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高铁工程施工(6篇)

发布人:转载 发布时间:2024-08-11

高铁工程施工篇1

2008年京津城际开通中国第一条高速铁路,至此,中国高铁取得了举世瞩目的发展成就。短短几年间,我国高铁里程已达1.6万公里,铁路营业里程已达11.2万公里。伴随着铁路的快速扩张发展,铁路员工也随之大量补充,自2008年以来,铁路累计招收员工约几十万名,对新入路员工的素质要求也随之提高,实施新入路员工素质工程迫在眉睫。

实施新入路员工素质工程的意义

推进实施新入路员工的素质工程,不仅关系着新员工的健康成长,而且关系着企业的未来发展。

确保铁路运输安全的需要。安全是铁路运输的生命线,是运输生产永恒的主题。抓好新入路员工培训,提升广大员工安全操作技能,是确保铁路运输安全的根本保障。随着铁路近几年的快速发展,新技术、新装备的大量运用,运输生产一线的维修维护工作量大,技术要求高。因此,现场急需文化水平高,技术业务强,安全意识、服务意识强,综合素质高的人员去保障铁路快速、高效、畅通无阻。由于铁路行业机、车、工、电、辆等专业众多,工种繁杂,专业性强,技术技能要求高,新入路的新职工短时间内很难适应运输一线维修维护的需求。因此,加强新入路人员技术技能培训是非常必要和重要。

推进铁路改革发展的需要。党和国家高度关注铁路发展。今年人代会上,李克强总理在政府工作报告中表示,2015年铁路投资要保持在8000亿元以上,新投产里程8000公里以上。到2015年底,我国将提前五年实现铁路营业里程达到12万公里的目标。伴随着国家三大战略实施,高铁走出去步伐加快,以及城市轨道交通的迅猛发展,当前和今后一个时期,中国铁路建设仍将高位运行。铁路改革发展急需经营、管理、技术等各类人才。因此,抓好新入路员工培训,实施新入路员工素质工程,加快各类人才培养,是适应铁路改革发展形势的需要。

加快铁路技术创新的需要。技术创新是铁路发展的重要动力,不仅需要各个专业的技术专家,也需要大批业务精湛、技术过硬、有创新精神的基层操作人员。因为,各项铁路技术成果,都需要他们在实践中去检验、总结、改进、完善。因此,加强对新入路员工培训,提高他们的技术业务素质,不仅是上岗前必修课,从某种程度上看,更是增强铁路技术创新后劲,完善铁路技术创新体系的需要。

对新入路员工教育培训工作存在的问题

近几年,从大学毕业生和复转军人中招聘的人员加入铁路队伍,解决了现场维修人员年龄偏大的问题,为铁路企业注入了新鲜血液,但他们对铁路企业缺乏全面的了解,职业安全意识不强,现场工作经验少,专业技术技能很难满足铁路运输现场设备维护、维修的要求。目前,铁路培训存在以下主要问题。

培训定位不准确。在培训内容上没有完全按照个别特殊群体进行针对性培训;没有根据不同群体的文化知识掌握情况进行不同层次的培训。例如:复转军人和铁路相关的专业院校的人员,由于其经历及素质情况不同,文化基础层次差别很大。复转军人大多是高中文化程度,也有一部分是初中毕业,基础知识薄弱,对高新技术、高科技知识的原理理论的学习和理解有相当的难度。从大专院校的铁路主专业毕业生中招聘入路的人员,总体文化基础水平较高,接受领悟新知识、新技术的能力较强。

培训内容不完善。培训内容往往是根据用人单位要求的内容进行培训,没有经过系统规划和设计,系统性不强,虽有一定针对性,但内容较为片面,知识基础没有打牢,应知应会的技能不能全面掌握。

培训方式不灵活。培训方式往往采取课堂宣教式,老师讲学生听,课堂气氛缺乏互动。另外,培训基地缺乏机、车、工、电、辆等专业的演练设备、器材,达不到与铁路运输现场技术设备同步的演练场所,不能满足学员培训演练的需求。

