高铁施工中预应力混凝土连续梁质量控制.pdf

建筑技术开发 B u i l d in g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 建筑 结构 Bu i l d i ng S t r u c t ur e 第4 3 卷 第1 l 期 2 0 1 6 年 1 1 月 高铁施工中预应力混凝土连续梁质量控制 郭雯雯 (中铁十九局集 团第二工程有 限公司，辽宁辽阳 1 1 1 0 0 0 ) [ 摘要 ] 随着国民经济的快速发展，我国高速铁路建设事业得到了一定的发展。预应力混凝土连续梁作为高铁建设施工中 一 项重要的施工方法应用较为广泛，尤其是在较宽的河面上修建大跨度梁时，预应力连续梁施工技术能够使梁高得到有效降低， 并对梁的挠度有较好地控制，减少或避免了裂缝的产生，使桥梁建筑的施工质量得到提升。因此，做好 高铁施工中预应力混凝 土连续梁质量控制极为重要。通过分析高铁施工中预应力混凝土连续梁质量控制中存在的问题和解决办法，给相关工作人员提 供参考与借鉴。 [ 关键词 ]高铁 ； 预应力混凝土 ； 连续梁 ； 质量控制 [中图分类号 ]U 4 4 5 ． 5 7 [ 文献标志码 ]B [ 文章编号 ]1 0 0 1 — 5 2 3 X ( 2 0 1 6 )1 1 0 4 9 _ 0 2 Qu a l i t y Co n t r o l o f P r e s t r e s s e d C o n c r e t e Co n t i n u o u s B e a m i n Co n s t r u c t i o n o f Hi g h S p e e d Ra i l wa y Gu o W e n — we n [ Ab s t r a c t 】Wi t h t h e r a p i d d e v e l o p me n t o f t h e n a t i o n a l e c o n o my ，C h i n a ’ S h i g h — s p e e d r a i l wa y c o n s t r u c t i o n h a s a l s o b e e n t h e d e v e l o p me n t o f t h e c o r r e s p o n d i n g ． P r e s t r e s s e d c o n c r e t e c o n t i n u o u s b e a m a s t h e h J g h s p e e d r a i l wa y c o n s t r u c t i o n i s a n i mp o r t a n t me t h o d o f c o n s t r u c t i o n，wi d e l y u s e d ，e s p e c i a l l y t h e n e e d o f c o n s t r u c t i o n o f l a r g e s p a n b e a m i n t h e wi d e ri v e r ，c o n t i n u o u s b e am c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y o f p r e s t r e s s e d b e a m c a n ma k e h i g h b e r e d u c e d e ffe c t i v e l y ，a n d d e fl e c t i o n o f t h e b e a m c o n t r o l i S g o o d，r e d u c e o r a v o i d t h e c r a c k s ， n 1 e c o n s t r u c t i o n q u a l i t y o f b ri d g e c o ns t r u c t i o n h a s b e e n i mp r o v e d ． Th e r e f o r e，i t i S v e r y i mp o r t a n t t o d o t h e q u a l i t y c o n