吳 錚
(中國建筑土木建設(shè)有限公司,北京 100067)
隨著高速鐵路的快速發(fā)展,我國在鐵路建設(shè)方面也取得了巨大的成就和進步。目前國內(nèi)的高鐵已經(jīng)能夠滿足國家經(jīng)濟的需要和人民的出行需求,并且在國際上也是非常具有競爭力的一個運輸方式。但是受地理環(huán)境、氣候條件等因素及其他一些客觀問題的影響會導致鐵路橋梁施工質(zhì)量不穩(wěn)定,因此必須對鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)進行分析,并提出相應的措施來解決這些工程中的技術(shù)難點。
我國高速鐵路建設(shè)起步于1958年,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,目前已經(jīng)建成了具有一定規(guī)模的高速鐵路隧道,其中包括京港高速鐵路、京滬2地的京津城際鐵路和濟南的京九線等。在高速鐵路施工過程中,由于受到地質(zhì)條件的限制和工程地質(zhì)的特殊性,下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工都存在著許多的問題需要解決。在進行下部結(jié)構(gòu)施工時,首先要對下部結(jié)構(gòu)的受力情況及受力狀況有一個全面地了解和掌握,才能更好地確定下一步的施工計劃,并制訂出合理的施工作業(yè)方案。其次就是根據(jù)實際的受力分析,選擇合適的材料和機械設(shè)備,并將其投入到后續(xù)的生產(chǎn)當中。另外還應考慮到施工人員的技術(shù)水平,避免出現(xiàn)因技術(shù)不到位而導致的安全事故。隨著科學技術(shù)的不斷進步,新型工藝的應用越來越普遍,這就要求技術(shù)人員必須具備專業(yè)的理論知識,并且能夠熟練地操作各種新的先進方法,同時還要熟悉相關(guān)的法律法規(guī),做到知法守法[1]。
裝配式下部結(jié)構(gòu)是一種新型的建筑體系,其是在傳統(tǒng)的預應力混凝土橋梁的基礎(chǔ)上,通過預制橋梁的拼裝方式,將其與普通的鋼絞線進行連接,從而實現(xiàn)對其的有效利用,同時也可以將橋梁的整體性和美觀性進一步提升。這種新的拼接式結(jié)構(gòu),在施工的過程中,需要對其具體的施工方法和施工工藝的選擇等方面的內(nèi)容加以考慮,并且要保證整個工程的質(zhì)量問題。其次,裝配式下部結(jié)構(gòu)的主要特點就是能夠根據(jù)不同的地質(zhì)條件,采用相應的技術(shù)手段來完成橋梁的主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作,并以此為前提,來確保橋梁的穩(wěn)定性及安全性。因此在實際的應用中,相關(guān)人員必須要結(jié)合現(xiàn)場的環(huán)境情況,合理地選用適合的施工技術(shù),這樣才會使安裝的效果達到最佳。
我國高速鐵路發(fā)展的時間比較短,所以在技術(shù)方面的水平也相對較低。由于橋梁的特殊性,其結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及施工方法都會對其產(chǎn)生影響。對于橋梁的質(zhì)量和安全問題,在橋梁的建設(shè)過程中,需要考慮到很多因素,包括地質(zhì)條件、氣候環(huán)境和施工進度等,因此要進行全面的分析與研究,以確保橋梁的安全性和穩(wěn)定性。高速鐵路橋梁的優(yōu)點是能夠適應不同地區(qū)的地形地貌,而且可以根據(jù)當?shù)氐牡乩砬闆r來修建,具有良好的適應性及靈活性,但是同時也存在著一些缺點,比如,結(jié)構(gòu)復雜,造價高,不能實現(xiàn)經(jīng)濟效益的目的。另一方面,因為沒有足夠的承載力,導致結(jié)構(gòu)的疲勞破壞,從而降低了使用壽命,增加了工程量。目前,國內(nèi)對于高速鐵路的研究還不夠成熟,主要集中于高速鐵路的理論上,而在實際的應用上還有待進一步的探索與實踐[2]。
