与钢板的剥离, 从而对支座长期受力产生不利影响。用形状系数和剪变模量乘积控制压应力, 是保证在总荷载、活载循环荷载作用下, 剪应力分别保持在一个水平以下, 使疲劳开裂不致于扩展。
σS≤1.66GS (1)
σL≤0.66GS (2)
2.2 压缩变形计算
AASHTO规范采用各层的压应变累计计算压缩变形。各层的压应变可以根据试验或分析得出, 并考虑蠕变效应。如无试验数据, 可采用查图法来考虑橡胶的非线性变形, 对于不同硬度的橡胶支座, 分别绘出了不同形状系数所对应的应力-应变曲线。AASHTO在注释中提到, 由于试验中, 压缩变形为零点难以把握, 特别对于高形状系数的板式橡胶支座, 应考虑体积压缩的影响。在支座产生压缩变形下, 应保证不发生铰缝破坏, 同时, 为防止车辆的冲击加剧, 铰缝两侧相对压缩变形不超过3mm。
2.3 剪切作用
在使用极限状态, 对剪切作用的限制体现在支座的最大剪切变形Δs与支座厚度te的关系应满足式 (3) , 保证剪切作用下支座不倾覆。
te≥2Δs (3)
2.4 转动和压缩的藕合
在使用极限状态, 压应力应满足式 (4) 、 (5) , 前者保证支座边缘不发生脱空, 后者保证边缘不会因压应力过大破坏。
2.5 稳定性
为保证支座稳定, 要求支座尺寸满足式 (6) 。
方法A针对剪变模量在0.6～1.75MPa之间的支座, 计算简便, 但偏于保守。压应力和转动条件下的计算与方法B有区别。压缩变形的计算与方法B相同。压应力验算应满足式 (7) , 并且不大于7MPa。脱空验算满足式 (8) 。稳定性要求支座的总厚度不超过支座长度或宽度的1/3, 或直径的1/4。
σS≤1.0GS (7)
σS≥0.5GS
此外, AASHTO规范对于形状系数计算采用了支座橡胶实际尺寸, 在之后NCHRP出版的资料[6]中指出, 用有效承压尺寸代替原长更加合理, 规范中对脱空的考虑偏于保守。
3 英国BS5400设计方法
BS5400的设计方法[7]中, 分别对剪应变、最大设计应变、钢板厚度、稳定性、竖向变形、转角进行验算。
3.1 最大设计应变
设计应变是由所有荷载引起的橡胶支座任意点名义应变, 如式 (9) 。
εi=k (εc+εq+εa) (9)
其中, k对全部荷载为1.0, 对活载取1.5;由水平荷载造成的剪应变εq=δr/tq;由压缩引起的竖向应变εc=1.5V/GA1S;转动产生的应变εa根据转角计算。
3.2 钢板最小厚度
对无孔的支座来说, 式 (10) 为最小钢板厚度, 同时满足不小于2mm。
1.3V (t1+t2) /A1σs (10)
3.3 稳定性
应满足式 (11) , 若支座厚度小于1/4的短边长, 则下式自动满足。
V/Ai<2beGS′/3∑ti (11)
3.4 竖向变形
BS5400规范用各层的压缩变形δi的总和Δ来计算总压缩变形, 采用的公式与我国规范相似:计入了体积变形, 同时其前一项值比我国现行规范大。
BS5400规范的计算方法, 考虑了橡胶弹性体体积模量, 即在压缩变形中考虑了橡胶支座的体积变形。体积模量是描述物质抵抗均匀压缩性能的物理量, 用导致物质单位体积减少的压力增量来表示。即物体在压力下体积为V0。若压力增加 (P0→P0+dP) , 则体积减小为 (V0-dV) , 其体积模量K如式 (13) 所示。
体积模量是一个比较稳定的材料常数。由于在各向均压下材料的体积总是变小的, 故其值永为正值。如在弹性范围内, 则称为体积弹性模量。体积模量的倒数称为体积柔量。对于均质材料, 体积模量和拉伸模量、泊松比之间有关系如式 (14) 所示。
E=3K (1-2μ) (14)
