缩略图

高速铁路桥梁连续梁工程施工工艺分析

作者

张世杰 段虎成 冯毅

中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头工务段 内蒙古包头市 014000

   

引言

在高速铁路建设中,桥梁工程占比重大,其质量直接影响高铁线路的运营安全与稳定性。连续梁结构以其独特力学性能与结构优势,能有效适应复杂地形与线路要求,如跨越深谷、河流、既有铁路或公路等。近年来,随着我国高铁建设向山区、城市等复杂区域推进,对连续梁施工工艺提出了更高要求。深入研究并优化连续梁施工工艺,对保障高铁桥梁工程质量、缩短施工周期、降低工程成本具有重要意义。

1 地质勘察与设计方案制定

准确的地质勘察是高速铁路桥梁连续梁工程设计与施工的基础。通过地质测绘、地球物理勘探、钻探及原位测试等综合手段,详细查明桥梁建设地点的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件以及地震烈度等信息。例如,在某高速铁路桥梁连续梁工程地质勘察中,利用钻探技术获取不同深度的岩土样本,通过实验室分析确定岩土的物理力学性质参数,如土体的抗剪强度、压缩模量,岩石的抗压强度、完整性等。这些参数为设计人员确定合理的桥梁结构形式、跨度布置以及基础类型提供了关键依据。根据地质勘察结果,设计人员综合考虑桥梁的使用功能、周边环境、施工条件等因素,制定科学合理的设计方案。在连续梁结构设计中,需精确计算梁体的内力分布、变形情况,选择合适的材料强度等级和截面尺寸。

2 钢筋工程施工

2.1 钢筋选择

在钢筋加工场,严格按照设计图纸进行集中下料,确保每一根钢筋的长度和尺寸都精确无误。将加工好的钢筋按照型号、规格进行有序堆码,并逐一编号,以便于后续管理和使用。钢筋加工完成后,利用平板车将其安全、高效地运送到施工现场。在桥墩的建设过程中,使用专门的钢筋骨架定位模具确保钢筋的准确位置。对于结构主筋的接头,采用先进的直筒螺纹连接方式。在主筋与箍筋的连接处,则采用扎丝进行精细的绑扎,确保每一根钢筋都牢固可靠。在绑扎或焊接过程中,严格把控质量,确保钢筋网和钢筋骨架不会出现变形或松脱现象。

2.2 钢筋加工

在底板钢筋的制作前期,参照设计图纸,精心制定下料计划。随后,这些计划将在专门的钢筋加工棚内得以实施,确保每一根钢筋都按照精确的尺寸和规格进行下料和制作。钢筋半成品制作完成后,将它们安全、高效地运输到施工地点,以便进行后续的绑扎工作。在钢筋的弯制过程中,严格控制其几何尺寸,确保每一个弯角都符合设计要求。

2.3 钢筋焊接

在采用闪光对焊施工工艺时,严格遵守操作规程,确保每一个步骤都符合技术要求和安全标准。在焊接过程中,特别关注焊接接头的质量,确保它们没有横向裂纹。具体来说,焊接接头处的弯折角 ⩽4 °,以保证焊接后钢筋的整体形状符合设计要求。

2.4 钢筋切断

在进行槽钢下料的过程中,采取细致而精确的步骤确保下料的质量。首先,对槽钢进行切口处理,并在切口处加装挡板,这些挡板被牢固地固定在台架上,用以控制下料的长度。接着,使用切断机对槽钢进行精确的切割。在下料过程中,对钢筋的尺寸要求极为严格。受力钢筋的长度方向误差被严格控制在 ±10mm 内,以确保其在实际使用中的承载能力和稳定性。