t r o 1 o f p r e s t r e s s e d c o n c r e t e c o n t i n u o u s b e a m i n t h e c o n s t r u c t i o n o f h i g h s p e e d r a i l wa y ． T h i s P a D e r a n a l y z e s t h e p r o b l e ms a n d s o l u t i o n s i n也e q u a l i t y c o n t r o l o f p r e s tre s s e d c o n c r e t e c o n t i n u o u s b e a m i n t h e c o n s t r u c t i o n o f h i g h s p e e d r a i l wa y，a n d h o p e s t o p r o v i d e r e f e r e n c e a n d r e f e r e n c e f o r t h e r e l e v a n t s t a ff． [ K e y wo r d s]h i g h s p e e d r a i l wa y； p r e s t r e s s e d c o n c r e t e； c o n t i n u o u s b e a m ； q u a l i t y c o n t r o l 1 连续梁施工控制的目的 采用预应力混凝土连续梁法施工时，施工质量的控制过程 比较复杂，对工程质量起决定性影响，因此要做好连续桥梁 施工控制工作。在控制施工质量的过程中，要对工艺、材料 以及施工技术做好严格把控， 减少失误， 保障工程质量。同时， 在施工过程中出现问题要采用正确的方法并及时解决。 2 预应 力混凝土连续梁质量控制过程 中易忽视的 问题 ( 1 )预应力钢束的孔道位置、钢绞线是否发生缠绞现象 是质量控制的关键。孔道位置布置不精确、结构受力不均、 特别是如果曲线孔道标高变化段没有经过圆滑处理会使预应 力孔道 摩 阻损失增 大，因此孔 道位 置的布设 将直接 影 响施工 过程中的预应力与设计预应力的吻合程度，进而对结构的安 全性能和 日后工程使用过程中是否会产生裂缝都有一定影响。 如果多根钢绞线缠绕在一起，张拉过程不能保证每根均匀受 力，这样会使钢绞线之间的摩阻增加，引起更多的预应力 损失 ” 。 ( 2 )在钢绞线进行预应力张拉时能否控制好张拉应力使 收稿 日期 ：2 0 1 6 - 0 9 — 1 3 作者简 介 ：郭雯 雯 ( 1 9 8 3 一 ) ，女 ，辽 宁丹 东人 ， 工程师 ，主要研究 方 向为工程技术 。 ( 2 )隧道开挖后，围岩变形经历了变形加速阶段、缓慢 变形阶段和基本稳定3 个阶段 ； 钢拱架应力值较小，但在拱顶 出现拉应力，此时应加强初期支护。 ( 3 )实测数据和模拟分析结果表明，二者基本吻合，隧 道结构的受力处于安全状态，监测成果对骡家山隧道的施工 起到一定指导作用。 参考文献 [ 1 ] 于跃勋 ． 地质顺层偏压隧道施工力学研究 【 D ] ． 成都： 西南交通大学 之与设计值相匹配，将直接影响预应力效果，因此张拉控制 应力必须在设计允许的范围内，不能超过最大限定值 。较大 的预应力虽 然能够 提升 结构 的抗裂 性能 ，但 也会 因抗 裂度 过 高，使预应力筋承受外荷载时一直处于应力过高的状态，与 结构出现裂缝 时的荷载接近，在破坏前几乎看不 出任何变 化，大幅降低了结构的安全性，因此为了对预应力的施加情 况有准确的掌握，张拉时须采用应力控制法对伸长值进行 校核 。 ( 3 )给 混凝 土施加 了预应力将 引起 弹性 变形，不 仅会在 轴向产生变形，还会在上下方向产生挠曲。如果在张拉的过 程中对轴向收缩和挠曲进行约束 ，会导致混凝土产生预想不 到的裂缝，甚至会出现质量事故，因此张拉前须拆除对梁体 轴向收缩具有约束作用的梁侧模板，将支座周围能够在顺桥 方向产生移动和旋转的活动支座拆除。 ( 4 )张拉顺序应严格遵照设计要求进行，若设计要求没有 明确给出，应尽量避免构件的截面处于过大的偏心受力状态， 控制好构件边缘的拉应力，特别是对 曲线桥梁张拉时更应该 注意边缘处所产生的拉应力，防止梁腹产生裂缝。