BS5400中对剪切变形的计算公式如式 (15) , 对于在活载作用下的铁路桥梁, 公式中的G应为考虑了温度修正下的剪变模量的2倍。
H=AGδr/tq (15)
4 我国JTG62-2004设计方法
在确定支座尺寸时, 平面尺寸上, 限制使用阶段的平均压应力不超过10MPa;厚度上主要考虑支座总厚度能够满足荷载作用下的剪切变形。在验算支座受压偏差角时, 主要考虑上部结构挠曲在支座顶面引起的偏角不能大于平均压缩变形的两倍, 支座不至于脱空或出现局部承压转角;同时控制平均压缩变形不能过大, 不能超过支座橡胶总厚度的7%。
4.1 竖向平均压缩变形
板式橡胶支座竖向平均压缩变形δc, m在原85规范与现行规范中的计算方法分别如公式 (16) 和公式 (17) 所示, 新规范中的计算方法与BS5400类似。为方便比较, 对老规范中与新规范含义相同的项均采用新规范的符号表示。
其中:Ee—支座抗压弹性模量, 可由形状系数S确定, Ee=5.4AeGS2, G为橡胶支座的剪切模量, S为面积与周长之比;
Eb—橡胶弹性体体积模量, 取2000MPa;
Ae—支座的有效承压面积;
Rck—支座压力标准值;
te—橡胶支座的橡胶层总厚度。
4.2 支座剪切位移的计算
国内有研究认为, 快速加载对剪切模量的影响系数为1.5左右, 具体受制动快慢的影响[9]。原公路桥规中对活载制动力引起的支座的水平位移, 与国际铁联板式支座规范采用的动态剪变模量G′e相同, 取G′e=2Ge。现行公路桥规没有提供具体的计算方法, 仅在说明tanα、Δ、F三者关系时tanα=Δ/te=F/ (AgGe) , 对于动态剪变模量均未提及。但在验算板式橡胶支座总厚度时, 从满足剪切变形考虑, 应满足式 (18) ～式 (21) , 计入制动力系数比不考虑制动力的系数小。系数为多种荷载作用时的组合系数, 也相当于对停车制动这种快速加载时的剪切变形进行了折减。
不计制动力时:te≥2Δl (18)
或
计入制动力时:te≥1.43Δl (20)
或
5 设计方法的比较
三种规范对支座的验算基本上都涵盖疲劳破坏、脱空验算、稳定性验算、倾覆验算几个方面。但三种规范的具体计算方法差异明显, 整体上我国规范与BS5400规范更接近, 我国规范的计算方法更简便。AASHTO规范用应力控制疲劳破坏, 限值与形状系数相关, BS5400用设计应变控制, 我国规范仅单一限值控制。在控制支座倾覆上, 各国规范方法相同。稳定性计算上, 我国规范最为严格。在脱空的控制上, 各国规范方法不同, AASHTO采用应变控制, NCHRP的XXX报告中指出可容许部分脱空的产生, BS5400计算两方向的转角之和, 我国规范计算短边方向转角。
分别采用我国规范、AASHTO和BS5400规范计算的支座在10MPa应力下的平均压缩变形结果如表1所示。由于我国《公路桥梁板式橡胶支座》中要求的支座橡胶硬度为60±5, 公路桥规中形状系数的计算公式适用范围为5≤S≤12, 因此, 计算中取形状系数分别为5、6、9、12的四种情况, 并假设te=10mm。
综合以上对国内外橡胶支座平均压缩变形的计算的比较, AASHTO规范的查表法更加符合橡胶的高分子聚合物非线性的行为;BS5400与我国规范中考虑了橡胶弹性体体积模量, 对于支座性质仍然按弹性考虑。从表1结果看, 我国规范计算的平均压缩变形最小, 三种规范在计算形状系数较低的支座压缩变形时较为接近, 在形状系数较高的支座压缩变形时, 差异显著。由于平均压缩变形即与局部承压和脱空有关, 又约束橡胶支座总有效厚度。因此相比起其他国家规范, 我国规范中, 平均压缩变形量在约束局部承压转角的出现, 偏安全;在控制压应变时, 偏危险。根据支座的破坏形式, AASHTO和BS5400从疲劳试验结果控制支座内应力、应变比我国单一的压应力控制更加合理, 但设计的方便程度低。