現(xiàn)場澆筑式結(jié)構(gòu)是一種比較常見的混凝土結(jié)構(gòu),具有施工速度快,施工效率高,工程造價低,以及工期短等優(yōu)點。但是由于該類型的預應力鋼筋制作工藝復雜,加工難度大,所以在實際的應用過程中,還需要進行一定的改進和優(yōu)化。在現(xiàn)場澆筑式結(jié)構(gòu)施工時,主要采用分段分層的方法來完成,其特點如下:首先對梁段的受力情況、變形情況及溫度變化的影響因素進行分析,然后再根據(jù)梁的受力特征,確定出梁段的具體位置。按照設(shè)計的順序?qū)㈩A應力筋布置到梁底,并將其設(shè)置到相應的距離上,同時要注意的是,要保證預埋件的質(zhì)量問題。為了避免出現(xiàn)振搗不均勻的問題,可以采取適當?shù)拇胧﹣斫鉀Q這個問題。另外還應該考慮好如何合理安排施工人員的分工與交叉作業(yè)的關(guān)系。并且,在施工的時候還要對施工地的機械設(shè)備的操作與維護做好充分的準備和保障。
橋梁下部結(jié)構(gòu)的主要功能是傳遞荷載,因此在進行橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計時,要根據(jù)實際情況選擇合理的設(shè)計方案和施工工藝,以保證橋梁的安全可靠運行。在我國,由于高速鐵路橋梁的發(fā)展比較晚,所以對于橋梁的研究也相對較少,高速鐵路的建設(shè)又是一個龐大的工程項目,需要大量的人力物力財力的支持,而且隨著社會經(jīng)濟的快速增長,鐵路等級的不斷提高,交通量的迅速增加,對道路的承載能力提出更高的要求,對橋梁的性能提出了更高的標準和更高的質(zhì)量需求。另一方面,高速鐵路的使用壽命較長,其安全性、穩(wěn)定性和耐久性都較好,并且可以滿足車輛的行車速度,從而減少了維修費用。同時還能節(jié)約成本,降低噪音,保護環(huán)境,實現(xiàn)可持續(xù)的可循環(huán)式的資源利用。
3.1.1 預制墩柱施工
預制混凝土墩柱施工主要是在現(xiàn)場進行,在施工過程中要根據(jù)設(shè)計圖紙的要求對其標高、截面尺寸和配筋量等參數(shù)嚴格按照規(guī)范的規(guī)定對其配筋量和數(shù)量進行確定。同時,要保證鋼筋的綁扎質(zhì)量,避免出現(xiàn)松動的情況。在澆筑完成后,要及時清理模板,防止由于沉降而導致的樓板開裂。首先,施工人員應先將墩頂?shù)目锥纯诜舛?,并將孔洞的位置封堵,然后再利用鋼尺測量承臺的軸線控制線,確保其與平面坐標相對應,最后用經(jīng)緯儀準確無誤地校核鋼套,并做好定位基準點的復測工作。另外,施工人員應先將墩頂?shù)目锥纯诘闹行木€找準,并且以鋼尺的長度為依據(jù),來調(diào)整好位差,使之與上部結(jié)構(gòu)的受力一致。
3.1.2 預制蓋梁施工
在進行混凝土澆筑前,要先對梁底和腹板的位置和尺寸等做好檢查工作,確保其符合設(shè)計要求,并對預制蓋梁的標高、孔位等情況都要做詳細的記錄。在完成了梁板的澆筑后,開始對其表面的雜物清理,保證其沒有被腐蝕,之后再繼續(xù)下道箱體的施工,在施工中首先要將模板的制作材料準備好,并且把其放置到合適的地點;其次,在下道箱體內(nèi)部的鋼筋綁扎完畢后,需要按照順序依次向箱體的兩端施加壓力,然后通過泵送至灌漿的部位;最后,灌注的同時還要注意保持槽內(nèi)的水壓,如果出現(xiàn)了問題,可以采取的措施是,先用泵送至灌漿的地方再進行下一道工序的施工操作,這樣才能使整個預制蓋梁的施工質(zhì)量得到保障。
高速鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)采用預制混凝土板梁式澆筑施工工藝,在施工過程中,首先將模板拆除,然后進行下一道工序的澆筑,同時要對鋼筋的綁扎和焊接等做好檢查工作,確保該工程的質(zhì)量符合設(shè)計要求。在完成了上述的所有準備后,開始正式的吊裝施工,然后再進入下一環(huán)節(jié)的施工。在整個下部結(jié)構(gòu)施工中,為了保證整體的穩(wěn)定性及安全性,需要采取一定的措施來避免出現(xiàn)問題,例如,在吊運好后,應該先對下層的構(gòu)件進行清理,并將其放到指定位置,以便于后續(xù)的安裝和拆卸。再如,當鋼管的長度達到2 m時,就可以利用人工的方法來對其進行綁扎,并且還應注意的是,必須要按照相關(guān)的規(guī)范規(guī)定,嚴格控制其尺寸,并根據(jù)具體的情況來制訂合理的施工方案。