有效开展新入路员工教育培训工作

以确保运输安全为重点,着力加强铁路安全培训。铁路企业安全培训,既包括保护职工在从事生产经营活动中的安全与健康,即无损、无害、不伤、不亡的物质条件和作业环境,也包括职工对安全的意识、信念、价值观、经营思想、道德规范、企业安全激励机制等安全的精神因素。铁路运输企业安全与其他企业相比,内部多工种存在,机、车、工、电、辆各站段密切配合,大联动机式的全天候作业,风雨无阻;外部与旅客、货主的生命和财产安全融为一体、直接关联。对新入路的员工进行《铁路技术管理规程》、《安全规章》、《设备维护规章》、《防止机车车辆伤害》、《防止触电伤害》、《防止高处坠落伤害》、《铁路电气化作业安全》等与专业相关的安全管理规章制度的培训学习。在此基础上,还要以安全教育为前提,使学员树立“安全第一,生命为本”的价值理念,强化安全意识,使员工在自觉地、良好的、安全的工作环境中,不发生违章行为。

以提升职业技能为重点,着力加强铁路技术培训。一是加强铁路专业技术培训。铁路行业机、车、工、电、辆等专业众多,工种繁杂,专业性强,技术技能要求高,要加强对新入路的员工专业技术技能的培训,使他们了解本专业的技术现状,国内外的专业技术发展情况。了解本专业的设备情况,理解设备的技术要求、功能及作用,掌握设备的构造、工作原理及各种设备之间的相互联系。设备的运用情况,设备故障的分析、查找、处理等。

二是加强专业技术理论培训。对新入路的人员要进行专业技术理论培训,提高他们的技术理论水平,使他们不仅知道干什么,更应该知道为什么这样做,为他们今后不断提高维修、维护技能奠定理论基础。当然,技术理论的培训不可能一蹴而就,需要由浅入深逐步进行。

三是加强专业技术能力培训。随着铁路高速、重载技术的成熟,对铁路职工技术能力的要求越来越高。要加强对培训基地实习演练设备的投入,结合运输现场的设备运用情况,进行专业技术技能培训,不断提高他们的技术业务素质,提高他们维护、维修设备的能力,提高他们准确、及时发现隐患,处理故障的能力。以铁道信号专业为例,要使学员力争具有按配线图对各种信号设备进行配线施工的能力;具有计算机硬件系统的维护的能力;具有计算机常用软件的操作能力;具有使用常用电工、电子仪表进行测量的能力;具有排除各种信号设备常见故障的能力。

以树立职业道德为重点,着力加强铁路文化培训。一是加强职业态度养成培训。态度是人们在自身道德观和价值观基础上对事物的评价和行为倾向。在对新入路的员工培训中要弘扬社会正能量,培养阳光积极的心态,以积极的工作态度投入到铁路运输生产中。

二是加强职业礼仪培训。铁路运输的一线站段,客运、货运单位是铁路的“窗口”单位,文明礼仪运用尤为重要。由此,对新入路员工进行职业礼仪的培训,有助于在人际交往活动中充满自信,它能够帮助铁路员工规范与客户、服务对象间的交际活动,更好的向交往对象表达自己的尊重、敬佩、友好与善意,增进大家彼此之间的了解与信任,更好的为旅客与客户服务。

三是加强情商管理的培训。情商是自我管理情绪的能力。

铁路企业本来就是一个多工种、多专业、点多线长、工作量大、技术、工艺性强、安全要求高的行业。职工的个人情绪对工作质量、人身安全、设备安全的影响是非常大的,通过情商管理的培训,使员工能够敏锐了解他人情绪,善于控制自己的情绪,激励自己的好情绪,建立良好的人际关系,使工作更可能取得成功。

四是加强有效沟通的培训。沟通不仅仅是企业管理的有效工具,还是一种技能;是对个人自身知识能力、表达能力、行为能力的表现。企业管理者也好、普通员工也好,做好沟通工作,是保障企业各项工作顺利进行的前提。铁路企业本来就是一个大型企业,各个专业站段之间,上级与下级之间,员工与员工之间,铁路员工与客户之间,铁路员工与旅客及服务对象之间,都需要有效沟通。

