鐵路橋梁建設范文
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篇1
關鍵詞:高速鐵路;橋梁建設;設計特點;關鍵技術
中圖分類號:U238文獻標識碼: A
近年來,隨著我國高速鐵路的飛速發展,高速鐵路的技術體系也在不斷的完善,主要包括:工程建造技術、高速列車技術、列車控制技術、系統集成技術和運營維護技術。其中,由于我國自身地理環境的復雜性和多變性,對高速鐵路的工程建造中橋梁建設的發展提出了越來越嚴格的要求。
在現代高速鐵路建設中,橋梁設計與建造技術已成為關鍵技術之一。橋梁是高速鐵路土建工程的重要組成部分,主要功能是為高速列車提供平順、穩定的橋上線路,以確保運營的安全和旅客乘坐的舒適。高速鐵路技術就是通過改造原有線路(直線化、軌距標準化),使營運速率達到每小時200 公里以上,或者專門修建新的“高速新線”、使營運速率達到每小時 250 公里以上的鐵路系統。高速鐵路除了使列車在營運達到速度一定標準外,車輛、路軌、操作都需要配合提升。我國高速鐵路運營狀況的現狀是設備質量可靠、運輸安全穩定、經營狀況良好。無論是線路基礎、通信信號、牽引供電等固定設備、還是動車組等移動設備、質量穩定,運行平穩。高速安全保障體系日趨完善,職工隊伍素質過硬,保持了良好的安全記錄沒有發生旅客傷亡事故,并且高速鐵路受到廣大旅客的青睞,市場需求旺盛。這些都離不開鐵路橋梁的建設。廣義的高速鐵路包含使用磁懸浮技術的高速軌道運輸系統。為了滿足高速鐵路列車設計、施工及運營等各方面的要求,高速鐵路橋梁應具有構造簡潔、設計標準、便于施工架設和養護維修的特點,另外還應具有足夠的耐久性和良好的動力性能。在我國現在的鐵路橋梁建設中主要運用一些方法來滿足列車高速、舒適、安全行駛的要求,才能使橋梁必須有足夠的剛度和良好的整體性,設計必須滿足結構、自振頻率、豎橫向撓度和徐變上拱限值。橋梁設計必須滿足車橋動力響應的各項指標,按剛度控制設計強度進行檢算。為了保證列車運行 的連續且平順并確保跨區間無縫線路鋼軌附加應力不超限,對下部結構的剛度、工后沉降、沉降差做了嚴格的限制,并按車橋相互作用模型進行橋上長鋼軌縱向力分析,使橋梁下部的設計更為合理。按耐久性設計作為主要的設計原則并且強調結構與環境的協調、重視生態環境的保護、注意了結構外形、色彩、防震降噪。對于我國的鐵路橋梁建設從各個方面將實現建設世界一流高速鐵路的宏偉目標,我國現在大力推進體制創新、管理創新、技術創新。在體制創新方面,創建了合資建路的嶄新模式。并且對于鐵路橋梁建設管理方面等,需要充分發揮我國鐵路路網完整、運輸集中統一指揮的優勢,統籌利用鐵路內外的各方面科研力量和人力資源,形成強大合力。在鐵路建設中,無論是工程管理部門,還是設計、施工、監理單位、都協調行動,組織起了強大的工程建設隊伍,在技術裝備制造中、無論是運營單位還是制造企業、科研院所、都統一步調,形成了強大的研發制造體系。這種科學高效的管理模式,大大提高了我國高速鐵路橋梁的建設。
2我國高速鐵路橋梁建設的設計特點
由于速度大幅提高,高速列車對橋梁結構的動力作用遠大于普通鐵路橋梁。橋梁出現較大撓度會直接影響橋上軌道平順性,造成結構物承受很大沖擊力,旅客舒適度受到嚴重影響,軌道狀態不能保持穩定,甚至危及列車運行安全。這些都對橋梁結構的剛度和整體性提出了極高的要求。
2.1 高架橋所占比例大。
高架長橋多橋梁在高速鐵路中所占的比例較大,主要原因是在平原、軟土以及人口和建筑密集地區,通常采用高架橋通過。京津城際鐵路橋梁累計長度占全線正線總長的比例為86.6%,京滬高速鐵路為80.5%,廣珠城際鐵路為94.0%,武廣客運專線為48.5%,哈大客運專線為74.3%。
2.2 大量采用簡支箱梁結構形式。
根據我國高速鐵路建設規模、工期要求和技術特點,通過深入的技術比較,確定以32m簡支箱梁作為標準跨度,整孔預制架設施工。預應力體系有先張法和后張法兩種。少部分采用12 m,16 m跨度的T形梁,預制吊裝。
2.3大跨度橋多。
受國情路況的制約,我國客運專線中,跨度達100 m及以上的大跨度橋梁很多。據統計,在建與擬建客運專線中,100 m以上跨度的高速橋梁至少在200座以上。其中,預應力混凝土連續梁橋的最大跨度為128 m,預應力混凝土剛構橋的最大跨度為180 m,鋼橋的最大跨度為504 m。
2.4橋梁剛度大,整體性好。
為了保證列車高速、舒適、安全行駛,高速鐵路橋梁必須具有足夠大的豎向和橫向剛度以及良好的整體性,以防止橋梁出現較大撓度和振幅。同時,還必須嚴格控制由混凝土產生的徐變上拱和不均勻溫差引起的結構變形,以保證軌道的高平順性。
2.5限制縱向力作用下結構產生的位移。
避免橋上無縫線路出現過大的附加力。由于橋梁結構的溫度變化、列車制動、橋梁撓曲會使橋梁在縱向產生一定的位移,引起橋上無縫線路鋼軌產生附加應力,過大的附加應力會導致橋上無縫線路失穩,影響行車安全。因此,要求橋梁墩、臺具有足夠的縱向剛度,以盡量減少鋼軌附加應力和梁軌間的相對位移。
2.6改善結構的耐久性,便于檢查和維修。
高速鐵路是極其重要的交通運輸設施,橋梁結構物應盡量做到少維修或免維修,因此,設計時需要將改善結構物的耐久性作為設計原則,統一考慮合理的結構布局和構造細節,并在施工中加以嚴格控制,保證質量。另一方面,高速鐵路運營繁忙,列車速度高,維修時間都放在夜間“天窗”時間進行,一般為4h,因此橋梁結構構造應易于檢查和維修。
3我國高速鐵路橋梁建設的關鍵技術
3.1大跨度橋梁設計建造技術
高速鐵路橋梁通常宜采用小跨。但由于跨越大江、大河和深谷的需要,高速鐵路大跨度橋梁的修建也不可避免,而我國高速鐵路大跨度橋上速度目標值與其他路段保持一致,這也增加了大跨度橋梁的設計建造難度。主要設計建造技術包括:采用更高強度等級鋼材、應用新型空間結構、研制大跨重載橋梁專用裝置、采用深水基礎施工新工藝等。
3.2無縫線路橋梁設計建造技術
橋上無縫線路鋼軌受力與路基上鋼軌受力不同,橋梁自身變形和位移將使橋上鋼軌承受額外的附加應力。為了保證橋上行車安全,設計應考慮梁軌共同作用引起的鋼軌附加力,并采取措施將其限制在安全范圍內。鋼軌附加應力包括制動力、伸縮力和撓曲力。經過多年的專題研究,目前我國系統建立了無縫線路梁一軌作用的力學模型,通過相應的模型試驗和實橋測試驗證了分析模型和理論的可靠性,制定了相應的技術控制指標。
3.3“車―線―橋”動力響應仿真技術
為保證列車高速、舒適、安全行駛,高速鐵路橋梁必須具有足夠大的剛度和良好的整體性,以防止橋梁出現較大撓度和振幅。我國從20世紀80年代初就開始進行“車―線―橋”動力相互作用理論和應用研究,建立和發展了多種分析模型,制定了相應的評定標準。在鐵道部組織的橋梁動力性能綜合試驗中,試驗車創造了300 km/h以上的速度紀錄,驗證了我國“車―線―橋”動力仿真分析方法的有效性和評定標準的可信性。通過多年科研攻關和工程實踐,基本掌握了高速鐵路“車―線―橋”動力響應作用機理。
3.4 無砟軌道橋梁設計建造技術
在無砟軌道橋梁設計中追求構造簡潔、美觀,力求標準化、便于施工架設和養護維修,確保其足夠的耐久性和良好的動力性能,關鍵在于解決梁體的剛度和變形控制技術。通過對梁體的豎向撓度、水平撓度、扭轉角、豎向自振頻率等主要技術參數的研究,以及對預應力混凝土梁徐變上拱的控制研究,使橋梁結構能夠滿足無砟軌道鋪設條件。目前我國已基本掌握了高速鐵路無砟軌道橋梁的設計建造技術。
3.5 高架長橋快速施工技術
