高鐵橋梁工程預應力混凝土施工技術分析

李廣軍

（中鐵十九局集團第二工程有限公司　遼寧　遼陽　111000）

高鐵橋梁工程預應力混凝土施工技術分析

李廣軍

（中鐵十九局集團第二工程有限公司遼寧遼陽111000）

鐵路交通和城市道路基礎建設的快速發展，為推動社會經濟發展、促進地區間經濟文化交融做出了巨大的貢獻。隨著全國各地交通網絡版圖的不斷完善，鐵路施工技術水平也有了很大提升，尤其是預應力混凝土施工工藝技術的發展，對于提高高速鐵路橋梁的承受能力和抗裂性能發揮著重要的作用。本文圍繞預應力混凝土施工這一技術，對高速鐵路橋梁建設與預應力混凝土施工工藝進行探討。

鐵路橋梁；預應力技術；混凝土施工；施工工藝

隨著科學技術的進步和社會經濟的發展，我國高速鐵路建設也得到普遍發展，高速鐵路橋梁結構類型與施工技術水平也有了相應的發展，預應力混凝土施工工藝在高速鐵路橋梁建設中的應用也越來越廣泛。與一般道路橋梁相比，高速鐵路橋梁需要承受更大的動力和承載力，因此對于橋梁結構的強度與剛度提出了更高的要求，如何保證鐵路橋梁具備良好的承受能力和抗裂性能成為高速鐵路施工的一大重要問題，預應力混凝土施工工藝的應用使得這一問題得到有效改善。

1　高速鐵路橋梁概述

近些年，高速鐵路橋梁建設在我國各地如火如荼的開展著，其數量約占到高速鐵路總長的3.6%。與一般道路橋梁相比，高速鐵路橋梁具有以中小鐵路為主、以高架長橋為多、剛度大、整體性好、結構耐久性強等特點。

根據因地制宜的原則，對于不同區域不良地段的改善，架設高速鐵路橋梁的類型也是不一樣的，常見的主要有三種：即高架橋、谷架橋、一般橋梁。其中，高架橋主要適用于人口密集、鐵路網密集區域，這類橋梁一般墩身不高、跨度較小但長度長；谷架橋顧名思義主要是建設于山谷等地區，這類橋梁一般墩身高、跨度較大；一般橋梁主要建設于河流地區。但不論是高架橋、谷架橋，還是一般橋梁，其設計施工標準都是以混凝土土梁為主。

2　預應力混凝土結構特點及應用

在高速鐵路橋梁建設過程中，為滿足橋梁結構高剛硬度及耐久性的要求，一般采用預應力混凝土施工工藝。預應力混凝土施工工藝的應用，有助于提高橋梁結構的荷載力、抗裂性等，以確保高速鐵路橋梁的施工及運營質量。預應力混凝土施工工藝，是通過張拉鋼筋，使混凝土結構受力區域預先受到一定的壓應力，當受到外力作用及荷載時，減少混凝土結構受到的拉應力，能夠延緩混凝土裂縫的出現，提高混凝土結構性能及高速鐵路橋梁剛度。

采用預應力混凝土施工工藝，能有效提高高速鐵路橋梁的剛度、增強鐵路結構的耐久性。當高速鐵路橋梁投入運行后，列車在行駛過程中無可避免的會產生強大的沖擊力與動力，而橋梁必須在承受強烈震動的同時，保證結構良好的動力性，杜絕車橋共振情況的發生，以減少高鐵交通事故的發生。預應力混凝土施工工藝的應用，旨在提高橋梁的結構剛度與穩定性，以防止結構出現變形。

預應力混凝土施工工藝技術的應用，對于提高橋梁的抗剪能力以及保證橋梁的動力特性具有重要作用。在橋梁施工階段，通過充分發揮縱向預應力作用，使高速鐵路橋梁具有更大的承受動力能力，以保證橋梁的平穩運行。在橋梁使用過程中，通過對高速鐵路橋梁施加一定負荷，使橋梁結構荷載承受力有較大提升，以滿足高速鐵路橋梁對整體結構高強度、高剛度的要求。為增強橋梁構件的穩定性，可通過提高結構的抗疲勞強度來實現，橋梁鋼筋受縱向拉應力作用被拉緊，不易被壓彎，從而很大程度上增強了高速鐵路橋梁整體結構的抗壓彎能力。