高铁工程施工篇2

(中铁六局集团路桥建设有限公司,晋中030600)

摘要:随着市政道路建设的快速发展,桥梁上跨既有铁路工程施工难度越来越大。结合太原市涧河路互通立交桥工程上跨石太客运专线双幅同步转体施工实例,分析了转体结构、落架体系、不平衡力矩测试及配重、转体牵引力及转体时间、试转参数分析、正式转体过程控制等关键环节,为类似施工提供一定的参考经验。

关键词:市政道路上跨高铁;桥梁转体;施工技术

中图分类号:U445.465文献标识码:A文章编号:1006-4311(2015)17-0145-04

作者简介:张国龙(1980-),男,河北石家庄人,工程师,毕业于石家庄铁道学院,专业为桥梁工程,研究方向为桥梁施工。

0引言

桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作成形后,通过转体就位的一种施工方法。桥梁转体法施工与连续梁挂篮悬臂施工、预制架设法以及顶推法相比,对交通运输繁忙的既有铁路特别是高速铁路的正常运营影响较小,其经济效益和社会效益十分显著。

1工程概况

太原北中环涧河路立交桥是一座公路与铁路立体交叉桥梁,上跨石太客运专线和石太铁路共四条电气化铁路。为减少对铁路大动脉石太客专等既有铁路的运营干扰,桥梁设计采用双幅T构平面同步转体跨铁施工。东转体桥位于铁路东侧,全长134m,桥面宽21m~35.385m,转体部分跨径组合为(57+57)m,刚构上部结构采用单箱四室箱形截面,转体重量1.152万吨,两侧各设10m的支架现浇段;西转体桥位于既有铁路西侧,全长111m,桥面宽22.16m~19.75m,转体部分跨径组合为(49+52)m,刚构上部结构采用单箱三室箱形截面,转体重量1.017万吨,两侧各设5m的支架现浇段。

2转体结构分析

本文以单箱三室不等跨T构西转体桥为例进行分析,如图1所示。

2.1转体下盘

下盘用于支撑整个转体结构,它由下球铰、保险撑脚、环形滑道、转体拽拉千斤顶反力座等几部分构成。上、下转盘共同构成桥体基础。

2.2球铰制造与安装

钢球铰是整个转体结构的转动体系,在转体施工中起到非常重要的作用,制作和装配时对精度有严格要求。它分上下两片,厚50mm,直径是?准4000mm。

2.2.1球铰制造精度要求

钢球铰在工厂制造,其制作精度要求为:

①平面光洁度不小于3,球面各处按照相同的曲率设计,曲率半径差±1mm,边缘各点的高程差≯1mm,椭圆度≯1.5mm;

②各镶嵌四氟乙烯片顶面必须处于同一球面上,误差≯1mm;

③球铰上、下面形心轴、球铰转动中心轴应重合,在下球铰面指定位置铣钻四氟板镶嵌孔。为了在球铰面下浇捣混凝土,还须在下球铰面预留一定数量的混凝土振捣孔。

2.2.2安装精度要求

下球铰应该精确对位。浇筑混凝土之前,先按设计要求的位置固定好球铰中心轴的预埋套筒。浇筑完下球铰混凝土后将转动中心轴?准270mm钢棒置于下转盘预埋套筒内,然后依次安装下球铰聚四氟乙烯滑动片和上球铰。装配聚四氟乙烯滑动片时,下球铰顶面和镶嵌孔内必须干燥清洁,无任何杂物,然后按编号把滑动片分别安装在指定镶嵌孔内。安装要点如下:

①彻底清理下球铰顶面和镶嵌孔,确保无杂物;

②滑动片与镶嵌孔按对应编号安装;

③安装时球铰面不得沾染混凝土等杂物,并且始终保持原有的椭圆度,不得变形,装配好的滑动片顶面必须保持在同一球面上,误差≯1mm;

④严格按设计要求的压实度将球铰范围内的混凝土振捣密实;

⑤球铰转动中心位置不得超过允许误差范围:顺桥向±1mm;横桥向±1.5mm;