正在建設的高速鐵路橋梁長度占線路長度的比例遠遠大于普通鐵路,并出現了一些長度大于l0 km、甚至達到上百千米的特長高架橋。標準跨度簡支梁一般采用在沿線現場預制梁廠集中預制,并以配套運架設備逐孔架設的施工方法,特殊跨度的連續梁采用原位澆筑的施工方法。通過工程實踐,形成了一系列成熟的標準梁制、運、架工藝及相應裝備,高質量、高速度地實現了特長橋梁的建造。
3.6900t級整孔簡支梁制造運輸架設技術
為解決32 m整孔預制箱梁的運架施工問題,國內自主研制了多種形式的450 t級提梁機、900 t級架橋機,900 t級運梁車、900 t級移動模架造橋機等,從建場、制梁、移運、架設等方面摸索出整套制梁技術,具有較好的施工效率、安全性與可靠性。
4結語
不斷發展中的中國高速鐵路表明,高速鐵路在我國還有進一步提高的空間和潛力,這需要充分利用自身優勢,促進我國高速鐵路的跨越式發展。因此,在未來得一段時間里,不但要持續發展高速鐵路,并且要在技術和管理上趕超一些發達國家,從而實現中國鐵路現代化。由此可見,高速鐵路對中國及其經濟發展的重要性,中國高速鐵路的發展需要橋梁建設等基礎設施的支撐,需要專業技術的不斷提高和突破。那么,在我國科研和發展的支持下,在廣大施工一線的工人群眾的大力支持下,我國發展高速鐵路將會有更大的進步,前景也將會一片光明。
參考文獻:
[1]劉春.中國高速鐵路橋梁架設設備行業研究及展望[J].建設機械技術與管理,2009(2)
篇2
關鍵詞:市政道路;下穿高鐵;設計方案
隨著社會的進步和科技的發展,高鐵正逐漸成為人們出行必不可少的交通工具,主要是由于高鐵具有載客量高、輸送能力達、速度快、安全性好、準點率高、舒適方便和能源消耗低等優點,在我國的未來規劃中,高鐵處于重要的戰略地位,將要發揮更加重要的作用。
高鐵的建設是一項十分復雜的過程,尤其是當高鐵線路穿過城市中心時,會涉及到許多城市公共建筑,市政道路就是其中之一,如果不能夠很好的對市政道路進行規劃設計,就會造成公路與高鐵相互干擾,彼此都無法發揮作用,因此對新建道路下穿高鐵橋梁的設計問題受到了行業內外的普遍關注。
1 工程概況
某市大學城是市政府重點規劃建設的園區,是該市推行教育產業發展的重要根據地,位于該市西部,規劃面積達到20平方千米,同時周邊新建多個生活小區,是該市未來的高速成長的規劃新區。在該區的正中央有一條已建成高速鐵路橫穿而過,因此該區域的多條市政道路必須交叉穿過該高速鐵路。
新建道路橫穿高鐵主要方式有上跨和下穿兩種方式,由于高鐵速度快對安全性要求比較高,而上跨這種方式會導致道路對高鐵運行產生安全隱患,因此國家已經嚴格限制了上跨這種修建方式,因此,該區的多條道路將采用下穿的設計方案。
2 合理選擇新建道路下穿高鐵位置
由于高鐵自身的特性,對于路基的穩定要求十分高,因此新建道路下穿高鐵的設計是一項十分嚴峻的工作,首先新建道路下穿高鐵位置的選擇是十分重要的,必須遵守一定的規則,防止出現安全隱患。
首先應該新建道路下穿運營高鐵橋梁時應該盡量選擇從橋墩較高、橋梁大跨徑處下穿,這樣不僅可以保證市政道路和高鐵能夠彼此不受影響,還可以為市政道路的建設提供較大的施工作業空間,從而保證施工的順利進行;其次市政道路應盡量與高鐵線路垂直交叉,從而保證道路與高鐵橋梁的橋墩保持較大的安全距離;最后對地形也要有充分的考慮,盡量選擇地形平緩、路面高低起伏嬌小和地質條件好的地段進行施工。
3 確定道路下穿高速鐵路橋梁設計方案
新建市政道路下穿高速鐵路的設計方案需要考慮到各種影響因素,如地形條件、地質條件等,經過對該區域周圍環境的綜合勘察考量,主要的施工方案有以下兩種。
3.1 “U”形槽下穿高鐵的設計方案
穿越區域工程地質狀況較好,路基填土在2m以下,地基持力層能滿足“U”形槽的地基承載力要求時,首選“U”形槽下穿高速鐵路設計方案。“U”形槽采用鋼筋混凝土結構,分為3到4節,每節15到20m,共長60m。“U”形槽具有以下作用:首先可避免采用一般路基設計時,大型機械平整場地、路基填筑和壓實施工過程中,引起臨近高鐵橋樁產生負摩阻及相應的擾動影響,對高速鐵路橋梁基礎產生不良影響;其次道路建成后,路基自重和過往的車輛荷載直接作用在“U”形槽上,通過“U”形槽傳遞到地基上,可使地基均勻受力;最后“U”形槽內可填筑輕型材料,減小對地基承載力的要求。
3.2 橋梁方式穿越高速鐵路的設計方案
當穿越區域地質狀況差,尤其是地基存在軟弱下臥層,且路基填土較高在2m以上時,應選用橋梁方式穿越高速鐵路的設計方案。由于高速鐵路對橋梁墩臺基礎工后沉降值要求較高,墩臺均勻沉降不大于20mm,相鄰墩臺沉降差不大于5mm。在這種情況下,首選橋梁方式穿越高速鐵路的設計方案。橋梁可一跨穿越,跨徑應不小于30m,上部結構可采用預應力T梁或小箱梁,下部結構采用樁柱式橋臺。橋梁具有以下作用:首先能確保下穿工程在建設期間不影響既有鐵路的安全;其次建成后結構自重和車輛荷載均通過新建橋梁樁基作用在遠離既有高鐵橋梁樁基的位置,因此對高鐵橋梁產生的影響均較小。
4 市政道路下穿高鐵具體設計方案
根據“U”形槽和橋梁方式的對比,結合著該市市政道路建設的周圍實際情況,決定采用橋梁方式穿越高速鐵路的設計方案。
4.1該區域工程概括
東環快速路是該市直達隔壁市區機場的快速通道,也是兩條高速公路的連接線。道路全長27.75km,設計速度80km/h,道路規劃紅線70m,雙向六車道,按城市快速路標準設計。穿越處高鐵大橋上部結構為跨度32m的簡支箱梁,橋下凈高10.5m,各墩之間的凈寬均為29.0m。大橋下部為矩形空心橋墩,每墩均設有8根直徑1.25m樁基礎。
4.2 橋梁方式穿越高速鐵路的設計方案
東環快速路在K11+140處以分幅方式穿越高鐵大橋的62#~63#及63#64#孔,兩線交角90度。由于穿越區域工程地質條件差,地基有5.5m淤泥質土軟弱層,經運用有限元軟件Madi、進行模擬分析,若采用“U”形槽對高鐵大橋63#墩樁基產生附加沉降R6mm,對高鐵運行安全影響較大,所以采用橋梁分幅穿越高鐵大橋。新建橋樁基距離高鐵橋墩樁基最近距離為16.95m,根據穿越區的地質資料,運用有限元軟件Madi、對這種穿越方案進行模擬分析,采用1X40m橋梁穿越高鐵橋梁,產生的附加沉降及樁軸力均滿足設計要求,能確保既有大橋的安全。
梁橋采用1X40m分左、右幅穿越高鐵大橋,單幅橋寬為16.5m,橋梁距地而高3m,距大橋梁底高7.5m。橋梁上部結構采用小箱梁,下部結構采用樁柱式臺,樁長26.5m,橋梁靠近大燕河特大橋63#墩側設置一道SS級防撞護欄,靠近62#墩及64#墩側人行道上設置欄桿。橋而鋪裝與道路一致采用瀝青混凝土。
4.3 橋梁施工措施
橋梁施工過程中,首先要保證高鐵橋梁墩的安全,因此在進行市政道路橋梁樁基施工過程中,一定要事先在高鐵四周采取有效的保護措施,防止橋墩受到損害,然后才可以使用回旋鉆機進行施工。同時市政道路橋梁的主梁架設時,要考慮到高鐵橋墩和主梁的安全,盡量避免發生碰撞、摩擦。最后整個工程的施工過程必須在相關部門的檢測和監管之下進行,同時一定要制定有效的應急方案,當出現問題時能夠第一時間解決。
結束語
市政道路和高速鐵路都是我國目前大力發展的基礎設施,對人們的工作生活和國家的經濟發展起著重要作用,因此在市政道路和高速鐵路需要交叉建造和運行時,一定要按照國家的相關規范,科學合理的進行規劃設計,避免出現相互干擾的情況,為我國交通業的發展做出貢獻。
參考文獻
[1]尚順邦,陳豐蘭.中國高速鐵路橋梁建設的發展[J].價值工程,2013(19).