3　高速鐵路橋梁預應力混凝土施工工藝

隨著預應力混凝土施工工藝在高速鐵路橋梁建設中的普遍應用，其施工工藝手段也在不斷的完善和成熟。預應力混凝土施工工藝流程包括混凝土配比、混凝土攪拌、后期養護等，具體流程如下：

3.1混凝土的原料確定與配比

合理選擇混凝土原材料，是保證混凝土施工質量的前提與基礎。對于高速鐵路橋梁結構施工，要選用低水化熱水泥、優質粉煤灰等，限制混凝土中的膠凝成分，合理選擇混凝土骨料級配與粒型，以保證混凝土強度與耐久性滿足設計要求。

混凝土配合比設計時，必須嚴格按照所需混凝土強度與使用環境等級來進行設計。根據施工配合比，并經反復試驗確定原料用量，由多方批準審核合格后投入使用。

3.2混凝土攪拌、澆筑與養護

混凝土攪拌時，按照施工要求選擇適當等級強度的水泥，添加定量的高效減水劑，使混凝土具備良好的和易性。采用混凝土輸送泵連續澆筑，一次成型或多次成型。澆筑完成后，采用插入式振動棒振搗，但需注意的是在混凝土灌注時不得用振動棒推移混凝土，以免造成離析現象。在混凝土澆筑的整個過程中需設專人進行監督檢查，查看模板、鋼筋及螺栓等部件是否有移位或松動，以便及時調整。

在施工工藝后期的最重要一項工作便是混凝土養護，通過一系列養護措施提高混凝土結構質量，如蒸汽養護、澆水養護、噴灑養護等。

3.3混凝土預應力施工

預應力張拉施工工藝流程為：制束→穿束→預張拉→終張拉→錨具外鋼絞線切割。按照設計標準和尺寸下料后，理順鋼絞線，使各鋼絞線保持松緊一致后進行編束。安裝鋼絞線之前，高速鐵路橋梁的梁體混凝土強度必須達到張拉要求，然后按照預張拉、初張拉、終張拉這一順序施加預應力。在施加預應力之前要檢查管道是否清潔，若管道內存在積水與贓物應及時清除；當高速鐵路橋梁梁體混凝土強度達到設計要求的50%，需要對帶模箱梁進行預張拉，使模板松開減少對梁體的壓縮；當梁體混凝土強度達到設計要求的80%，拆除模板后進行初拉張；只有當梁體混凝土強度與彈模都達到設計值且齡期在10d以上，方可進行終拉張。

預應力施工工藝主要分兩種：①先張法；②后張法。先張法對鋼筋進行張拉，是在混凝土構件澆筑成型之前，通過預應力來傳遞鋼筋與混凝土之間的粘結力，通過粘結力將預應力筋中的張拉力施加給混凝土結構，使其產生預壓應力。混凝土澆筑前，將由鋼絲絞線組成的預應力筋張拉到一定應力值，并將錨具錨固在臺座兩端的墩臺上，在陸續進行模板等其他構件的安裝、混凝土澆筑、混凝土養護等，直到橋梁混凝土達到相應強度后，將墩臺兩端的預應力筋放松。后張法是指先澆筑混凝土施工，待混凝土強度達到設計值的75%以上后，在對預應力筋進行張拉，主要依靠鋼筋端部的錨具來傳遞預應力。

在預應力混凝土施工中，還需注意混凝土構件制作的一道關鍵工序——預留孔道。孔道留設要保證預留孔道的尺寸、位置的正確性，平順孔道，孔道直徑要便于預應力傳入，預埋在端部的墊板要與孔道中心線垂直，并用螺栓將其固定在模板上，以防止其松動。

4　結束語

高速鐵路橋梁預應力混凝土施工工藝是一項復雜系統的工程，雖在技術理論層面已經相當成熟，但在實際施工過程中受多種因素影響，也會影響到橋梁整體施工質量，因此要引起重視。在預應力混凝土施工過程中，要混凝土原料的選擇、配合比設計、混凝土攪拌、澆筑、養護等方面進行嚴格把關，嚴格按照施工工藝流程進行，做好充分的前期準備，為預應力施工奠定基礎。在預應力施工過程中，采用先張法、后張法促使混凝土結構產生預壓應力，提高橋梁整體施工質量。總的來說，預應力混凝土施工工藝技術的應用，極大的提高了高速鐵路橋梁的剛度、承受力和抗裂性能，從而保證了高速鐵路橋梁的施工質量及后期運營的穩定性。

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U445.57

A

1673-0038（2015）21-0204-02

2015-5-8

李廣軍（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事橋梁隧道工程工作。