⑥安装好的滑动片经验收合格后,在球面上滑动片间按120:1的重量比涂抹黄油聚四氟乙烯粉。黄油聚四氟乙烯粉应该比滑动片顶面略高,不仅要充斥整个滑动片空间,并且要在滑动片顶面铺一层。涂好后迅速安装上球铰,以免杂物落在球铰面破坏安装质量。上球铰精确定位并临时锁定限位,为了避免杂物混入球上、下铰摩擦面,还须用胶带缠绕密封上、下球铰吻合面。上、下球铰装配方法相同。

2.2.3四氟滑动片应力检算

球铰的上下接触面受力全在四氟滑动片上,四氟滑动片的产品质量及安装质量是转体的关键之一。

支座反力为:101700kN。

每个球铰配备918块设计抗压强度为100MPa、Φ6cm的聚四氟乙烯片,总面积25955.9cm2。

平均应力=(101700×1000)/(25955.9×100)=39.20MPa<100MPa(1)

安全系数=100/32.9=3.04

经检算:四氟乙烯片的抗压强度满足转体要求。

2.3转体上盘撑脚和滑道

在转体施工中,上盘撑脚的作用是确保平稳转体。在纵轴线两侧8个撑脚对称排布。撑脚下部设一半径500cm、宽130cm的滑道。在转体过程中,上盘撑脚在滑道内滑动使维持转体结构维持平稳。整个滑道面必须控制在同一水平面,相对高差不得大于2mm,施工过程中采用精度为0.01mm电子水准仪进行控制。

一个上盘下设8个双圆柱形的撑脚,各撑脚下垫钢板(厚度大概在30mm左右)。双圆柱撑脚实际是2根灌注C50微膨胀混凝土的钢管,管长24mm,直径?准800mm。撑脚与滑道不锈钢钢板间预留5mm以上的间隙。滑道上对称排布8对直径500mm、内装石英砂的砂箱,用以支撑上转盘及上部结构,同时起到稳定上转盘作用。为便于施工,在施工上转盘时撑脚位置滑道上虚铺一层1cm厚中粗砂,试转前将中粗砂清理后插入5mm四氟乙烯滑动片,利于转体施工。如图3所示。

2.4转台施工

上盘通过转台连接球铰和撑脚,因而转台是直接承受转体牵引力的部位。本项目的转台高80cm,直径Φ1100cm。转台内预埋转体牵引索,预埋端采用P型锚具,同一直径线上同一对索的锚固端与圆心对称,所以对索的预埋高度必须与牵引力同向,每对索在转盘内的预埋长度不小于300cm,并且其出口点和转盘中心对正。索外露的部分应缠绕于转盘周围,并且妥善、完整有序的放置在预埋钢筋上,以免被锈蚀或被损伤。

2.5转体上盘预应力施工

转体上盘边长1200cm,高220cm,上盘布设三向预应力筋,纵横向预应力采用12-Φs15.2钢绞线,采用单端交错张拉;竖向预应力筋采用抗拉强度标准值为930MPa的JL32精轧螺纹钢,采用无粘结套管体系,在上转盘顶面单端张拉。

3落架体系分析

转体梁落架前并未真正开始作业,托架承担着梁体大部分重量。只有在落架时,梁体才开始承担自身重量和预应力的作用。

3.1倾覆稳定性计算

结构的倾覆稳定性安全系数取决于结构自重构成的抗倾覆力矩与风力构成的倾覆力矩二者之比,取大于1.3。

按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2011中第4.3.7计算:

①太原地区设计基本风压查附录A:V10取23.0m/s;

②Z—距地面的距离,按10m计;

③地形、地理条件系数:K3取1.0;

④阵风风速系数:K5取1.38;

⑤高处Z处的设计基本风压Vd=K2K5V10=1.0×1.38×23.0=31.74m/s;

⑥空气重力密度γ=0.012017e-0.0001Z;

则γ=0.012017e-0.0001×10=0.012;

⑦设计基本风压Wd=γVd2/2g=0.012×31.742/(2×9.81)=0.616kN/m;

⑧对施工架设期桥梁:设计风速重现期换算系数K0=0.75;