篇3
關鍵詞:鐵路橋梁;材料;工程技術;發展趨勢
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.104
1 鐵路橋梁材料的發展
材料在鐵路橋梁的建設上起到了至關重要的作用,材料的發展意味著鐵路橋梁的發展,新材料的應用為鐵路橋梁的發展指明了方向,一旦新材料的發展存在滯后,那新型橋梁的建設就如同涸澤之魚,失去維系的依據。就目前來看,仍有部分具備巧妙構思的橋梁設計因沒有與之匹配的材料而無法投入實際生產的案例,足以看出新型材料在鐵路橋梁建設中的重要地位。鐵路橋梁構建過程中有兩樣重要材料,為鋼材和混凝土。這兩種材料具有質量輕、性能高、功能全的發展前景。筆者將對鐵路橋梁應用材料發展進行闡述。
1.1 鋼材材料發展
現在跨度較大的橋型多為鋼橋類型,鋼橋如此盛行因為它自身優勢就受到很多工程師的青睞,包括它的防腐性、可焊性、高強度高韌性和抗疲勞力等性能。如何在原性能的前提下提高鋼橋的強度一直是世界各國橋梁設計建造者關注的話題,不僅提高鋼橋的強度,還要提高鋼橋的韌性、抗疲勞里等其他性能,這凸顯出人類對材料的極致的追求。德國在三十年代就開始生產ST52-3鋼(德標低合金鋼),ST52-3鋼中以錳鋼為主材料,再配以硅材料,強度能達到620MPA,隨后英國在60年代生產出550~640MPA的低碳合金鋼應用于鐵路橋梁建設中,之后美國、蘇聯、日本等國在鐵路橋梁建設中也使用了強度較高鋼材料。我國在焊接與應用材料上與美國日本就有一定差距,所以我國應聯合冶金部門根據鐵路橋梁的需求研制出實用性鋼材,達到能與國際接軌的程度。
1.2 高強度鋼筋、鋼絲與鋼絞線
高強度的鋼筋因為具有降低修建費用、提高拼接功能、增強橋垮能力等優勢被許多國家推崇,尤其是精軋螺紋形狀的鋼筋,因為這種鋼筋上有不對稱的螺紋,可根據需求任意切割,再用套筒的螺母連接,這種可自由搭配長短可控的鋼筋已被很多國家應用。
英國最早研究的低松弛的鋼絲和鋼絞線被很多國家認可并應用,究其原因首先他在通過穩定處理后松弛率較普通的鋼絲和鋼絞線低2/5~1/5,達到節約成本的目的;其次處理后鋼絲和鋼絞線具備更好的屈服強度和韌性;最后他的耐熱性也會相應提高。這些特征在鐵路橋梁的運用中是至關重要的,所以也廣泛應用各個國家。
1.3 混凝土
應用在鐵路橋梁的混凝土一般分為兩類,一類是高強度混凝土,另一類是輕質混凝土。高強混凝土我國規定要高于C60級別強度,但在美國高于41MP的就可定義為高強度混凝土,它實用又牢靠以及抗擊性大抗壓強度高等特點使其在長期應用在鐵路橋梁建設上。
輕質混凝土的材料為輕質的骨料,這種材料沒有被廣泛使用主要因為他在使用中存在一定缺陷,比如在小跨徑的鐵路橋梁中運用可以減輕自重達到抗震效果,但在大跨徑的鐵路橋梁就不能達到效果,所以它的運用有局限性。
1.4 其他復合材料
碳纖維強化復合材料具備質量輕和強度大的特質,而且熱膨脹系數低、耐腐蝕抗疲勞等。這些優點都讓其備受關注,盡管許多國家研究的火熱,但鑒于其投入成本高,沒有被廣泛應用。
2 橋梁基礎技術發展
(1)橋式時展。我國鐵路橋梁發展分為以下幾個時期:第一段時期:十九世紀中期到末期,鐵路橋梁的修建階段,材料多以熟鋼為主,而且很少涉及深水基礎;第二段時期:二十世紀初期到末期,鋼橋的發展突飛猛進,鋼筋混凝土材料的橋也慢慢崛起,這個時期橋型多以拱橋為主,此時已開始用沉箱和沉井做深水基礎;第三段時期:二十世紀中期到今天,我國一直發展預應力鋼筋混凝土橋,并同時開始涉獵新的橋型。
(2)橋梁種類。橋梁種類分為懸索橋、斜拉橋、拱橋等。懸索橋有一個突出的特點就是其的跨力大,它的跨徑范圍為1000~4000m左右,雖然這種類型的橋在我國應用不是很多,但未來也是會有很多發展前景的。斜拉橋雖然沒有懸索橋跨徑那么大,但是它造價低和鋼度大的特點為其贏得很多國家的青睞,相比懸索橋的高造價斜拉橋顯得更加實用并適用。拱橋也具備跨度大的特點,它的歷史相比前兩個更加悠久,我國有許多著名的石拱橋,例如小學課本中的趙州橋,不禁感嘆古人的聰明才智,拱橋在五十年代左右是最興盛的時期,但由于其他更適合時展的橋型的出現,它逐漸淡出人們視線,就拱橋修建技術而言美國、德國及日本仍是技術水平較為先進的國家。
3 施工技術發展
(1)橋垮結構的架設。鐵路橋梁上部結構的架設修建方法在國內外已經具備成熟技術水平,種類繁多。盡管架設方法上不同但是在施工技術上都很類似。比如安裝預制前方法會應用在跨度大的鋼橋上,預制拼接架設就地支架和平衡懸臂的方法會應用在混凝土橋上,我國在混凝土鐵路橋梁建設中應用后者居多。(2)基礎結構施工。由上述內容我們可知,我國進入九十年代,已經具備先進的技術水平,尤其在鐵路橋梁建設中的深水基礎已與日本漸漸縮小差距,在基礎結構施工中能利用全自動技術進行裝渣、排渣,而且配備精準的檢測系統來完善整個流程,充分利用先進的技術可以使鐵路橋梁建設中深水基礎的施工達到自動機械化水平。
4 結語
雖然我國的鐵路橋梁工程技術發展水平已經達到世界相關水平的中上層,但仍有某些方面落后于其他國家,我們要善于學習,無論是應用材料上還是施工技術上,畢竟在鐵路橋梁工程上,材料是基礎,技術是脊梁,通過研發更加完善的材料和高水平的施工技術才會使鐵路橋梁工程蓬勃發展,才能讓我國鐵路橋梁更加安全,建設效率更高。相信通過我們各方面的不懈努力,進入世界先進水平隊伍并引領鐵路橋梁的建設并不是夢。
參考文獻:
[1]高宗余,方秦漢,衛軍.中國鐵路橋梁技術發展與展望[J].鐵道工程學報,2007(01).
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關鍵詞:鐵路橋梁施工;施工項目管理;問題;對策
中圖分類號:X731 文獻標識碼: A
引言
隨著經濟的快速發展,路橋設施在交通運輸中起著非常重要的作用,直接關系到國家經濟的發展,對人們的生產生活有著重要的影響。針對路橋施工管理中存在的信息傳遞偏差、執行效率低下、團隊之間缺乏必要的相互協作以及生產和管理中存在安全隱患,要將保障施工安全作為前提,對施工現場進行必要的安全檢查,結合施工具體情況,對施工具體過程進行分步驟落實,加強對施工人員進行有效管理。從而保障路橋施工管理安全順利展開,最終促進路橋建設全面發展
一、鐵路橋梁施工存在的主要問題
1、鐵路橋梁施工中的混凝土問題
鐵路橋梁越復雜,功能越多就越離不開混凝土結構的合理運用,混凝土質量就成為衡量和鑒別鐵路橋梁施工隊伍水平與施工質量的根本性參數。當前鐵路橋梁施工中混凝土項目會出現以裂縫為代表的質量通病和施工問題,這些混凝土裂縫會隨著鐵路橋梁施工的持續和鐵路橋梁的適應而逐步擴大,進而產生對鐵路橋梁結構與功能的影響,甚至會產生不可想象的惡性后果,給鐵路橋梁施工和鐵路橋梁應用造成不可估量的損失。產生鐵路橋梁施工中混凝土問題的原因有很多,除了因混凝土本身理化特點之外,鐵路橋梁施工人員的技術素質、操作水平、重視態度,鐵路橋梁施工管理人員的管理重點都可能影響到鐵路橋梁的施工,進而為裂縫的產生和擴大提供客觀上的可能。
2、鐵路橋梁施工的鋼筋腐蝕問題
鋼筋既是鐵路橋梁混凝土結構的骨干,同時也是支撐鐵路橋梁的核心結構,無論在鐵路橋梁的混凝土結構還是鋼結構施工中如果出現腐蝕的隱患和問題,將會嚴重危害鐵路橋梁的功能、壽命與安全。在鐵路橋梁施工過程中原材料的選擇、環境因素惡劣、施工不夠嚴謹是鐵路橋梁鋼筋腐蝕的主要原因。
3、建設人才儲備不足
做好施工技術管理工作的關鍵,便是要有強大的人才儲備。在經濟發展的各個領域,無論是市場份額的競爭,還是技術能力的競爭,人才的發展才是關鍵。而在該領域存在的一個現實問題,便是高素質的建設性人才嚴重不足。調查發現,對于一些已在該領域工作多年的老員工,雖然他們的經驗比較豐富,但是他們的知識都已跟不上時代的發展,很多技術也是需要更新的。相反剛剛入職的技術工人,雖然他們的專業知識比較扎實,但是他們的經驗不足,要熟悉該領域的工作環境并掌握實際應用技術,還得需要很長時間。因此綜合分析,在該領域并非人員不足,而是缺乏高素質的創新型人才,即既具備扎實的專業基礎知識,又具備豐富的實踐經驗。
4、缺乏完善的技術管理機制
當準備工作做得充分了,人才儲備也到位了,那么還缺乏的便是施工技術管理的方法。在我國的路橋建設工作中,所凸顯的問題包括管理方法的不合理、監管機制的不完善等。具體來講,不僅缺乏自上而下的監督管理機制,還欠缺自下而上的監督機制。管理者在進行重大決策時,往往忽略下級工人的意見,但是因為這部分工人對日常工作更為熟悉,因此他們的意見更有借鑒性。再者在企業內部還缺乏一個中間機構,在匯總下級工人反饋的同時,將上級領導的意見進行轉達。最后,政府也沒有盡到應盡的責任,沒有對施工工作進行定期的審核,而且施工手段不夠嚴格,因此導致很多問題沒有得到及時的解決