混凝土的澆筑是整個高速鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)施工中的關(guān)鍵工序,其主要的目的就是為了保證結(jié)構(gòu)的強度和剛度。在進行現(xiàn)場澆筑的時候要注意以下幾個方面:一是在對鋼筋的綁扎過程中,要嚴格控制好其長度,避免出現(xiàn)露筋的情況。二是在對預埋的模板進行安裝工作時,要確保其表面的平整度,防止由于漏漿而造成影響。三是在完成了現(xiàn)場的澆筑后,需要及時地將已經(jīng)壓實的砼灌注到孔內(nèi),以備后續(xù)的施工操作。同時還需做好后期的養(yǎng)護工作,以保障砼的質(zhì)量和性能??傊?,現(xiàn)場施工人員必須具備足夠的專業(yè)知識,熟練掌握各種施工方法,并能夠根據(jù)實際的工程需求來合理地選擇合適的施工技術(shù)。此外還應加強對施工人員的培訓與指導,提高他們的技術(shù)水平,使之能更好地適應不同的工程環(huán)境。只有這樣,才能有效提升施工整體的效率與安全性[2]。
鉆孔樁的施工過程中,在對其進行鉆進的時候需要注意的問題為:一是在對鉆孔樁進行定位和成孔工作時,要保證成孔的精度。二是在成孔的時候要確保成樁的質(zhì)量。三是在完成鋼筋籠的安裝之后,還要做好混凝土的養(yǎng)護,以防止出現(xiàn)裂縫。對于橋梁下部結(jié)構(gòu)的施工來說,鉆井技術(shù)也是非常重要的一個環(huán)節(jié),所以為了提高橋梁的整體性,就必須要加強對鉆機的保養(yǎng),同時也應該注重對施工進度和質(zhì)量的監(jiān)督與管理,從而使施工人員的效率得到有效地提升。最后,還應當建立1套完整的檢測體系,來檢驗鋼管的實際情況,并及時地發(fā)現(xiàn)其中存在的缺陷與不足,進而采取相應的措施來解決問題,使整個工程的質(zhì)量得以改善。根據(jù)以上內(nèi)容可以看出,針對高速鐵路橋梁下部結(jié)構(gòu)的施工方法,主要有2種方式,一種為全檢法,另一種為平行檢法。
鉆孔樁的施工質(zhì)量直接影響著整個工程的施工效果,因此在實際的鉆孔過程中,必須要嚴格地按照相關(guān)的規(guī)定和標準進行,同時還要做好對成孔的測量工作,并將其作為基礎(chǔ)的依據(jù)和保證,這樣才能確保成孔的準確性及可靠性。在具體的施工中,首先需要對成樁的位置、深度和間距等因素作出準確判斷;其次,還需對成樁的速度、長度等參數(shù)作出合理的控制;最后,還需注意的是,在完成了上述所有步驟之后,對混凝土的強度與坍落度實施有效的控制與管理。為了使鋼筋籠的下部結(jié)構(gòu)能夠順利開展下去,就要求施工人員要具備良好的專業(yè)技能,并結(jié)合相應的技術(shù)規(guī)范來制訂切實可行的施工方案。此外施工人員還應當根據(jù)不同的地質(zhì)情況,采用合適的方法來確定出最適合的工藝流程,從而使其可以達到預期的目的和效果。
混凝土澆筑完成后,需對其進行養(yǎng)護施工?;炷琉B(yǎng)護工作主要包括對混凝土的拌和運輸、澆筑和振搗等作業(yè)過程的連續(xù)化實施。在混凝土拌合和輸送的施工階段,需要采取有效的保溫措施,保證其質(zhì)量。同時還需做好保溫的準備活動,確保在溫度較高的情況下,能夠保持較好的混凝土性能。在整個工程的施工中,必須要注意的一點就是,要嚴格控制好混凝土的振搗時間及坍落度的要求。另外,還需在一定的高度下,采用適當?shù)姆绞綄㈨诺谋砻娓采w一層塑料薄膜,以防止砼的水分蒸發(fā)過快而影響其強度。此外還需在模板的側(cè)面安裝保護層,以保障鋼筋的穩(wěn)定;對于預埋件的預埋,則需在梁底設(shè)置相應的接縫,并使接縫的長度滿足設(shè)計的相關(guān)規(guī)定。最后再根據(jù)規(guī)范要求來確定具體的位置布置,并在梁底搭設(shè)鋼架,從而實現(xiàn)橋梁整體的穩(wěn)定性及安全性。
由于橋梁下部結(jié)構(gòu)施工的特殊性,在混凝土澆筑過程中,需要采取有效的養(yǎng)護措施。首先要對橋梁進行全面的澆水,保證其濕潤度,避免因水化熱導致混凝土表面出現(xiàn)裂縫,同時要控制溫度,防止因為溫差造成收縮變形,從而影響到鋼筋的綁扎和連接。其次是對橋梁下部結(jié)構(gòu)的混凝土進行養(yǎng)護工作時,一般采用灑水的方式確保砼的水分不會被完全蒸發(fā),提高砼的抗裂性能。最后,在橋梁下部結(jié)構(gòu)的混凝土澆筑結(jié)束后,要及時開展保濕處理,降低其內(nèi)部的濕度和溫差,使梁體的受力情況得到改善,為梁體的穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)。此外還要做好保濕的準備活動,以保障梁體的正常使用。