2.5 钢筋弯曲

在钢筋加工过程中,严格遵循操作平台上的大样图确保钢筋弯制的成型质量。对于钢筋弯钩的制作,严格遵守相关行业标准和技术规范,确保每一个弯钩都符合设计要求。

3 转体施工工艺

3.1 施工流程

转体施工常用于跨越既有铁路、公路等障碍物的连续梁施工。施工流程为:首先在障碍物两侧合适位置进行梁体浇筑,梁体浇筑可采用支架现浇或挂篮悬臂浇筑等方法。梁体浇筑完成后,安装转体系统,转体系统主要包括球铰、牵引系统、支撑系统等。安装调试转体系统合格后,进行称重、配重试验,确保梁体在转体过程中保持平衡。

3.2 技术要点

球铰是转体施工核心部件,其安装精度直接影响转体效果。球铰安装前,对其进行严格检查,确保球铰表面平整、光滑,无损伤、变形。安装时,采用高精度测量仪器进行定位,保证球铰安装水平度误差不超过 0.5mm ,中心偏差不超过 1mm, 。牵引系统调试至关重要,要确保牵引设备运行平稳、同步,牵引力满足转体要求。在转体过程中,实时监测梁体转动速度、角度与姿态,通过调整牵引力大小与方向,控制梁体转动精度,如梁体转动速度一般控制在0.01~0.02rad/min 。合龙段施工时,选择在气温较低、温度变化较小的时段进行,采用刚性支撑锁定合龙口,然后浇筑合龙段混凝土,确保合龙段质量。

3.3 质量控制措施

在转体施工前,对转体系统各部件进行全面检查与验收,确保其质量符合设计要求。进行试转体试验,通过试转体验证转体系统性能,获取相关技术参数,如转体启动摩擦力、转动惯量等,为正式转体提供参考。在转体过程中,加强对梁体结构应力、变形监测,采用应力传感器、位移计等监测设备,实时掌握梁体受力与变形情况,如发现异常,立即停止转体,分析原因并采取措施处理。合龙段施工时,严格控制合龙口尺寸、钢筋连接质量与混凝土浇筑质量,确保合龙段与梁体整体协同受力。

4 连续梁架设

4.1 主梁节段拼装与焊接

在主梁节段拼装前,对节段接口进行清理,去除表面的油污、铁锈等杂质,检查预留孔道和预埋件的位置是否准确。利用测量仪器对节段进行精确定位和调整,保证节段拼装的线形平顺和横向稳定性。在定位过程中,采用全站仪、水准仪等测量仪器,对节段的平面位置、高程、垂直度等进行实时监测,确保节段拼装误差控制在规范允许范围内。采用合理的焊接工艺和参数进行节段间的焊接。在焊接前,对焊接人员进行培训和考核,确保其具备相应的焊接技能。焊接过程中,严格控制焊接电流、电压、焊接速度等参数,保证焊缝质量和强度满足设计要求。

4.2 连续梁线形调整与固定

在连续梁施工过程中,由于梁体自重、施工荷载、温度变化等因素的影响,梁体线形会发生变化。因此,需要通过千斤顶等调整装置对主梁线形进行实时监测和微调,确保桥梁线形符合设计要求。在某高速铁路桥梁连续梁施工中,在梁体关键部位设置观测点,采用全站仪定期对观测点的坐标进行测量,根据测量结果计算梁体的变形情况,通过千斤顶对梁体进行顶升或落梁,调整梁体线形。在主梁线形调整完成后,及时在主梁关键部位设置临时支撑或约束装置,防止桥梁在施工过程中发生变形或位移。临时支撑或约束装置应具有足够的强度和稳定性,能够承受梁体在施工过程中的各种荷载。

结语

高速铁路桥梁连续梁工程施工工艺复杂多样,每种施工工艺都有其独特的施工流程、技术要点与质量控制措施。随着科技不断进步,新的施工材料、技术与设备将不断涌现,为高速铁路桥梁连续梁施工工艺创新与发展提供了新机遇。施工单位应积极关注行业动态,加强技术研发与创新应用,提升施工技术水平与管理能力,为我国高速铁路事业持续发展贡献力量。

参考文献

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