二、加強鐵路橋梁施工項目管理的策略
質量是鐵路橋梁施工管理的核心部分,要將鐵路橋梁的施工管理轉化為確保鐵路橋梁質量的基礎,質量不過硬的鐵路橋梁施工工程不僅會浪費很多的人力、物力、財力,還會直接威脅人們的生命安全,甚至讓一個國家在基礎設施建設方面失去公信力。在施工管理過程中,保障每一個工作人員的安全問題是至關重要的。每一個鐵路橋梁建設項目的實施都需要有一個時間進度,這就產生了工程的進度管理問題,在規定的時間內建設出符合安全質量標準的鐵路橋梁,是值得每一個工作人員去思考的問題。進度管理必須全面綜合的進行,不能因為任何一個環節而忽視其他環節,鐵路橋梁建設決不允許有顧此失彼的情況
1、保障施工安全
對于路橋工程來說,施工安全是使其得以順利進行的前提和基礎,這是非常必要而嚴謹的工作,必須認真對待。路橋施工管理涉及到的內容十分復雜,難度也較高。路橋工程具有施工線路長、施工作業面大等特點,因此為確保路橋施工的安全順利進行,必須將施工安全工作落到實處。建立和完善安全管理制度,充分運用獎懲機制,調動全體員工的積極性,增強其安全意識和責任感,營造良好的施工氛圍,創建企業文化。嚴格執行安全制度和措施,獎勵安全管理工作中表現突出的部門或個人,起到激勵和示范的作用。對于安全工作中不認真嚴謹地執行規范的部門和人員給予相應的處罰,從而起到警示的作用。采取定時檢查和不定時檢查相結合的方式,對施工現場進行安全檢查,從而及時發現存在的隱患并加以排除。對于涉及到安全生產的設施要重點檢查,以確保路橋施工安全順利進行。
2、保證工程質量
在路橋施工中,質量是首先要考慮的因素,是施工企業生存和發展的根本,而質量保證體系的建立則是確保施工質量的有效途徑。通過建立和完善質量管理體系,對質量管理人員的相關責任和權限加以明確,做到各負其責,避免出現問題后互相推諉。為確保工程質量,根據工程的實際情況制定相應的質量保障措施。確定各部門的工作重心,以及施工項目的關鍵環節,對于重點項目要尤其關注。對于質量問題頻發的施工工序和地段,應提前制定預防措施,以確保施工適量。完善技術管理機制是必要的選擇。不僅要在施工單位內部形成自上而下的管理模式,還要形成自下而上的反饋與監督。下級工人也要將施工單位的事情看做自己的事情,提高集體責任感,將自己對單位的發展建議及時地向上級反應。而且上級管理層次在制定重大策略時,要聽取工人的意見。
3、加強人員管理
人的因素對工程的成敗有著重要的影響。因為路橋工程中的所有具體項目都需要人員去操作和完成。通過一定的組織和相關的管理,工作人員利用機械等各種手段和方法將工程所需材料按照相應要求搭配組合,從而完成工程任務。因此在路橋施工建設中,人員的創造力、紀律性非常重要。
結束語
鐵路橋梁施工的管理是保證鐵路橋梁建設質量與效益的基礎,今后應該從創新的角度出發,將鐵路橋梁建設的理論與實踐相結合,創新鐵路橋梁施工中管理的新機制,這是確保鐵路橋梁建設和社會健康發展的必要前提施工前要全面了解既有線路設備的情況,根據現場實際,制定相應措施,理解設計文件,開好施工預備會,優化施工方案,將施工中的不利因素考慮全面,如此才能掌握施工主動權。
參考文獻
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關鍵詞:鐵路施工;橋梁工程;動態質量控制;預應力混凝土主梁
中圖分類號:U445 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)08-0082-02
1 橋梁工程在鐵路施工中的特點
橋梁工程在長吉城際鐵路吉林站改建施工中起到了非常重要的作用,大多數地段只有架設了橋梁才能實現更短的總里程,并有效提高通行的效果。從橋梁工程的重要性出發,在鐵路施工的過程中,要更加準確地對橋梁工程特點進行分析。
1.1 橋梁的結構
鐵路工程對安全性和穩定性要求較高,所以在進行橋梁結構選擇時,要充分將橋梁的剛度考慮在內。在橋梁剛度的設計上要留有足夠的余量,以確保橋梁的剛度達到使用標準。
從已有橋梁主梁的選擇經驗中不難看出,預應力混凝土主梁具有剛度大、整體結構穩定、抗拉性強和使用期限長等特點,完全符合了鐵路橋梁的要求,所以可以選擇預應力混凝土主梁作為鐵路橋梁的主要結構。
1.2 橋梁的跨度
車輛的行駛會在鐵路的運行中對橋梁造成一定的震動影響,過大的橋梁跨度會影響到鐵路的安全性,并帶給橋梁永久性的損害,所以,應建設跨度較小的鐵路橋梁。
1.3 橋梁的保護措施
現今對鐵路橋梁的使用年限要求增加到100年左右,從這一點考慮,要對橋梁采取一定的保護措施,形成對橋梁的長時間保護。所以,持久且有效的保護措施也是鐵路橋梁的一個主要特點。
1.4 橋梁的橋面布置
為了保障鐵路橋梁的使用需求,對橋梁的橋面布置都進行了相應的優化。這樣就可以用擋碴墻代替護軌,進而便于對線路進行維修和養護。另外,還要設置優質防排水系統和預留檢查車及維修養護的通道。
1.5 橋梁的支座與墩臺設計
支座與墩臺也是鐵路橋梁的關鍵部位,它們的質量關系到橋梁的整體結構是否能夠達到一定的安全和穩定要求。在現有的鐵路橋梁建設中,鐵路橋梁的支座和墩臺部分都得到了一定的優化設計。
1.6 路橋過渡段設計
路橋過渡段是鐵路橋梁建設中的必要設置,要充分考慮到列車在運行時的安全性和穩定性。所以,在路橋過渡段的設計和施工中,要結合對角度和長度已有的成熟經驗進行設計。
2 鐵路施工中橋梁動態質量控制的措施
2.1 橋梁基礎工程動態質量控制的關鍵所在
橋梁的基礎工程對鐵路橋梁工程整體而言至關重要,一個鐵路橋梁的建設如果缺少質量過關的橋梁基礎,會影響到整個橋梁的質量和使用壽命,進而給橋梁的使用造成非常嚴重的安全隱患。因此,工程施工管理人員必須做好對橋梁基礎工程質量的全面控制。
對于樁基礎工程的質量控制要點則主要在于對鉆孔樁成孔質量控制、對鉆孔樁水下混凝土灌注的控制和對承臺施工質量的控制等。在上述幾個質量控制的過程中,管理人員需要采取逐項完成逐項檢查,然后再逐項簽字的辦法,以實現對橋梁動態質量的有效控制。
基礎工程要嚴格根據設計的要求進行開挖,要保證開挖在規定的范圍內,還要把握好開挖的坡度,最后還要處理好基礎的支護工程。在這個過程當中,對開挖質量和基礎支護工程的控制是鐵路橋梁動態質量控制的關鍵所在。可以采取全程監控的方法,以確保工程動態質量達到預設的要求。
2.2 橋梁墩臺工程動態質量控制的關鍵所在
在鐵路橋梁的施工過程中,墩臺影響到橋梁的整體質量。所以管理者需要對墩臺的位置、標高和墩臺的混凝土強度及耐久穩定性進行綜合的考量。在墩臺開始施工以前,要將基頂的浮漿鑿除、沖洗干凈,并將鋼筋進行整修。要在其基頂面測定中線和水平,標出墩臺底面的具置。其中,模板和支架、混凝土和鋼筋工程必須按照相應文件中的規定進行。另外還要嚴格控制支撐墊石的標高。在墩臺工程施工完畢后,還要對全橋進行中線、水平及跨度貫通的測量,要將各墩臺的中心線、梁端線、支座十字線及錨栓孔的位置準確標識出來。最后,還要設置一個永久性的高程觀測點,用其在墩身澆注完成、架梁前和竣工驗交前進行觀測。
2.3 橋梁主梁預制工程動態質量控制的關鍵所在
在鐵路橋梁的施工過程中,要采取場內預制的方法對主梁進行監測。要明確的一點是橋梁的主梁預制工程影響到橋梁的橋面穩定性和平整度,所以,管理人員要加強對主梁各項質量指標的控制。在橋梁主梁預制工程中,還要重點控制溫度,確保溫度保持在標準的范圍之內,以將橋梁主梁整體的強度提高。
2.4 橋位制梁工程動態質量控制的關鍵所在
在鐵路橋梁施工的過程中,在預制主梁外,還要在主梁安裝之后進行橋位制梁工程。
2.4.1 對支架法現澆橋梁的動態質量控制。支架法現澆橋梁施工的關鍵在于對橋梁強度、剛度和穩定性的控制,需要確保這幾項質量的達標。
2.4.2 對預應力工程的動態質量控制。預應力工程是保障橋梁整體強度的關鍵所在,在控制橋位制梁工程的質量時,要確保預應力工程達到預定的質量標準。
2.5 高性能混凝土工程動態質量控制的關鍵所在
考慮到長吉城際鐵路吉林站改建中橋梁的重要性以及對安全性和穩定性的要求,為了提高其使用的壽命,需要在工程施工的過程中,將混凝土作為一項單獨的工程來進行認真的對待。
3 結語
在現代的鐵路施工中,橋梁工程的比重和重要性越來越大,橋梁的動態質量影響到整個鐵路工程的質量。所以,工作人員要對鐵路施工中的橋梁建設進行全面的質量監控,采取相應措施,以確保達到相應的質量要求。
參考文獻
[1]張勝偉,宋振柏,顧葉.GPS橋梁施工平面控制網的設計與實踐[J].山東理工大學學報(自然科學版),2011,(6).