应先张拉 距离截面形心较近的钢束， 如果钢束排数较多， 必须对称张拉。 由于连续梁钢束过长，最好从两端同时张拉。如果没有充足 的设备，可以先将一端固定张拉另一端，然后再对固定端进 2 0 0 4 ． [ 2 ] 任桂 兰 ． 单线铁 路 隧道 地质顺 层偏 压衬 砌结 构的试验研 究 [ D】 ． 成 都 ： 西南交通大学 ，2 0 0 4 ． [ 3 】 朱维 申，任伟 中，张玉军 ． 开挖条 件下节理 围岩锚 固效应 的模 型试 验研究 ． 岩土 力学，1 9 9 7 ，1 8( 1 ) ：1 - 7 ． [ 4 ]4 杨林德 ，冯紫 良，朱合华 ，等 ． 岩 土工程 问题 的反演理论与工程实 践 [M】 ． 北京 ：科学出版社，1 9 9 6 ． 【 5 ] 刘艳青 ， 卢汝绥 ． 软岩隧道围岩压力 的位移 直接 反演方法 的研究 【 J ] ． 土木工程学报 ，2 0 0 1 ，3 4( 1 ) ： 8 4 _ 8 7 ． 49 第4 3 卷第1 l 期 2 0 1 6 年1 1 月 建筑结构 Bu i l d i n g S t r u c t u r e 建筑技术开发 Bu i l d i n g T e c h n o l o g y De v e l o p me n t 行张拉。 ( 5 )施工过程中，由于操作不当、千斤顶施加压力不准 确、锚具安装存在较大误差或夹片质量不达标等，有时会发 生断丝和滑丝情况。当断丝或滑丝数在允许范 围之 内时，可 以通过超张拉的方式来弥补应力不足，如果不在允许值范围 内须卸锚，更换新钢束。处理过程须认真谨慎，确保质量和 安全 [ 2 】 。 3 高铁预应力混凝土连续梁施工质量控制措施 3 ． 1 材料控制 3 ． 1 ． 1 混凝土质量控制 混凝土的质量对高铁桥梁建设施工的质量有直接影响，因 此为保证混凝土的质量，应该做到如下5 点 ： ( 1 )原材料在出 厂使用之前需要严格检验，而对于水泥的检验要更加严格； ( 2 ) 砂石料须严格遵守规范要求进行筛分试验，混凝土的现场搅 拌更应该按照配比要求严格进行配料操作 ： ( 3 )选择用砂时 应尽量选择粗砂， 因为粗砂的含泥量较低 ( 一股不会超过2 ％) ； ( 4 )在选 择石 子 时应尽 量选 择级 配 良好 的石子 ，这 种石子含 泥量不高， 一般不会超 过 1 ％； ( 5 )如果使用经过暴 晒的砂石料， 在使用之前应 经过降温处理 。 3 ． 1 ． 2 钢筋质量控制 钢筋 的种类 多种多样 ，使 用时应根据设计标 准进行选 择。 钢筋在进场前，必须要有合格证书。如果发现钢筋没有满足 规定标准，则不允许进场。钢筋进场后仍需进行抽样检查， 把检测合格的钢筋分批、分堆存放。在存放过程中要注意观 察周围环境，不能将钢筋存放在空气湿度较高的环境中，应 注意通风保持环境清洁干燥，防止生锈。 3 ． 1 ． 3 锚具质量控制 控制好锚具的质量是材料控制中十分重要的环节，对锚 具质量检查的重点为是否满足相关设计标准要求和预应力张 拉条件，只有锚具的质量得到保障才能保证后续施工工作有 序进行。此外，要对锚具的生产质量进行检测，通常将预应 力钢筋抗拉强度的9 0 ％作为锚具的检测标准。其中需注意锚 具在进场前应认真检查是否有裂缝或锈蚀现象，使后续施工 质量得到充分保 障 。 3 ．2高铁施工工艺控制 3 ． 2 ． 1 高铁施工模板施工控制 高速铁路建设施工中，模板安装一直是其 中一个十分重 要的环节，这是因为该环节所涉及的钢筋与预应力管道的埋 设情况对工程施工的连续性有直接影响。模板 正式安装前需 对面板外观进行全面检查，检查内容主要围绕表面的凹凸或 粗糙情况展开。同时，还需检查是否有剩余粘浆存在。如果 发现问题必须及时采取妥善的方法进行处理，为日后管道埋 设的顺利进行做好准备。内模安装完成后要对每个部分的尺 寸进行逐一检验，要确保尺寸偏差在允许范围内 【 3 】 。 3 ． 2 ． 2 高铁混凝土施工控制 混凝 土搅 拌 站应具 备足够 的混 凝土连续生 产 所需 的原材 料，为后续检验工作 留出更多时间，从而使混凝土连续供应 的稳定性得到保障，除非是迫不得已的情况，否则尽量不要 用冰水拌 制混 凝 土。这是 因为用冰 水搅拌 混凝 土的操 作过程 十分复杂，如果操作不当可能会造成混凝土的检查结果达不 到预期要求。