以京滬高鐵下部結(jié)構(gòu)施工為例,一是在對客運專線橋梁下部結(jié)構(gòu)施工的具體方法進行介紹的前提下,結(jié)合國內(nèi)外的先進經(jīng)驗,找出我國高速鐵路橋梁工程存在的問題和不足,并給出相應的解決辦法。二是根據(jù)實際情況選擇合適的混凝土澆筑方式,并且確定合理的施工流程,保證整個橋梁的質(zhì)量安全。三是采用鋼筋混凝土拼接的工藝來完成梁板的拼縫,提高整體的強度與穩(wěn)定性。同時還能減少鋼材的使用量,節(jié)約成本。另外通過調(diào)整梁的截面來實現(xiàn)梁的連續(xù)澆筑,從而達到縮短工期的目的。也可將其作為預應力管道,用于預制箱體的制作。也可將其用作預制箱體的安裝工作。此外還可利用電渣壓力焊法,使之成為一種焊接的形式來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工操作。
一是在進行混凝土澆筑之前,要先對整個工程的各個工序的施工情況做好充分的準備工作,包括鋼筋的綁扎、模板的安裝及預埋件的安放等。二是在完成了上述施工任務(wù)之后,要對相關(guān)的施工人員和技術(shù)人員開展技術(shù)交底,并讓其了解現(xiàn)場的具體施工工藝,同時也要讓施工人員和技術(shù)人員針對施工的實際狀況,來制訂相應的應急方案,以便于能夠更好地應對突發(fā)事件。三是在正式開始施工的時候就要根據(jù)設(shè)計的要求來合理選擇裝卸設(shè)備,并且還要保證裝卸的效率和安全,避免出現(xiàn)不必要的事故。四是對于一些特殊的工種,比如吊車、電動工具等,必須嚴格按照國家的標準規(guī)范,不能隨意地使用這些工具。而且還應該加強安全教育,提高員工的素質(zhì)水平,以確保每一個工作人員都能遵守各項規(guī)章制度。另外還需要注意的是,如果發(fā)現(xiàn)不文明的行為或者操作不當?shù)默F(xiàn)象,一定要及時制止并糾正[3]。
橋梁下部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是高速鐵路工程中的重要組成部分,在整個鐵路橋梁的施工過程中,起著至關(guān)重要的作用,因此對其質(zhì)量有著嚴格的要求和標準。在傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)施工工藝當中,需要采用大量的鋼筋、鋼絞線等材料,這些材料的使用不僅會增加成本,還會造成資源的浪費及環(huán)境的污染。而新型的預應力混凝土橋梁的施工方法,則可以有效解決這一問題,通過合理地設(shè)計和優(yōu)化,使得橋梁的受力情況得到了最大程度的改善;而對于下部結(jié)構(gòu)的受力,則主要是依靠下部的梁板來承載,這樣就能夠保證下部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。由于我國的高鐵建設(shè)市場發(fā)展前景良好,在這種大背景下,如何提高橋梁下部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性,也成為了當前的首要任務(wù)。同時還應注意到,為了確保橋梁下部結(jié)構(gòu)的整體性,還需考慮到其與鋼絞線的連接處的抗壓能力,以防止出現(xiàn)脫節(jié)的現(xiàn)象。
高鐵橋梁下部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的創(chuàng)新是一項復雜的系統(tǒng)工程,在實際施工中,需要結(jié)合具體的施工環(huán)境,對技術(shù)進行不斷改進和完善,才能保證整個高速鐵路橋梁的質(zhì)量和安全。在實際的工程中,由于受到各種因素的影響及其他的一些原因,會導致整個橋梁的質(zhì)量出現(xiàn)問題,因此在施工過程中,要不斷改進和完善施工技術(shù),以保證橋梁能安全可靠地使用;其次,要加強施工人員的素質(zhì)教育,提高施工人員的專業(yè)技能,以確保工作順利完成。隨著科學技術(shù)的發(fā)展與進步,傳統(tǒng)意義上的機械式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足當前的需求;再次,我國鐵路建設(shè)的快速增長,要求技術(shù)人員必須掌握先進的施工工藝,以適應現(xiàn)代鐵路的需要;另外,還應重視新型材料的研發(fā)與利用,從而實現(xiàn)資源的合理配置,促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和社會的穩(wěn)定和諧。