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關鍵詞:鐵路橋梁;工程技術;發展趨勢
一 、材料的應用技術發展
從鐵路橋梁的逐步發展來看,材料的應用對它有著重要的作用,新式材料的應用引導了鐵路橋梁的發展。如果材料的發展止步不前,就沒有新型橋型的更進。但是在目前看來,還有一部分已經有了構思和思路的大跨橋梁設計,因為沒有找到合適的材料而遲遲不能實現。所以可以看出,新型材料確實是鐵路橋梁建設的基礎所在。鋼材、混凝土是鐵路橋梁建設中的兩種重要材料,目前此類材料具有高性能、質量輕、功能全的發展前景,下文將闡述鐵路橋梁建設中應用材料的發展。
1.1鋼材材料
從目前來看,各種跨度大的橋型都是鋼橋類型,之所以會有這種現象是得利于鋼材料的優質發展。因鋼材橋發的高性能性質,橋梁鋼材料的強度提高問題在世界上都是受矚目的。對于橋梁的建造上,鋼材料不僅要注重高強度,有愛有其韌性、防腐性、抗疲勞力和可焊性等質量性能。得過早在30年代就開始生產St52鋼,它以錳鋼為首要,其次加硅,使之強度可以達到620Mpa。接著是英國于60年代采用了強度可達550~640Mpa的低碳合金鋼與鐵路橋梁的建設中。美國、日本、蘇聯等這些國家是在鐵路橋梁建設技術中使用的鋼材料強度較高的國家。我國在修建南京長江大跨橋的時候,第一次使用16Mnq的低合金鋼。因橋梁逐漸加大跨度的延伸來考慮九江大橋的跨度需要,屈服點、極限強度都在一定程度上提高。在1991年建立的耐候鋼橋上采用的是NH-359的耐候鋼,為養護費的支出節約了很大一部分。所以在我國應用到焊接中的橋梁鋼只有兩種,15Mnp與16MnVNq,
與美國和日本相比,我國在水平上面依然有著一定的差距所以今后要聯合冶金部門對鐵路橋梁的建設進行深入研究,研制出更有實用性的橋梁建設鋼材,特別是不同尺寸和性能的鋼材料。
1.2高強度鋼筋
根據調查現實,混凝土橋上若是采用了高強度鋼筋,可大程度上提高拼接的功能,還可以使大橋的橋垮能力提高的同時,降低修建結構中大半的費用,所以有了這個優點,很多國家都在極力推崇和研究這種預應力強的大直徑高強鋼金。因為高強鋼筋不適合對焊的縱向連接,所以精軋螺紋形狀的鋼筋也被多國家所青睞,都在進一步研究發展。這種鋼筋上含有不對稱的螺紋,可以任意長度的切割,切斷之后可以使用套筒的螺母用來連接,還可以提高與混凝土之間的粘結力。此種鋼筋已經被很多國家廣泛應用。
1.3高強度的鋼絲與鋼絞線
目前國外一直流行著低松弛的鋼絲和鋼絞線,這些最早是英國研究成功的,是一種經過了穩定處理過的鋼材。這些鋼絲和鋼絞線在經過處理之后與普通的相比會有3/5-4/5的松弛率,所以相對會節約部分鋼材。而且鋼絲和鋼絞線在經過處理之后,它們的屈服強度、鋼的韌性、耐熱性也會有一定的提高。這些高強度的鋼絲與鋼絞線已經在多數國家廣泛采用,我國也在采用之中。
1.4高強度混凝土
高強度混凝土,顧名思義是比普通的混凝土強度高的一種,國家對其標準并沒有確定的要求,在我國高于C60級強度的混凝土便標為高強度的混凝土,而美國把大于41Mp的就可以作其定義。蘇聯對其定義為48Mp以上的就可以稱做是高強度混凝土。高強度混凝土有很多有點,即實用又牢靠,有抗壓強度高和抗擊性大,持久性強的特點。
1.5輕質混凝土
輕質混凝土在很多國家的鐵路橋梁建和中都被采用過,它是以輕質的骨料制成的混凝土。輕質混凝土雖然也被投入使用,但并不非常普遍、廣泛,因為輕質混凝土在使用中還存在著一些缺點。很多人認為為了抗震選擇輕質混凝土也會對小跨徑的鐵路橋梁自重的減輕達到好的效果。可是如果在大跨徑的鐵路橋梁上便不適用這種材料,它不能達到理想的效果。
1.6碳纖維的強化復合材料
在構建中應用到碳纖維強化復合材料,它具有剛度大和重量輕的特質,并且熱膨脹系數較低、抗疲勞以及抗腐蝕的優點。以上這些有點都為它的采用性創造了很大的可行性質。目前很多國家對其的研究也很火熱,但因為它成本較高,所以并未被廣泛應用。
二、橋式基礎技術發展
2.1各國橋型時展
我國在鐵路橋梁建設材料的研究技術方面不斷發展、創新。不一樣結構的和不一樣體系的橋梁便在跨徑與長度之間不斷增加,而且鐵路橋梁大跨橋一般都位于水位較深、水流較急的惡劣環境中,地區的地質都較為復雜,這也就造成水中的基礎增大、增多。從我國鐵路橋梁發展可以分為以下幾個時期:
一期:在19世紀的中期到末期是鐵路橋梁的修建階段,這時期多以熟鐵作為主要材料,橋式幾乎是桁梁橋、拱橋兩種,只有少數的是平爐鋼橋,深水中的基礎并不多。
二期:在20世紀的初期一直到末期,鋼橋是這個時期的主流橋型,鋼筋混凝土橋也是在這個時期開始發展。此時期內鋼橋多數是拱和桁梁,拱橋多數是由鋼筋混凝土為材料,用沉箱和沉井作為深水基礎。
三期:從20世紀的中期到今天為止一直發展預應力鋼筋混凝土橋,同時也開始推崇新型鋼橋。拱形橋、箱型橋以及桁梁橋是這個時期鋼橋的種類。
2.2懸索橋
懸索橋是跨力最為突出的橋型,它是唯一一種可以跨越跨徑大于1000m的鐵路橋梁類型。根據研究來看,它甚至最大限度跨徑可以大到4000m左右。現有的鐵路懸索橋并不是很多,但相信在日后此種懸索橋還會不斷被修建,并且跟隨橋梁跨度技術的研究和發展來看,強應力鋼筋混凝土材料的懸索橋的出現也指日可待。
2.3斜拉橋
斜拉橋是僅次于懸索橋跨度的橋型,它有造價低、剛度大的特點,并且用鋼料少,從以上這些優點來看,它比懸索橋更具有實用價值。
2.4拱橋
拱橋也是一種跨度較大的橋型,它的歷史比較久遠,它的發展自1916年美國起,在本世紀的50年代左右是最興盛的時期。在這之后,由于其他性能更高的橋型越來越多,拱橋的應用便開始減少,目前美國、德國以及日本仍舊是拱橋修建技術水平處于先進階段的國家。
三 、施工技術的發展
3.1架設橋跨結構
國內、外對于鐵路橋梁上部的結構架設的修建方法有很成熟技術水平,但是種類較多。可是不論是哪一種橋型,它們之間的架設施工技術都很類似。大跨度鋼橋在進行架設的時候,會采用安裝預制前方法,混凝土橋運用了預制拼接架設就地支架和平衡懸臂的方法,在國內的混凝土鐵路橋梁建設中此種方法運用的較多。
3.2 基礎結構施工
從上述內容可知,才我國進90年代之后,鐵路橋梁建設中深水基礎的先進技術水平與日本的差距并不是很大,在施工中利用全自動的裝渣、排渣還有挖掘機等,運用具有現代化水平的檢測系統。在充分利用這些之后就會使鐵路橋梁得深水基礎施工達到一定程度上的自動機械化水平。
結束語:綜上所述,我國的鐵路橋梁技術水平已經在世界上達到偏中上等的水平,還有很多不足的基礎反面落后于先進水平的國家。相信在經過我們各方面不懈努力的堅持下,我國的鐵路橋梁技術工程水平會步入世界先進水平隊伍之中。