混凝土浇筑时应掌握好时间，避免在温度过高 时浇筑，而混凝土的运输和浇筑过程所需消耗的时间都不能 超过初凝时间，从而避免因施工质量问题而导致裂纹出现。 3 ． 3 连续梁悬臂 浇筑质量控制 连续梁悬臂浇筑时具有以下3 大特点 ： ( 1 )具有较高的施 工精度，在连续梁悬臂浇筑的施工过程中可对各节段误差不 断调节，从而提高施工过程的精确度 ；( 2 )能够在一定程度 上节约成本，将大跨度桥梁、桥跨多的特点进行结合，体现 5 0 经济最优的原则： ( 3 )施工过程效率较高，可减少支架的数量， 为建造跨度大、交通量大的桥梁提供方便，可多次重复操作， 提供利用率和工作效率。 通过总结以往的实践经验，连续梁悬臂浇筑施工的质量 控制可以从以下2 个方面着手。( 1 )线型的控制。通常情况 下，向下变形用正表示，向上变形用负表示，施工预留拱度 设置依据的原理是梁体的每个截面上挠度的变化值，同时调 整好每一段模板的前缘标高。( 2 )做好挂篮质量的控制。施 工质量直接受到悬臂浇筑每节段施工标高控制效果的影响， 尤其挂篮质量是决定施工质量的关键。首先，施加的预压力 应该是施工总载荷和主梁阶段载荷的 1 ． 0 1 _ 3 倍 ；其次，应结 合混凝土的浇筑顺序进行预压沙袋的排放完成主梁结构 的施 工，预压 分为 l 0 级 ，每次 预压施重 为 总压 力 的 1 ／ 1 0 ，每 增 加 1 级载荷后注意观察变形情况。预压完成后，待混凝土的变形 量达到固定值将其卸载，并将观测记录所得数据做成表格和 图形进行分析，从而确定在挂篮浇筑过程中所需的立模标高。 待 卸载完成后 ，进 一步分析 结果 ，对立 模标高进行 重新 确定 ， 确保所用参数精确，使施工工作保质保量完成 [4 ] 。 3 ． 4高铁施工中温度控制 温度作用大致分为以下4 点。( 1 )日照温度变化。产生日 照 温度变化 的原因主 要包括太 阳照射 、地面反射 、气候 变化、 风 向等，这些因素不同会造成 日照温度变化，且建筑物周围 的环境、地形地貌等条件也是造成这一现象的因素。( 2 )骤 然降温。这是高铁施工中经常会遇到的问题，外界环境的突 变极有可能造成建筑物表面温度快速下降，导致建筑物 内外 温差较大，通常情况下建筑物温度分布是内高外低。( 3 )年 温温度的作用也是高铁建设施工中不可忽视的因素。这种温 度 变化通 常 由混凝 土 结构 引起 ，这是个 缓慢 的变化 过程 ，因 此结构整体的温度变化较为均匀。( 4 )水化热温度作用 。水 化热作用是目前高铁施工中温度控制最为重要的因素，水泥 的水化作用是较为 明显的，其将产生大量的水化热，新浇筑 的混凝土结构中热量会不断积蓄，这样温度就会呈现内高外 低的分布状态。因此，应对混凝土的出机温度做好严格把控， 做好水化热温度 的控制 。 温度控制措施主要有以下2 点 ：( 1 )保证混凝土用量足 够的前提下可以采用适当的办法降低水泥水化热的产生，应 选择放热小的水泥，如矿渣水泥、火 山灰水泥等 ；( 2 )采用 科学方法做好混凝土养护工作，对混凝土进行养护期间应着 重做好湿度和温度控制，尽可能减少混凝土表面的暴露时间， 可采用蓬布、塑料布对混凝土暴露面进行覆盖，防止因暴晒 而导致表面水分流失过快。 4 结束语 在高铁工程预应力连续梁建设施工时，需严格按照设计 要求进行，应对桥梁建设所涉及的每个结构数据进行精确计 算，严格控制好对桥梁质量起决定性的因素，同时做好每个 环 节的质量控制工作 ，每个施工环节 都能够保质保 量的完成 ， 从而促进我国高铁行业继续向前发展，同时也带动相关产业 持 续发展。 参考文献 [ 1 ] 邢海岩 ，董 国亮 ． 连 续梁施工过程控制要 点分析 [ J ] ． 兰州工业 学院 学报 ，2 0 1 4 ( 3 )：4 4 - 4 9 ． [ 2 ] 陈樟鹏 ． 预应 力混 凝土连 续梁悬臂施工与监控 技术研究 [ D】 ． 南 昌 ： 华东交通大学，2 0 1 4 ． [ 3 ] 龚健根 ． 大跨径预应力混凝土连续刚构箱梁悬臂节段浇筑混凝土早 期养护方法研究 [ D ] ． 重庆 ： 重庆交通大学，2 0 1 4 ． [ 4 】 郭 宁 ． 高铁 施 工 中预 应 力混 凝 土连续 梁 质 量控 制 [ J ] ． 中华 建 设， 2 0】 4 (1 0)．