⑨普通梁桥:本桥桥宽B=(22.16+19.75)/2=20.96m,取桥宽B为21m;梁高H=(5.2+2.2)/2=3.7m;B/H=20.96/3.7=5.67;风载阻力系数K1=2.1-0.1(B/H);l≤B/H<8;K1=2.1-0.1*5.67=1.533;

⑩横向迎风面积Awh=101×3.7+8×10=453.7m2;

{11}横桥向风荷载标准值Fwh=K0K1K3WdAwh,即:Fwh=0.75×1.533×1.0×0.616×453.7=321.3kN;

{12}桥梁倾覆稳定性计算。

结构的倾覆稳定性安全系数取决于结构自重构成的抗倾覆力矩与风力构成的倾覆力矩二者之比,取大于1.3。

转体桥自重1017kN,横桥向风荷载为321.3kN,由于转体桥自重与风荷载对结构本身的作用点相同,因此桥梁倾覆稳定系数为:1017/321.3=3.165,满足规范要求。

3.2梁端挠度监测

为确保转体梁在落架时均匀受力,应指派专人现场指挥落架进度。在落架后将梁端实际发生挠度值与设计值进行比较,有必要对落架过程梁体悬臂端挠度变化进行动态监测。

落架梁端挠度测试:在转体梁悬臂端左右两侧,从墩顶中心线向两侧每10m一个测试断面,在梁体左、中、右三个方位分别取一个水准观测点,在转体梁落架前、分次落架和落架后,用精密水准仪测控梁端挠度。

3.3落架顺序控制

梁体两端落架的同步性及落架进度在很大程度上决定了梁体能否均匀受力。根据设计提供的梁挠度值,梁体落架分四次进行,第一次将梁体中心三分之一的排架拆除;两侧梁端三分之一的排架分三次拆除,其中前两次同步进行,两侧梁端第一次同步落架5cm,待梁体稳定后进行第二次落架,第二次两侧梁端同步落架10cm,基本能够脱离梁底;第三次落架可按施工情况进行。

4不平衡力矩及配重分析

沿梁轴线的竖平面内,由于球铰体系的制作安装误差和梁体质量分布差异以及预应力张拉的程度差异,可能造成桥墩两侧悬臂梁端刚度及质量分布出现差异,最终导致力矩失衡。为确保转体梁平稳转体,必须先称量箱梁重量,根据所得数据依次配重,已确保整个箱梁结构实现平稳转体。在实际工作中,主要通过球铰转动或梁端挠度来测试不平衡力矩。本桥采用球铰转动测试不平衡力矩法称重。

4.1平衡称重分析

由于本桥不对称、桥面不等宽且在曲线上,因此横向称重必不可少。结合本桥施工要求,应该按图4所示,在转台的四角分别设一个400t千斤顶+400t压力环,据此进行横纵向称重。

在梁体悬臂端同步开展高程观测,据此确认是否存在刚体转动的现象。称重前,梁端位移计分别进行初始读数,然后在T构一侧通过千斤顶对上承台加力,以施加荷载作为读数的控制参考,每施加ΔP=20t荷载,位移计读一次数值。当球铰发生微小转动的一刻,确定最终顶力P1及P2。

4.2配重分析

西转体转体部分跨径组合为(49+52)m,但左侧桥面宽度较右侧宽,宽度变化范围为22.16m~19.75m。结构重量基本对称,所以配重量不会太大。配重在不平衡一侧(桥面较宽一侧),配重量位于最大悬臂附近可以采用较少的配重量。通过实际平衡称重分析得:

在实际施工中,可以调整称重、配重使实际重心与理论中心之间错开5~15cm。对转体梁配重后,转体结构前进端会出现一微小翘起,并且4对撑脚中的2对直接接触滑道平面。按照不平衡力矩进行配重,设配重荷载置于距离铰中心L=44m处(距离梁端5m),偏心距e取5cm,则配重重量P配=(MZ-Ne)/L=(18150-101700*0.05)/44=296.9kN

即配重重量为29.7t,实际采用钢筋混凝土预制块进行配重,其中心置于距离铰中心44m处。

5转体结构的牵引力、安全系数及转体时间分析

5.1转体牵引力分析

转体总重量W=101700.0KN,根据下列公式求解摩擦力F:

F=W*μ(5)

启动时,静摩擦系数μ取0.1,故静摩擦力F为:

F=W*μ=10170.0kN(6)

转动过程中,动摩擦系数μ取0.05,故动摩擦力F为:

F=W*μ=5085.0kN(7)

转体拽拉力T为:

T=2/3*(R*W*μ)/D(8)

式中,球铰平面半径R取值为195cm。转体总重量W取值为101700.0kN,转台直径D取值为1100cm,故启动时所需最大牵引力T以及转体过程中所需要引力T分别为:

T=2/3*(R*W*μ静)/D=1201.88kN<200t(9)

T=2/3*(R*W*μ动)/D=600.94kN<200t(10)

动力储备系数:200t/120.19t=1.664

钢绞线的安全系数:12(根/台)×26(t/根)/120.19(t)=2.60

由此可见,千斤顶动力储备及钢绞线安全性均符合设计要求。故本桥选用两台QDCL2000型液压、同步、自动连续牵引系统,形成水平旋转力偶,通过拽拉锚固且缠绕于1100cm的转台圆周上的15-Φs钢绞线,使得转动体系转动。

5.2转体速度和转体时间分析

根据施工图纸中要求的平转角速度不大于0.02rad/min,主梁端部水平线速度不大于1.2m/min,转体角度64.9°,箱梁悬臂最长为52m,则转体所需时间T=64.9×3.14/(180×0.02)=61.05min。

梁端转过弧线长度为:2π×52×64.9/360=58.96m,线速度最大为:58.96/61.05=0.96m/min<1.2m/min。

将转体时间65min代入式(11),求得转盘所走的弧线长度LS:

LS=(Dπ)/360×64.9=6.23m(钢绞线的过镐长度)(11)

由此分别求得拉索速度、箱梁端部速度和转体角速度:

拉索速度:6.23/65=0.09m/min=9cm/min

箱梁端部速度:(2π×52×64.9/360)/65=0.9m/min

转体角速度:64.9/65=1°/min

6试转参数分析

为防止石太客专干扰转体施工进度,正式开工前先通过试转确定如下参数:

①通过试转确定是否需要助力启动,如需要,助力吨位是多大;

②1min转速,就是1min以内主桥的转动角度和悬臂端所转动的水平弧线距离,要求参照设计值合理控制转体速度;

③点动方式控制转体进度。要求测量组先量测出每点动一次悬臂端所转动水平弧线距离,当转体初步就位后根据所测定的水平弧线距离进行精确定位。试转时,应重点查验转体结构的平稳性,看其是否存在故障,受力部位是否开裂。发现异常情况时及时停转调整,以免影响后续工作。

本次试转分别测定了转盘和梁端的转速,当千斤顶张拉完毕后,又分别测定了以下项目:①转体靠惯性力转过的角度和梁端环线长度;②1min点动转过的角度和梁端环线长度;③5s点动转过的角度和梁端环线长度;④3s点动转过的角度和梁端环线长度;⑤2s点动转过的角度和梁端环线长度。所得数据详见表1。

7正式转体过程控制分析

7.1转动牵引体系

本桥的转体牵引力体系由牵引动力系统、牵引索、反力架、锚固构件组成。转体施工设备采用QDCL2000全液压、自动、连续运动系统。具有同步,牵引力平衡等特点。QDCL2000自动连续转体系统由千斤顶、泵站和主控台3部分组成。转盘设置有二束牵引索,预埋的牵引索逐根顺次沿着既定轨道排列缠绕后,穿过QDCL2000型千斤顶。先逐根对钢绞线预紧,再用牵引千斤顶整体顶紧,使同一束牵引索各钢绞线持力基本一致。

7.2正式转体及就位监控

采用全站仪实时测控转体过程中T构两端的高程,同时也观测转盘环道四氟走板情况。为不影响转体过程中牵引束正常切割,反力座后支撑千斤顶的位置须留足施工空间,有必要将基坑防护桩提前凿除,确保转体过程连续。