參考文獻:
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【關鍵詞】鐵路橋梁;預應力混凝土;施工技術;應用
在現代鐵路橋梁建設中,應用預應力混凝土施工技術主要是通過張拉鋼筋,使得橋梁的鋼筋混凝土結構在承受外界荷載前,受拉區域內的混凝土預先承受一定的壓應力,從而在提升鐵路橋梁結構整體性能的基礎上,有效控制早期裂縫現象的發生。目前,國內在鐵路橋梁建設中,預應力混凝土施工技術的應用日趨廣泛,并且形成了較為系統的施工技術體系,在今后的應用中,仍需進一步加強研究,從而全面提升鐵路橋梁的施工技術水準。
1 預應力混凝土在鐵路橋梁中應用的優勢
在鐵路橋梁工程項目建設中,應用預應力混凝土施工技術的優勢主要表現在以下幾個方面:1)節約材料,通過進行鐵路橋梁的混凝土結構抗拉破壞實驗表明:普通混凝土構件的抗拉極限應變值通常僅為0.1-0.5mm,當其達到較大的拉力時,受拉鋼筋的應力一般為20-30MPa,開裂時鋼筋應力也只有150-250MPa,而Ⅰ級鋼筋強度約為253/370MPa,Ⅱ級鋼筋的強度約為335/510MPa,上述實驗數據表明,當鐵路橋梁的混凝土構件已經產生受力破環時,鋼筋的抗拉作用并沒有完全發揮出來,進而造成鋼材的浪費。鐵路橋梁施工過程中,如果對構件施加相應的壓力應力,不但提高了混凝土的抗拉能力,而且增強了預應力鋼材的強度,所以,在同樣荷載條件下,可節約大量的鋼材;2)提升鐵路橋梁構件的抗剪能力,通常長期鐵路橋梁工程實踐,筆者發現:錨栓的作用一般需要由縱向的預應力鋼筋發揮,所以,橋梁構建的斜裂縫的出現與發展受阻,同時橋梁中曲線鋼筋的合力也是豎向分布的,從而有效抵消橋梁結構承受的剪力;3)控制鐵路橋梁結構的撓度,提高耐久性能。由于受到預應力作用的影響,構件上產生的反拱往往與荷載作用在構件上所造成的撓曲變形相反,與普通混凝土構件相比,疊加后的總撓度較小,甚至可為零。因此,構件的裂縫可以得到有效控制,結構的耐久性得到顯著提高;4)有效提高橋梁受壓構件的穩定性,如果橋梁受壓構件呈現細長狀態時,當承擔較大的外界壓力后,將導致橋梁結構容易出現壓彎的現象。而在鐵路橋梁鋼筋混凝土施工中合理施加預應力,促使縱向受力鋼筋緊拉,不但提升了鋼筋自身的抗彎性,而且提高了橋梁結構的整體抵抗壓彎能力。
2 預應力混凝土鐵路橋梁施工技術
在預應力混凝土鐵路橋梁施工中,其基本施工流程為:鋼絞線、錨具檢驗合格――預應力梁底模安裝――非預應力鋼筋安裝――波紋管定位支架的焊接――波紋管、排氣管安裝――錨墊板、螺旋筋安裝――隱蔽工程驗收――混凝土澆筑與養護――鋼絞線的下料與編束――穿束預應力鋼絞線――模板拆除――張拉設備、配套儀表校驗――錨板、夾片、千斤頂安裝――預應力筋張拉、錨固――預應力孔道內壓漿――切除多余的鋼絞線――錨具孔封堵。在鐵路橋梁預應力混凝土施工中,施工流程較為復雜,特別要注意施工細節的技術處理,否則將難以保證工程項目的整體施工質量。筆者僅選取鐵路橋梁鋼筋混凝土施工中的關鍵技術環節進行介紹,具體為以下幾個方面:
2.1 材料的選用
在鐵路橋梁預應力混凝土施工中,各種材料的選用是否合理,將直接關系到施工作業的進度、質量、安全與成本等管理要素。在施工中選用的預應力材料,如鋼筋、水泥等必須具備產品合格證書和質檢報告,在材料入場前要對鋼筋的剛度、強度、嚴密性等進行嚴格的檢驗。在施工應用的混凝土材料必須滿足以下要求:1)稠度:在25℃下,攪和后的混凝土稠度<30s,管道出口處的混凝土稠度>10s;2)水灰比:混凝土的水灰比必須嚴格控制。以滿足可灌性的要求,通常情況下水灰比要在0.3左右;3)泌水性:經過3-4次的連續測量,攪拌后的混凝體應小于初始泥漿體積的2-3%,拌和后24h內,水泥漿的泌水必須被完全吸收。
2.2 預應力張拉前的準備
在鐵路橋梁施工中,預應力張拉前必須對構件進行全面的檢驗,尤其是其外觀尺寸必須符合相關質量標準,在預應力張拉時,混凝土構件的強度要符合設計中的相關要求,如果設計方案中無具體要求時,則要在設計強度等級值的75%以上。當進行塊體拼裝構件豎縫的處理時,所使用的砂漿強度必須在15Mpa以上。在預應力張拉前,對于預留孔道必須使用通孔器、壓氣或壓水等方法進行密封性檢查。在施工準備階段,還應對端部預埋的鐵板、錨具、墊板接觸部位的毛刺、混凝土殘渣、焊渣等進行徹底清除。在鋼筋穿束前,使用水泥袋紙在螺絲端桿的絲扣部分進行嚴密的包裹,并且使用新鐵絲扎牢,鋼絞線束、鋼絲束、鋼筋束等在穿束前應按照順序進行編號,并且將其中一端找齊平。
2.3 混凝土澆筑和振搗
在鐵路橋梁預應力混凝土施工中,混凝土的澆筑是重要的施工技術環節,在施工前與澆筑過程中,現場技術管理人員必須對混凝土的坍落度、泌水率、入模溫度、含氣量等拌和物的綜合性能進行檢驗。在現場混凝土澆筑前,應取一定劑量的混凝土制作試件,按照規范要求進行標準養護與條件養護,混凝土試件必須達到56d的抗壓強度。由于混凝土澆筑部位的不同,以及構件的規格、形狀不同,采取的澆筑工藝也有所區別。
在鐵路橋梁的混凝土澆筑過程中,施工人員應隨時進行振搗,以保證混凝土澆筑的均勻密實。目前,在國內鐵路橋梁的預應力混凝土施工中,常用的混凝土振搗方式為:垂直點振法或聯合振搗法。混凝土振搗效果達到技術標準的標志為:混凝土液化泛漿后,其表面未出現下沉或氣泡涌出等現象。在混凝土構件高度與厚度較大時,為保證混凝土能夠振搗密實,通常采用分層澆筑與振搗法。分層澆筑混凝土的厚度與其稠度、振搗方式有著密切的聯系。通常情況下,如用采用插入式振搗器進行振搗,每層澆筑的厚度應為振搗器作用部分長度的1倍左右。如果采取平板振搗器進行振搗,每層澆筑的厚度應小于20cm。在進行薄腹箱梁、梁肋、T型梁的振搗時,應使用側向著式振搗器,每層澆筑的厚度應控制在30-40cm。
2.4 混凝土的養護與拆模
在鐵路橋梁預應力混凝土施工中,完成混凝土的澆筑與振搗后,應及時對暴露表面的混凝土進行養護處理,常用的方法為:覆蓋塑料薄膜、無紡布、草簾等,以減少混凝土與空氣接觸的時間,防止混凝土表面出現嚴重的水分蒸發現象,在混凝土拆模時間的確定時,應綜合考慮混凝土的強度是否達到設計標準,以及表面混凝土與結構芯部混凝土之間的溫差,溫差在20℃以下,方可進行拆模操作。
3 結束語
總之,在鐵路橋梁工程建設中,預應力混凝土施工技術的應用日趨廣泛,為了保證橋梁結構達到預期的強度、剛度與硬度要求,必須注重施工技術應用中的細節問題,并且強化施工技術的管理,進而才能達到預期的工程項目建設目標。
參考文獻:
[1]雷運華,沈濤.后張法孔道壓漿工藝的介紹[J].世界橋梁,2003,(04).