6 结语
(1) 整体上我国规范对板式橡胶支座的计算方法与BS5400规范更接近, 我国规范的计算方法更为简便。
(2) 不考虑材料和试验方法的差异, 对三种规范计算的板式橡胶支座的压缩变形结果进行比较, 差异较大, 我国规范计算的压缩变形较小, 三种规范在形状系数较高时, 差异显著。
(3) AASHTO的规范中压缩变形的查表法考虑了支座的非线性行为, 更加符合橡胶材料的特性。
参考文献
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[8]JTJ 023-85, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
板式桥梁 篇2
橡胶支座是公路桥梁配套产品,主要承担桥梁上部恒载、车辆动载压力和桥梁伸缩等各种剪力的直接作用,橡胶支座的质量直接影响桥梁结构的耐久性,关系到国家公路建设质量的百年大计。近几年来,全国各地已建成和在建高速公路安装完的部分公路板式橡胶支座陆续出现早期老化和破损现象。通过检测机构对公路板式橡胶支座产品进行现场抽样检测,部分支座产品技术参数不符合交通行业标准《公路桥梁板式橡胶支座》(JT/T4-2004)相关技术要求,严重影响公路桥梁建设质量,给后期通行和桥梁养护带来重多问题:
(1)支座的提前老化变形,改变桥梁整体结构的受力状态和增大变形,势必造成桥梁的结构性损伤,导致桥梁局部或整体的破坏;
(2)支座破损必将减少桥梁使用寿命,提前进入大修期,增加养护成本;
(3)支座破损后更换工艺十分复杂,稍有不慎也会造成结构整体性损伤,而且不易查觉,同时影响工期或车辆通行。
因此,严格控制橡胶支座质量是生产厂家责无旁贷的义务,也是施工、监理单位加强进场抽样检测、保证工程建设质量的责任。
2 橡胶支座破损主要表观形式
2.1 鼓胀变形、开裂
在桥梁竖向荷载作用下,支座内钢板层间橡胶出现较大压缩变形,四周鼓胀、凸出,径向变形严重时,支座侧面出现多条环向裂纹。
2.2 剪切变形、开裂
在桥梁安装过程中,由于部分梁板安放不平稳,发生扭转等现象,造成先接触梁板的支座出现剪切位移,剪切角过大时,支座层间相对位移增大,出现剪切破坏导致侧向表面开裂。
3 产品质量指标抽样检测分析
3.1 检验项目与检测指标
按照交通行业标准《公路桥梁板式橡胶支座》(JT/T 4-2004)规定,支座质量主要检验项目主要包括力学性能、外形尺寸和内在质量。其中,力学性能检验抗压弹性模量、抗剪弹性模量、允许转角、极限抗压强度、抗剪老化和抗剪粘结性等6个参数;外形尺寸检验平面尺寸和厚度尺寸等2个参数;内在质量检验锯开后胶层厚度、钢板与橡胶粘结和上下保护层等2个参数。
3.2 现场抽检结果分析
对不同生产厂家6种规格、12组样品,共132块板式橡胶支座进行现场抽样检测,从抽检结果分析,各项指标数据超出标准允许偏差是造成支座在荷载作用下,出现竖向、剪切严重变形,导致支座损坏的主要原因。各检验项目、参数检测结果如下:
(1)力学性能检验。允许转角1项参数全部合格;极限抗压强度合格率为86.7%,主要因为在未达到70Mpa标准压应力下,橡胶层被挤坏;抗压弹性模量、抗剪弹性模量、抗剪老化等参数合格率较低,分别为45%、38.2%、70%,个别参数指标超差达到200%。
(2)外形尺寸检验。整体平面尺寸控制较好,合格率达到91.7%;厚度尺寸控制相对较差,合格率为66.7%。
(3)内在质量检验。锯开后钢板与橡胶粘结普遍较好;胶层厚度合格率较低,仅达到38.2%,尤其上下保护层合格率为20%。