当转体结构快到达指定位置时,为避免超转,应将系统“暂停”,改“手动操作”为“点动操作”,使结构在惯性的作用下继续运行。每一次点动操作都要测报轴线走行情况,据此调整下一次点动数据,经过多次调整最终使转体结构轴线精确就位。

将塔尺水平放置在箱梁悬臂端,零刻度与箱梁中心线重合;盖梁上配设全站仪,先对准箱梁中心线,当箱梁上塔尺进入全站仪测量范围时,迅速向控制人员通报仪表数值。

尺寸控制:20cm以内按1cm一个单元控制,超出20cm以10cm一个单元进行测控,超出1m的以50cm一个单元进行测控。

7.3转体超转预案

为可对转体结构进行精确定位,应将一有限位型钢加橡胶缓冲垫预埋在反力架前,如果超转,它可以利用反力架做支撑,然后借助千斤顶顶推归位。

7.4转体到位后约束固定

转体结构精确就位后,在平转就位处应设置限位装置,限位装置采用三角钢锭制作,转体完成后,在撑脚转动方向内焊接在滑道钢板上,防止转体到位后继续前行。

8小结

对于上跨既有铁路特别是繁忙干线的桥梁施工,与传统的挂篮施工、预制架设及顶推工艺相比,桥梁转体施工会更加安全可靠、操作简洁、实施快速、降低造价。太原涧河路立交桥上跨石太客专双幅同步转体成功,实践证明转体施工在桥梁建设中发挥越来越大的作用,产生越来越好的社会和经济效益,也为今后的施工设计积累了经验。

参考文献:

[1]JTGD60-2011,公路桥涵设计通用规范[S].

高铁工程施工篇3

关键词:高速铁路施工测量课程内容教学方法

中图分类号:U238文献标识码:A

1引言

随着中国基础设施建设的推进,高速铁路因其安全、舒适、快捷的独特优势,已成为大多数中国居民远足的首选交通方式。高速铁路以风驰电掣般的速度驰骋于华夏大地,修建高速度、高精度、高平顺性的中国高铁,是我们铁路一线建设者执着追求的目标。《高速铁路施工测量》课程作为交通类高职院校高速铁路技术专业和工程测量技术专业在校学生的主修科目之一,该课程是在十一五期间我国高铁铁路迅猛发展和高铁施工测量高技能人才严重缺乏的社会背景下,根据社会需要应运而生的一门实用型及针对性极强的专业课程。结合本人近几年对高速铁路施工测量课程的教学实践,在课程内容和教学方法方面提出以下几点看法。

2更新课程内容

二十一世纪是信息化、网络化、数字化、智能化蓬勃发展的新世纪。随着高速铁路速度的一次次提升,高铁测量新技术和新仪器的不断涌现,这就对高职教育人才的培养提出了更高的要求。高速铁路施工测量是一门实用性和针对性极强的专业课,该课程的教学质量直接影响高技能人才的培养。因此,高速铁路施工测量课程必须进行教学改革,以适应新形势,提高教学质量,培养具有适应市场经济和科技发展的现代化人才。

课程内容是落实人才培养的主渠道,课程教学内容的改革方向是提高教学质量的关键。目前已有的高速铁路施工测量教材,要么针对本科教育编写,要么内容有很多跟不上目前高铁测量技术的发展状况。这就要求任课教师在钻研教材和认真备课的同时不断加以完善,以拓宽学生的知识面,增强适应社会的能力。本课程具体教学内容主要涉及以下几方面:

1)我国传统的铁路测量方法是按照切线上的转点和曲线上的交点、副交点来控制线路线,设计单位提供的测量桩点主要有直线上的转点、曲线上的副交点。这种采用定测中线控制桩作为施工单位的线路平面测量控制基准,存在极大弊端。一是实际工作中,由于设计单位线路定测的测量精度很低,施工单位要对误差的调整、曲线的调整等做大量工作。二是工程开工后,这些中线控制桩均不复存在,铁路的平面测量控制基准也就不复存在,这为后续的测量工作及线路竣工和运营阶段的线路复测造成极大麻烦。现在铁路设计不再采用传统的铁路测量方法,设计和施工单位普遍采用全站仪或GPS测量技术进行线路的定测和施工复测。勘测、施工放线均使用CPI、CPII平面控制点或加密控制点来测设理论中线,中线控制桩已不再作为勘测、施工放线的控制基准。采用全站仪极坐标法或GPS_RTK进行放线,中线桩是从CPI或CPII控制点上用极坐标法放线,现场放出交点或副交点对施工测量已经没有作用。极坐标法放线的误差不会积累,中线桩的误差不影响中线测量的精度,不必进行中线桩的贯通测量。为了验证中线桩的可靠性,采用不同控制点用极坐标法放线进行验证。因此,任课教学在教学过程中可重点讲述极坐标法或GPS_RTK放线的原理并安排实训课程加深学生对此原理的理解。