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關鍵詞:鐵路橋梁 施工 研究
中圖分類號:K928文獻標識碼: A 文章編號:
前言
為了保證鐵路行車的安全與舒適, 其各項技術標準要求很高, 由于線路高度的限制及要求全線封閉等原因, 高架、橋梁在各類工程結構中所占的比例較大, 因此, 在高速鐵路的修建中, 如何將高架、橋梁快速、優質的建成是非常關鍵的。
一、高速鐵路橋梁的特點
由于高速鐵路的技術標準要求高, 行車速度快, 站間距離長, 更要與周圍環境協調, 盡量減小噪聲污染, 所以對其橋梁的要求與普通鐵路是不能相同的。高速鐵路的橋梁一般有以下特點:
1、混凝土橋梁多
由于高速鐵路不允許設平交道、路基高度有限制和盡量減少用地等原因, 所以在一般情況下其橋梁總延長的長度在線路總長中所占的比例要比普通鐵路大。高速鐵路的橋梁需要有高度的抗撓、抗扭剛度、足夠的穩定性和耐久性,其噪聲要小, 現在世界各國高速鐵路橋梁大多已不用明橋面鋼梁, 而采用混凝土橋梁, 而且鋼橋的橋型用得越來越少。
2、設計標準高,橋梁縱向剛度
為了滿足高速行車的安全、舒適要求, 高速鐵路橋梁的設計標準(如允許撓度、沖擊系數、噪聲、車輛與橋梁震動等) 要比普通鐵路高, 相應橋梁的施工質量與精度要求也應得到保證, 以保證設計高標準的實現。高速鐵路采用的是跨區間無縫鋼軌,因此對橋梁的縱向位移要求很嚴。即高速鐵路橋梁必須有足夠的縱向剛度,在使用荷載作用下不產生過大的縱向位移。
3、養護時間短而少
高速鐵路無論是客運專線還是客貨共線, 運輸量均很大, 行車密度也較大, 故養護維修線路時間相應減少, 因此,高速鐵路橋梁必須盡量減少其養護維修時間這除了在設計上給予保證外, 施工也應盡量減少質量隱患和事故, 提高橋梁結構的質量。
4、改善結構的耐久性,便于檢查和維修
高速鐵路是極其重要的交通運輸設施,橋梁結構物應盡量做到少維修或免維修,因此,設計時需要將改善結構物的耐久性作為設計原則,統一考慮合理的結構布局和構造細節,并在施工中加以嚴格控制,保證質量。高速鐵路橋梁的主要特點決定了施工單位在施工過程中必須嚴格控制混凝土原材料質量,加強混凝土施工過程控制,提高橋梁結構混凝土的耐久性,才能最大限度地延長橋梁的使用壽命。
二、高速鐵路橋的施工
高速鐵路工程是高新技術的系統工程, 如大功率高速度運行的機車車輛、高技術標準的線路與之成龍配套的信號與自動控制、運營管理等。橋梁是高速鐵路工程的主要建筑之一, 是建成高速鐵路的重要環節, 為了保證高速鐵路安全舒適運行, 搞好高速鐵路橋梁的施工是非常必要的。
高速鐵路橋梁的墩臺施工基本與普通鐵路橋相同,下面要介紹的是占比重最大的混凝土橋梁上部結構的施工技術, 但不包括斜拉橋、懸索橋、拱橋等特殊的結構形式。
1、高速鐵路橋梁的制做
混凝土橋梁上部結構的制做, 除了因地制宜選擇適當的制做工藝和方法確保結構的外形及其尺寸符合設計要求外, 更重要的是如何保證混凝土的質量, 以及為了保證達到高的技術標準需要開發的新工藝, 如高強度混凝土、高強度鋼材、大墩位預應力張拉設備等。為了適應我國200km/h 以上高速鐵路橋梁的施工需要, 應對以下混凝土、鋼材等建筑材料和施工工藝進行研究:
(1)、高性能混凝土
高性能混凝土是國外近年來開發的一種新型建筑材料, 這種混凝土是在硅粉和高性能超級增塑劑的基礎上發展起來的。耐久性要求其結構非常密實, 這樣就可以增加抵抗化學物質侵蝕的能力, 使耐久性得以大大提高。高性能混凝土在16 小時的強度要達到20 M Pa , 這樣便可以較早地施加預應力, 縮短脫模時間, 加快橋梁及上部結構施工。另外, 施加較高的預應力還可減小保護層的厚度與預應力鋼筋的間距, 能避免于裂。抗磨性要達到高密實度和高強度, 來增加混凝土的抗磨性。
(2)、高強度混凝土
由于立交和凈空要求等原因, 大跨度橋梁的設計與運用已不可避免, 與此同時, 必然要求提高混凝土的容許應力, 降低梁的高度, 減輕梁的自重。為此, 必須提高混凝土的等級, 使用高強度混凝土。現場制備高強度混凝土時, 必須注意以下事項:
a、嚴格挑選骨料;
b、選定配合比須經多次試驗, 在試驗過程中對添加劑的選擇、添加量、添加時間、砂石比等均需嚴格掌握;
c、由于其坍落度的降低比普通混凝土要大, 故必須掌握坍落度的時效變化;
d、材料產生分離的可能性大, 故須對粗骨料的最大粒徑加以限制, 砂石比可以大些。在采用高強度混凝土時, 還要注意到其抗壓強度增大而彈性模量并未增大這一特點, 特別是用于受彎構件時, 對截面形式的選擇應充分研記, 從平衡混凝土強度方面考慮必須以采用高強度鋼材為前提。
(3)、流動性混凝土
流動性混凝土的特點是: 坍落度隨時間的變化而不斷變化; 表面泛漿后與底層混凝土的流動性相同或稍大些, 但比同一坍落度的普通混凝土小; 凝固后形狀不變; 表層與下層的強度、彈性模量基本相同; 表層和下層的收縮基本相同, 但比一般稀混凝土小10 % ~ 15 % ; 徐變與同一坍落度的普通混凝土相同。
使用流動性混凝土的關鍵是: 需經反復試驗確定流動化劑的最佳用量和最佳添加時間;正確掌握坍落度的時效變化; 正確掌握和判斷流動性混凝土工作性能的持續時間; 注意使用和操作技術。
(4)、輕質混凝土
輕質混凝土一般用得不多, 只在地基承載能力較低處使用, 目的是減輕結構自重。使用輕質混凝土時應注意以下問題:
a、輕質混凝土的物理力學性能比普通混凝土差, 抗剪強度僅為普通混凝土的60 % ~80 % , 粘著強度為普通混凝土的70 %, 彈性模量比等強度普通混凝土低;
b、抗凍耐久性比普通混凝土差;
c、徐變系數比普通混凝土小, 但變形大。另外, 還要正確掌握骨料的吸水率和震搗方法, 了解混凝土輸送泵的輸送能力與坍落度的關系。
(5)、高強鋼材為了提高預應力混凝土的設計等級, 減小、結構尺寸, 預應力鋼材也應與之相應均衡。近十年來我國的預應力橋梁發展較快, 這與預應力鋼材的快速發展是分不開的。近年來我國為預應力混凝土達到國際標準而生產的高強度、低松弛鋼絲和鋼絞線, 已用于國內的重大橋梁, 使得橋梁跨度得以增大。
與高強度、低松弛鋼絲、鋼絞線發展的同時, 大噸位張拉設備在我國也有較大的發展, 為我國高速鐵路橋梁的設計與施工創造了條件。
2、高速鐵路橋梁架設
多年來, 橋梁架設技術一直是影響橋梁設計跨度加大的關鍵。根據目前國內外架梁技術及其使用狀況,可供高速鐵路橋梁施工選用的架梁方法有以下幾種:
(1) 、頂推施工法
目前, 頂推已由單點發展到多點, 鐵路橋的最大頂推跨度已超過40 m, 且由頂推等高度梁發展到頂推變高度梁。實踐證明, 頂推法對于中等跨度的橋梁來說是一種可靠的施工方法。
(2) 、懸臂施工法
懸臂施工法分為懸臂灌筑法和懸臂拼裝法。此法可用于除簡支梁以外的各種結構體系(T構、連續梁、剛構、斜拉橋、拱橋等) , 成為上部結構無支架施工法中一種有效的施工方法。懸臂施工法的關鍵是施工過程中懸臂根部的負彎矩較大, 為了解決這一間題, 可采取諸如在墩頂上搭設豎塔和減輕掛籃重量、改善掛籃結構等措施。
(3) 、轉體施工法
水平轉體施工法的特點是:
a、施工條件好,特別是跨越山谷施工場地困難的地段;
b、節省投資, 如對拱橋能夠最大限度地減少拱架, 大幅度降低工程材料用量;
c、安全可靠, 極大地減少了高空作業, 大部分工作在岸上進行, 從而提高了施工安全度;
d、橋梁施工不影響橋下交通, 故特別適用立交橋的施工;
e、適用范圍廣,國內多用于建造拱橋, 也有個別斜拉橋、T 形剛構、斜腿剛構橋使用此法建造, 而鐵路橋梁的建造尚未用過此。
三、結束語
為了滿足高速鐵路列車設計、施工及運營等各方面的要求,高速鐵路橋梁應具有構造簡潔、設計標準化、便于施工架設和養護維修的特點,另外還應具有足夠的耐久性和良好的動力性能。
參考文獻
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關鍵詞:轉體施工法 鐵路 應用趨勢