4 质量问题原因分析
根据桥梁橡胶支座各生产厂家生产工艺分析和市场调查分析,桥梁橡胶支座各项质量指标不合格和存在质量缺陷问题主要原因有以下几个方面。
4.1 原材料质量不稳定
(1)橡胶原材料用量大,采购批次多,供货厂家多而杂,物理性能差距较大,质量不均匀;
(2)支座生产厂家为降低成本,购买了一些小型企业生产的天然橡胶,质量稳定性差;
(3)原材料市场由于需求量较大,假冒伪劣产品较多,进场检验控制不严,材料质量下降。
4.2 支座设计配方偏离
(1)在设计结构上,为满足抗压与抗剪弹性模量尽可能控制在允许偏差范围的需要,设计结构形状系数偏大,致使各力学性能指标很难完全合格;
(2)在配方上,为保证各力学性能满足相关技术要求,在配方选择上各厂家差异性较大,在天然橡胶、氯丁胶使用上没有严格按标准执行,天然胶里掺加了一定比例的氯丁胶,有的厂家适当增加了硫化剂、促进剂、防老剂等辅助材料的用量,但配合剂用量稍有不当就会导致成品力学性能超标,填充物过多也会导致早期老化,橡胶支座受力时,有轻微变形便能引起裂纹;
(3)为降低成本调整配方,用部分再生橡胶替代天然橡胶,提高橡胶支座的硬度,导致抗压、抗剪力学性能超出界限值。
4.3 生产工艺控制不严
(1)炼胶和硫化工艺温度控制不严格,橡胶材料加工过程控制不均匀,甚至造成材料出现早期老化,导致支座保护层表面发脆,橡胶支座受力时,有轻微变形引起裂纹;
(2)橡胶与炭黑配合剂在密炼机中混炼时间不足,配合剂在橡胶中分散不均匀,致使胶料物理性能波动大,硬度高低不一,拉伸强度与扯断伸长率不均匀;
(3)提高混炼胶邵氏硬度,硫化后部分成品表面抗塑性变形能力降低,变形量减小,受力变形后易造成表面开裂;
(4)胶料热炼出片时工艺控制不严,机械加工及工装时没有严格称量胶片重量,致使支座内橡胶层厚度不均匀,造成支座抗压弹性模量波动大。
4.4 支座安装不规范
支座安装操作不规范,位置不准确,标高控制不严,致使支座在安装过程出现偏压、脱空、扭转等现象,导致局部受力集中、支座初始剪力过大,支座出现弹塑性变形,甚至出现表面裂纹。
4.5 市场的恶性竞争
(1)一些生产厂家为占有市场,尤其是一些作坊式企业的不计成本的压价,加之原材料价格的提高,导致产品的市场销售价格低于生产成本,甚至低于生产合格产品需用材料成本,市场价格较为混乱,一些老牌企业为迎合低价位市场,在配方和材料使用上采用打“擦边球”的办法,导致产品生产不稳定,产品质量不降;
(2)施工企业在公路市场投标中低价中标,为降低成本或利益驱动,不从产品质量出发,随意压价,导致橡胶支座市场价格恶性循环。
5 对策
(1)交通主管部门加大桥梁产品生产许可证和市场准入管理,加大监督抽检力度,对不合格产品生产厂家进入不良业绩档案,在没有确认产品质量符合交通行业标准质量要求前,不得进入公路建设市场。
(2)各等级公路建设使用桥梁支座,应建立现场抽样送检制度,检验数量和费用应在工程承包合同中予以明确和包含。
(3)各公路建设施工单位在安装支座时,必须保证支座安装操作规范,标高、位置准确,对出现偏压、脱空、扭转等现象应及时调整、重新安装;更换支座时,应采取逐级加荷、整体抬升等切实可行的技术措施,防止桥面系整体质量受到损害。
(4)项目法人单位在招标中,应明确橡胶支座的合理市场价格,或采取统一招标的方式进行采购。
摘要：公路桥梁板式橡胶支座质量关系到桥梁结构耐久性的问题。通过对目前公路橡胶支座质量检测数据进行分析,从材料、加工工艺和建设市场等各方面、各环节查找形成质量问题的原因及对策。
关键词：公路桥梁,橡胶支座,质量分析
参考文献
[1]JT/T 4—2004,公路桥梁板式橡胶支座.
