铁路大跨度连续梁结构施工工艺和质量控制要点

关键词：兰西桥墩桥台高速公路

兰新铁路第二双线跨兰西高速公路特大桥地处青海省境内, 该桥中心里程为DK187+726.835, 总长为2700多米, 桥台和桥墩分别有2个、76个。在跨兰西高速公路时, 使用的是80+80+168米的大跨度钢桁、连续梁结构;主梁使用的是双室单箱变高度箱截面, 其中边支点、中支点分别为5米、11米, 梁高根据1.8次抛物线进行变化。主梁顶板的全梁为等宽、厚度、底板宽度分别为:15.2、0.5、11.6米, 底板厚度从0.5米变成1.2米, 腹板厚度从0.45米变成0.9米, 中支点根部加厚成1.5米, 通过在中跨添置加劲钢桁, 使用无竖杆的三角形桁, 让其曲作曲梁, 桁高、宽、长分别为:12米、11.2米、12米。上弦杆使用箱型截面, 高、内宽、板厚分别为:1000毫米、800毫米、24-32毫米。腹杆使用的是H型截面, 板厚、高、外宽分别为:16-20毫米、800毫米、800毫米。上弦使用的是H型钢横向米字型连接, H型截面的高、外宽、板厚分别为:400毫米、400毫米、12-16毫米, 并且加劲钢桁均利用Q370q E。从该桥的结构施工来看具有:结构新颖、跨度大、技术难、施工工艺高等特点, 已经入选《中国高速铁路大桥》。

1 连续梁悬臂的支座安装与临时支墩施工

1.1 连续梁的支座安装

在安装支座前, 先要在垫石支撑上放好支座十字线, 当顶面高程测出后, 对支座地脚顶留孔深度、孔径、垂直度一一进行清理和检查。在起吊支座检查合格并且就位后, 利用重力灌浆对支座锚栓孔进行密实。

为了确保施工质量, 必须水平安装各个支座上下座, 在上下座板相互对正的情况下, 让活动支座横向对正, 对于悬臂浇筑的连续梁允许有一定的偏差。

1.2 临时支墩与墩梁固结

为了及时解决梁部施工由于荷载不平衡造成的弯矩, 通常会将0段梁体和墩身进行临时性固结。而临时墩梁固结使用的是墩顶预留和临时支座的方式深入梁段。并且在连续梁的主端上设置临时性混凝土支墩, 将永久支座放在箱梁的纵肋处。

当托架安装就绪后, 再对其进行有效预压, 以达到控制非弹性变形的要求, 最后再测出弹性变形数值, 将其作为侧模和底模预留高度系数。在预压中, 使用砂袋堆码和水箱注水的方式, 多次加压, 并且超过施工时的最大荷载。

2 梁段悬灌施工

在铁路大跨度连续梁施工中, 混凝土梁段的悬臂灌筑施工采用的是:设计挂篮、加工、安装挂篮、实验检测、悬灌施工、安装外模、矫正外模、绑扎钢筋、焊接钢筋、安装预应力管道、安装端模与内模、浇筑混凝土、张拉预应力、定位并且移动挂篮、管道压浆、纵向预应力张拉、张拉横向预应力等流程进行。

在大跨度连续梁施工中, 外模必须根据施工要求, 做好梁体线型控制。对于连续段施工, 使用的是混凝土泵送的形式, 一次性浇筑断面, 并且将混凝土的塌落度预控在14-18厘米之间, 根据运输温度和浇筑速度对其进行科学调整。

3 预应力压浆与张拉施工

3.1 压浆和预应力施工

在该桥的连续梁施工中, 使用的是预应力三向体系, 其中横向预应力束使用的一端张拉的方式, 纵向预应力为两端张拉, 纵向预应力筋使用的高度精轧钢筋, 横向、纵向的预应力均使用标准强度fpk=1860Mpa, 直径为15.2毫米, 公称截面积为139平方毫米的钢绞线。在张拉梁段预应力时, 混凝土弹性模量和强度必须满足设计要求。从大量实践施工来看:处于龄期加载的混凝土控制是在后期梁体徐变控制中进行的, 因此, 铁路大跨度悬灌梁段龄期必须在7d以上。

在张拉连续梁预应力结束后的2d内, 及时对其进行压浆, 并且在压浆之前及时清除内部积水与杂物, 压浆后的3d内, 确保环境温度和梁体温度在5度以上。

3.2 质量控制

在穿放钢绞线前, 除了要对油压表、千斤顶、传感器及时进行校正, 还必须确保校正系数, 张拉预应力筋时, 张拉程序与预应力控制在设计要求以内, 通过对扩孔段、锚口摩阻进行测定, 结合测验结果对张拉应力控制及时进行调整。其中, 应力损失具体包括:锚口、摩阻、喇叭口、锚具、弹性压缩等。

对于预应力, 通常是在控制应力张拉的同时, 及时校核钢绞线的伸长量, 将理论与实际伸长量控制在正负6%以内, 锚具回收量控制在6毫米以内, 而纵向预应力筋中的理论与实际伸长量差在正负5%以内, 并且锚具回缩量在1毫米以内。

对于水泥浆施工, 为了满足施工工艺与要求, 水灰比必须在0.34以内, 流动度在25s内, 半个小时内不能超过35s, 并且进入管道的浆体饱满密实, 收缩率在1.5%以内。在纵向孔道压浆中, 先从下端孔进入, 用0.3-0.4Mpa的压力进浆, 当顶部槽口流出浓将之后, 将槽口堵死, 并且关闭压浆阀。