中圖分類號:U445 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)06(a)-0058-01
近幾年,隨著我國的經濟不斷地發展,在基礎建設領域中的投資業大量的增加,尤其是在鐵路方面,表現的更為明顯,從而使得我國的高速鐵路事業迅猛的發展。往往新建的鐵路的建設都會與舊鐵路交匯,如果在施工中采用的是常規的方法,為了確保鐵路修建者的安全為主要目的,肯定要把舊鐵路上的車輛停止運行,但是這樣就嚴重影響了交通運輸的正常運行。在這一情況下,因為轉體施工法的優勢就顯現出來。本文分析了轉體施工法不僅能夠在橋梁上得到應用而且在鐵路橋的建設中也能夠很好的使用。
1 橋梁轉體法的簡介
橋梁轉體施工法是受開啟橋的啟發而被開發出來的一種很有發展潛力和使用價值的方法。最早使用這種方法的是50年代末意大利用豎轉法修建一座混泥土拱橋,隨后奧地利和東德又在此基礎上發現平轉法,并且應用它修建T型的鋼構橋和雙塔頂斜拉式橋。據有關資料記載,我國從1977年用轉體施工法首次建成隧寧建設橋之后,陸陸續續采用這種方法建設了四十多座橋梁。當前,我國相關專家已經得出結論,這種方法不僅僅能夠建設橋梁,也可以在鐵路橋梁中得到很到的應用。
橋梁轉體施工的工序為:首先,在岸邊立架預制半跨橋梁上的結構,其次,借助上下轉軸偏心值產生的分力,使兩半跨橋梁上部結構向橋梁中心轉動,并且用繩子控制轉速,最后兩半跨橋就會就為合攏。橋梁轉體施工工藝的工作原理就類似與挖掘機鏟臂可以隨意旋轉一樣,在橋臺或橋墩上分別預制轉動軸心,以轉動軸心為界將橋梁分為上下兩個部分,上部分旋轉,下部分固定墩臺,并且可以跟施工現場的實際情況來決定旋轉角度。
橋梁轉體施工法分為兩種:一種是豎轉法;另外一種是平轉法,豎轉法對地形的要求很高,所以在實際應用方面不怎么廣泛,而平轉法對地形要求不高,在實際應用中,使用平轉法的比較多。據筆者所知,豎轉法在國外的話,只有德國和意大利應用豎轉法各建設了一座混泥土橋;我國豎轉法在1990年倍首次應用,隨后在1991年的時候建設了兩座長達60 m的橋,然后,在四川自貢市修建了團結渠大田口渡槽,修建的時候是先采用豎轉法后用平轉發兩者相結合完美的配合使用而建成的。總而言之,豎轉法的應用相比平轉法來說,應用的著實不廣發。
平轉法中又可細分為無平衡重轉體和有平衡重轉體。而無平衡重轉體又可劃分為無平衡重轉單邊轉體和無平衡雙邊對稱與不對稱轉體。(見圖1)
在施工中需要采用哪種方法是根據橋位所在的地形而定的,并沒有萬能的施工方法,不管哪種方法,轉體的制作和設計師至關重要的,不能出現任何的差錯,平衡穩定在修建橋梁中使用轉體施工法的重中之重。有些橋梁就是依靠平衡重、利用本身的結構和扣鎖來維持聳立不倒的重要原因。隨著我國當前的經濟科技不斷地快速發展,橋梁轉體施工技術橋梁轉體技術也在不斷地發展和完善。
2 轉體施工發在鐵路橋梁施工中的應用前景
轉體施工法技術,在我國的發展是相當快的,而且我國用這種方法建造的橋梁也比較多,但是之前一般都是再用這種方法建造公路橋,到目前為止,我國還沒有用這種方法建造過一座鐵路橋,這難道就是多年以來人們所認為的轉體法不適用修建鐵路橋?筆者認為恰恰與其相反,正好覺得轉體法不僅僅能夠修建路橋,并且還能夠修建鐵路橋,下面是筆者從幾個方面所做的研究與探討。
2.1 轉體施工的優點
橋梁轉體施工法相比傳統的施工方法具有以下幾點優勢:(1)結構合理、力學方面受力也相當明確、力學的性能也比傳統的要好。(2)在施工過程中所需要的工具少,施工過程簡單,安全性能高。(3)可支持快速的加工,在成本投入方面相比較傳統方法要少很多。在相同的條件下轉體施工法相比傳統施工法在經濟效益、社會效益都要優于傳統施工法。(4)轉體施工法在高山、峽谷、水深、急流、新舊鐵路交匯時等環境下施工安全系數比傳統的要高。
2.2 材料的安全儲備方面
1985年8月1日交通部規定了新的規定,而且由改日開始實行,預應力鋼筋混泥土公路橋梁采用極限狀態的設計,這種設計原則荷載效應不利組合的設計值應該是要求要小于或等于結構抗力效應的設計值的。
這種結構抗力效應設計值又是由組成該結構的材料所決定的。在交通部的新公路的規定中所需要的是材料的強度,不管混泥土還是鋼,在規定上都一定要達到98%或者以上,所以在設計的時候應該充分考慮安全的問題,將材料的最大強度除以安全系數所得的值作為設計強度。用這個強度設計的結構往往比別的方法設計的強度結構要好很多很多,也更能發揮其作用,這是因為容許應力法是按彈性勻質體力學方法求結構中的應力,也就是說擋結構上的任何一點應力值都小于材料所容許的應力值才算安全。其實也就是把結構的安全可靠度建立在材料的使用強度上面。
3 結語
橋梁轉體施工法是一種很有發展前景的技術,它不僅僅能夠在公路橋梁的修建上應用,還能在鐵路橋梁修建中使用,并且如果在這一領域使用時,有著極大的公路橋梁修建的經驗,雖然目前國內還沒有把這一技術應用到鐵路橋梁修建中去,但是根據上面的介紹,這種技術是適合我國鐵路橋梁的修建的。估計在不久的將來,轉體法得到改善之后,并且可以應用到我國的鐵路建設中去。
參考文獻
[1] 李拉普.跨越連續箱梁橋平面轉體施工技術[J].鐵道的標準設計,2009,8:55-57.
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第一,要對施工的圖紙了解透徹,對相關技術進行規范,對操作流程進行規劃。了解設計要求的細枝末節和弄清相關技術、資料對工程質量的要求程度。第二,要準確熟悉施工相關文件對施工流程、施工方法、施工進度所作出的要求,準確把握施工任務中最關鍵、最重要的地方。第三,對于施工現場進行提前掌握和控制,不能紙上談兵,要清楚全面的了解整個工程,掌握整個工程的全局,要親自進行各方面的檢查和督導。只有認真了解整個工程的現狀,才能更好的實施工程,更好的實施工作。
2施工中的安全管理措施
對于工程過程中施工難、地形險、結構復雜的橋梁工程,要先進行模擬試驗,保證施工工程在每個階段都能夠順利進行。第建立相應的安全責任制度。首先,要嚴格審核考察相應的安全施工方案,建立安全質量檢查小組,分配好每個小組人員所對應的責任,明確各自的職責,并且制定有關的安全生產計劃。嚴格審查每一個施工方案,對有關人員進行定期的培訓,熟練掌握施工安全的注意事項,保證施工的安全進行。
3使用過程中的安全管理措施
當鐵路橋梁會隨著使用時間的增長發生老化,可能出現工程的損壞。如果不對鐵路橋梁進行適時的維修和加固,則會影響整個橋梁的安全和使用壽命,嚴重的話,鐵路橋梁直接被摧毀,會影響整個鐵路運輸的正常營運。只要在施工階段,橋梁的使用原料和施工技術沒有太大的影響,一般情況下,橋梁的安全隱患是不存在的,但是,如果在橋梁的使用過程中,不知不覺中橋梁損壞是人們很難被發現的,也是容易被忽視的。這種安全隱患只要發生就會造成不可估量的損失,很多鐵路交通事故都是發生在使用中的鐵路橋梁。所以,要加強橋梁使用階段的安全防范措施,加大巡查和養護力度。
4行車安全管理方面采取措施
伴隨著時間的流逝,鐵路橋梁的破壞也是日益嚴重,很多鐵路橋面遭到很大面積的損壞,還有的發生鐵路交通事故,造成車毀人亡。所以,在上跨鐵路建成投入使用的初期就應該嚴格控制鐵路運載的重量,嚴禁超重火車、貨物運輸火車在上跨鐵路上實施運輸,以免造成新建鐵路破壞。這就需要相關的管理部門按照國家的標準,進行相應的管理,確保橋梁的使用壽命和使用安全。5.建立健全法律條文上跨鐵路橋梁施工安全要有法可依,有章可循。在上跨鐵路橋梁的施工過程中存在很多漏洞,比如說,相關管理部門對工程實施的缺乏監督和管理,并且,很多的細枝末節不能夠得到相關管理人員的重視,在整個實施階段沒有做到有效的檢驗。當遇到問題時,沒有相關的法律文件進行參考,懲罰措施根本不能達到懲戒的效果。所以制定相應的法律條文,進行警戒,當遇到不合法或者不符合規定的事情,進行相應的民事或者刑事處罰,會對工程的實施和維護有一個良好的效果。
5結語