板式桥梁 篇3
京沪高速铁路采用C R T SⅡ型板式无砟轨道系统, 路基段轨道板下为乳化沥青砂浆和素混凝土支承层, 桥梁段轨道板下为乳化沥青砂浆和钢筋混凝土底座板。底座板是C R T SⅡ型板式无砟轨道的支撑构件, 也是连续跨越大量简支梁和连续梁的结构构件, 通过该构件可以形成轨道位置及与坡度变化相应的、必要的轨道超高。底座板下设计了“两布一膜”滑动层, 以实现底座板与桥梁间的微量滑移。底座板两侧由扣压型侧向挡块限制其在横向及竖向的位置移动。曲线地段外轨超高由底座板两侧的不同厚度来实现。底座板通过预留在桥梁固定端上方的剪力齿槽和剪力钉与梁体锚固。
底座板钢筋采用集中下料及现场绑扎成形的方案。混凝土浇筑采用模筑法, 汽车泵泵送混凝土上桥, 施工人员配合振捣梁振捣、整平、提浆 (见图1) 。
2 底座板施工质量控制
2.1 高强度挤塑板
京沪高速铁路为减小桥梁部位梁端转角对轨道结构的影响, 自梁缝处起, 分别在向两侧延伸1.45 m的加高平台梁面上铺设高强度挤塑板。同时, 为实现台后锚固结构与路基的刚度过渡及补偿可能出现的沉降差异, 在过渡板下部一定范围也设置了不同尺寸的高强度挤塑板。高强度挤塑板质量控制要点: (1) 保证铺设面清洁, 选用与挤塑板及防水层相容的胶合剂将其粘接在梁面或结构物上; (2) 使每块挤塑板与相邻挤塑板搭接紧密, 确保板间无缝隙; (3) 铺设时及后续施工中, 不能使挤塑板因点荷载作用而受损。
2.2 滑动层
底座板滑动层按“两布一膜”的铺设分三步进行:下层粘贴无纺布, 中间铺设聚乙烯薄膜, 上层铺设无纺布。滑动层质量控制要点: (1) 铺设前仔细清扫梁面, 混凝土加高台防水层表面不得残留石子或沙粒等可能破坏滑动层的磨损性颗粒, 确保梁面清洁, 粘胶涂刷均匀且层厚要适宜, 铺设后及时赶压平整; (2) 滑动层自抗剪齿槽处开始连续铺设至下个抗剪齿槽处, 但第一层需在梁缝处断开, 以防止梁体滑动时将下层无纺布扯成不规则断裂; (3) 无纺布及聚乙烯薄膜的最小长度为5 m。第一层无纺布在接头处需采用对接的形式, 且横向需涂抹宽度为30 c m的胶合剂将无纺布与梁面粘合, 第二层聚乙烯薄膜的接头需采用熔接的形式, 第三层无纺布需采用搭接长度大于20 c m的搭接接头形式。各连接处至少保持相互错开1 m的距离且接头不得出现在高强度挤塑板区域。
2.3 钢筋
2.3.1 钢筋下料、加工及绑扎
底座板施工前要根据施工段的划分, 对底座板钢筋进行下料及加工准备。由于曲线超高在底座板实现, 故底座板内的钢筋笼高度也需随之变化。钢筋笼加工质量控制要点: (1) 钢筋下料、加工。直径小于20 m m的钢筋, 钩筋弯曲直径等于4倍的钢筋直径;直径大于等于20 m m的钢筋, 钩筋弯曲直径等于7倍的钢筋直径。 (2) 钢筋下料、加工后按分类、编号放置, 避免混淆, 同时要采取防雨、防锈措施。 (3) 钢筋吊装过程中需保证纵向钢筋无过大变形。 (4) 钢筋绑扎采用现场胎具定位绑扎, 绑扎前先对底座板边线进行放样并进行胎具的准确定位。 (5) 混凝土垫块放置要合理, 数量要足够。 (6) 后浇带连接器安装时要注意保护“两布一膜”, 连接钢板下垫块要安放合适;精扎螺纹钢的预留长度要保证拧上螺帽后留有2 cm的富余量。
2.3.2 安装剪力筋
底座板在桥梁固定端与梁体锚固, 锚固钢筋的连接质量直接影响到方案的成败。剪力筋安装中要注意几个问题: (1) 对剪力齿槽内进行凿毛并清理剪力齿槽内的杂物;对预埋套筒的丝扣进行攻丝。 (2) 底层纵向钢筋就位后, 使用专用的扭矩扳手用140 N·m把剪力钉拧紧且至少旋入套筒的深度为1.5倍剪力筋直径。
2.4 模板
由于底座板有直线、曲线之分, 因此底座板两侧直立面的高度不同, 而且梁面标高与设计存在误差, 二者叠加起来要求模板的高度从180～430 m m均能实现。可采用不同模数高度模板组合的形式来实现要求的高度。模板工序质量控制要点: (1) 模板边线放样及高层控制。模板采用可调丝扣进行高度调整。 (2) 模板根部处理。由于现场桥面的不平整和标高的误差, 必然导致刚性模板与下部结构结合的不密贴, 从而在浇筑混凝土时产生下部漏浆, 形成烂根现象。
2.5 混凝土
底座板设计为C30低弹性模量高性能混凝土, 质量控制要点: (1) 控制好混凝土的和易性。根据混凝土实际凝结时间, 及时赶压抹面。 (2) 为增强乳化沥青砂浆与底座板的结合性, 采用专门的刷毛工具对混凝土表面进行刷毛。 (3) 为使混凝土早期不散失水分, 在空气干燥时可采取浇筑工作面进行喷雾保湿的办法;在抹面刷毛后注意保温、保湿。
2.6 后浇带
后浇带是底座板施工中为了避免底座板连续施工时混凝土收缩对桥梁、支座、墩台产生不良影响而设置的临时断开点。后浇带有钢板连接器后浇带和齿槽后浇带2种。后浇带施工质量控制要点: (1) 后浇带浇筑前需对接茬面混凝土进行凿毛处理, 对钢板连接器后浇带需保护下方“两布一膜”。 (2) 钢板连接器后浇带测温并进行底座板纵连。底座板施工时, 每一施工段埋设测温用温差电偶2只。纵连时通过温差电偶测量底座板温度。如设计底座板合拢温度为 (25±5) ℃, 在设计合拢温度范围内时, 直接拧紧钢板连接器后浇带螺母, 拧紧力矩为450 N·m;温度在0～20℃时螺母的拧紧按照张拉行程控制。 (3) 支立模板。后浇带模板的支立特别要注意新旧混凝土接茬的平顺性, 模板要支立的密贴, 防止混凝土漏浆。 (4) 混凝土浇筑。后浇带混凝土采用高性能C30膨胀混凝土, 膨胀率为2×10-5, 允许偏差为5%。混凝土浇筑过程中要加强新旧混凝土接茬处的振捣, 终凝后的混凝土要及时加盖保湿、保温养护。
3 结束语
CRTS II型板式无砟轨道底座板是无砟轨道的关键部位, 如果底座板施工过程中各工序质量控制不好, 会给后续工序带来严重影响, 并且加大运营维护的工作量。因此, 只有在施工过程中不断总结提高各工序的质量控制水平, 严把施工质量关, 才能真正确保无砟轨道系统的安全稳定。
参考文献
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板式桥梁 篇4
1 技术条件及适用范围
桥梁上CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板混凝土为耐久性高性能、低弹性模量混凝土,强度等级为C30、弹性模量不大于31.5 GPa,主要适用于高速铁路无砟轨道桥梁部分。
2 施工准备
混凝土施工准备包括技术准备、机械设备及计量器具的准备、材料准备、劳动力准备,还包括组织混凝土施工从拌合、运输、灌注和振捣的协调一致,以及突发事件状态下保证灌注顺利进行的应急措施等。
每个混凝土灌注开盘前,首先由质检员对钢筋、模型等工序进行检查、签证;确认无任何质量问题方可进行灌注;同时调度,相关部门、班组人员必须对下列项目进行检查确认,检查合格后才能灌注混凝土。
3混凝土配料和计量
1)严格按试验室通知单进行混凝土配料,试验人员需在现场进行施工控制。
2)混凝土原材料配料采用自动计量装置,并对其定期校验,试验人员现场复核。
3)用水量控制:每次开盘前应进行骨料含水率测定,每班抽测2次,遇有雨雪天气增加测定次数,并按测定的结果及时调整混凝土施工配合比。浇筑初期,可根据实测混凝土坍落度适当调整用水量。但当实际用水量和施工配合比相差较大时,必须查明原因加以调整。用水量的调整只能由工地试验人员决定。
4)外加剂:减水剂的掺量由试验室确定。外加剂开盘前检查是否符合要求。外加剂宜随配随用,其搅拌罐每半个月清理一次。施工中若发现外加剂或溶液有异常现象时应及时向试验人员反映,不得擅自处理。
5)砂石由装载机现场上料,在上料时要求装载司机观察料斗情况,司机在操作过程中要加强观察,及时补料,装载机在装料时,取料斗须离地面10 cm左右,不得平地面铲取砂石料,避免铲取的砂石含水量的突然变化。
4混凝土搅拌
1)搅拌混凝土的下料顺序由拌合站操作司机控制,在操作输入数据时必须严格按配料单施工配合比输入数据,按照细骨料、水泥、矿物掺合料和减水剂的顺序依次下料,待搅拌均匀后,再加入所需用水量,等砂浆充分搅拌后再投入粗骨料,并继续搅拌至均匀为止。上述每一阶段的搅拌时间不少于30 s,总搅拌时间为2 min～3 min,在这一过程中,必须确保混凝土搅拌均匀,颜色一致。
2)混凝土拌制速度和灌注速度要密切配合,调度人员现场根据混凝土灌注速度,用对讲机现场统一协调,拌合站须时刻保持与施工现场的联系沟通,在施工过程中,如因各种原因输送中断,常温下混凝土滞留在搅拌机内的时限(初凝时间)一般不宜超过60 min(夏季高温季节不得超过45 min)。否则,须及时请示试验室主任或总工程师处理。
5 混凝土运输
底座板混凝土采用罐车沿便道运送到施工现场,输送泵车输送。在混凝土泵送前,须用水泥砂浆对输送管道进行润湿,避免造成输送管的堵管和混凝土质量不合格现象发生,如出现问题要马上处理,保证混凝土灌注的连续。
6 混凝土浇筑
1)混凝土浇筑前做好开盘检查,并作好检查记录,确认无问题时才可开盘。
2)混凝土模板温度宜在5℃～35℃;入模温度应控制在5℃～30℃;混凝土入模含气量应控制在2%～4%。环境温度、模板温度超标时不进行混凝土灌注,因此,在灌注混凝土前,须掌握当天天气变化情况,必要时可考虑采取加冰或遮盖等降温措施。
3)当室外温度超过35℃或混凝土拌合物出盘温度达到25℃及以上时,应按夏季施工办理,现场调度可根据天气实际情况改变混凝土浇筑时间,尽量安排在上午11:00以前浇筑完或下午16:00以后开盘浇筑。
4)底座板设计采用低弹性模量的C30混凝土。
5)底座板混凝土施工主要包含混凝土的浇筑、振捣、整平、收面、拉毛及养生等工序。a.浇筑过程中,要有专人检查模板,螺栓、支撑等松动时应及时拧紧和打牢。发现漏浆应及时堵严,钢筋班组须保证钢筋无移位,位置正确。b.底座板混凝土采用插入式振动棒振捣成型。浇筑过程中注意加强对端头、倒角以及钢筋密集部位的振捣,特别是搭接接头处和后浇带加强钢筋处。在下料过程中,班组人员须观察混凝土厚度,确保灌注厚度。插入式振动棒操作人员须固定,在操作过程中要求快插慢拔,垂直点振,不得平拉,不得漏振,谨防过振;振动棒移动距离应不超过40 cm,每点振动时间约20 s～30 s。c.混凝土班组根据现场实际情况,调整临时布料、捣固人员,布料杆固定,下料,拉铲、捣固,补料人员须定人定岗,严禁在灌注过程中出现灌注混乱,工序无人检查情况发生,在灌注过程中,须对灌注捣固方法进行总结,不断完善。d.混凝土捣固完成后,用摊铺机来回滚压几遍达到粗平,在混凝土初凝之前必须对底座板进行收浆抹平,使底座板达到平整。e.底座板混凝土浇筑到设计标高后采用平板振动抹平机及时赶压、抹平,因底座板表面需拉毛处理,所以混凝土表面无须收成光面,用木抹子抹平即可,同时采用特制小刮尺做出两侧25 cm的-2%的横向排水坡。f.底座板混凝土表面采用长柄塑料刷横向拉毛,拉毛深度为1.8 mm～2.2 mm。
7 后浇带的施工
1)温度控制在20℃～30℃范围内,钢筋连接器螺母用手拧紧即可,即张拉距离为0。
2)当温度大于30℃时,不允许拧紧螺母,可采用洒水强制降温的办法对底座板进行降温,待底座板温度降至30℃以下时再进行拧紧。
3)后浇带连接器连接好后,随即进行后浇带混凝土的浇筑。混凝土的浇筑可根据现场实际情况,选用汽车泵或汽车吊施工。
4)后浇带的连接和混凝土的浇筑须在温差较小的48 h之内完成,且连接操作必须对称进行。
8 混凝土养护
8.1 养护前的准备
1)测温线的布置:为了能够计算纵连时底座板的温度,在一些浇筑段的横断面的中间,预埋温差电耦(镍—铬—镍),温度传感器要安装牢靠,用于测量构件的温度,温度布置如下:在常规区:每条轨道上,每千米设置一个;例如在3 km长的常规区,共设置:3×2=6个。温度传感器须定期校正,最大允许误差为±1℃,其校验有效期为一个月。
2)当温差在10℃以上,但小于15℃时,拆除模板后的混凝土表面宜采取临时覆盖措施。
3)在养护过程中要作好记录,及时绘制温度曲线图,当发现问题时应立即报告,并分析原因,采取措施。
8.2 混凝土自然养生
自然养护时,底座板表面用草袋或麻袋覆盖或在其上覆盖塑料薄膜,其上至少有一层不透水的裹覆盖层。要求底座板洒水次数以保持混凝土表面充分潮湿为度,由试验室对环境相对湿度进行测试,并作好养护记录。
摘要：针对桥梁上CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板混凝土施工技术进行了介绍,分别阐述了技术条件、适用范围、施工准备、配料、施工流程及相关注意事项等内容,对今后同类工程具有一定指导意义。
关键词：无砟轨道,底座板,混凝土,施工技术
参考文献
[1]TB10424-2010,铁路混凝土工程施工质量验收标准[S].
[2]TB10754-2010,高速铁路轨道工程施工质量验收标准[S].