2)高速铁路工程测量精度要求高、轨道平顺性要求高、运营检测周期长,因此采用勘测设计控制网、施工控制网、运营维护控制网合为一体的“三网合一”

控制测量技术。任课教师在讲授平面控制测量、高程控制测量内容时应按照高速铁路测量新标准执行。

3)高速铁路线路变得更直、曲线长度变得更长高铁相对于普铁速度快了好几倍,所以曲线半径加大,缓和曲线加长。普铁的曲线测量由于误差会很大,将不能再适应高铁的需要。我们知道,曲线外矢距F=C2/8R式中C为弦长,R为半径。若按10m弦长3mm的轨向偏差(即用20m弦长的外矢距偏差)的轨向偏差来控制曲线,则铺轨时一个大弯道由几个不同半径的曲线组成,且半径相差几百米。由此可见,只采用10m弦长3mm(有碴)/10m弦长2mm(无砟)的轨向偏差来控制轨道的平顺性或许不构严密的,因此有人提出采用相对控制与坐标绝对控制相结合的方法来进行轨道铺轨控制。绝对坐标的应用涉及到全站仪坐标放样及GPS定点的大规模使用,我们将课程内容及训练方式进行调整,加强了全站仪和GPS的学习和使用。

4)由于高速铁路线路变直,曲线变长,同时为了保护有限的土地。在客运专线、高铁的建设中,桥梁和隧道所占的全线比重在加大。京津城际铁路有86%的线路建在桥梁上;武广高铁全线共有桥梁648座,总长度468公里,几乎占到线路总里程的一半,全线有隧道226座,总长度177公里。同时高铁的路基横断面加大,也使得桥梁和隧道的横断面尺寸加大。为满足列车高速通过隧道时产生的空气动力效应要求及旅客舒适度的要求,隧道断面净空有效面积达到100平方米,施工开挖断面达到160平方米。这些要求我们高职铁道工程类在教学过程中必须把桥梁和隧道的施工测量提升到一个新的层面,新技术、新规范、新工艺、新材料、新设备,都是我们要更新和关注的问题。

5)高职院校对学生的培养定位基本位于施工一线,因此,在加强理论知识传授的同时,任课教师也应制定同步的实训计划,如平面控制测量实训、电子水准仪二等水准测量实训、智能型全站仪实训、GPS测量实训等与本课程理论内容和高铁施工一线所用测量技术紧密联系的新仪器操作课程。

3改革教学方法

教育是一种充满了辩证法的科学,又是一种带创造性、艺术性的事业。一所学校整体的教学水平主要决定于教师的学识水平和教学方法的水平。

为了提高高速铁路施工测量课程的教学效果和教学质量,在充分调查研究的基础上对教学方式作出调整。灵活运用传统教学、多媒体课件、现场演示、观看视屏等多种切实有效的教学方法。例如,高速铁路施工测量平面控制网是按照CPI、CPII、CPIII的顺序分级布网测量的,其控制网的布设、测量、数据处理等既相互联系有各有特点,采用多媒体手段能展现其测量过程中的前后联系,是现场需要经历较长时间才能完成的过程在较短时间展示出来;又如。CPIII测量是高速铁路工程测量的新技术,无论使用现场演示或教学录像都不能准确突出放映其测量细节和关键步骤,而使用多媒体课件可以清楚地将其测量的原理、方法、过程和细节叙述清楚。

高速铁路施工测量是一门实践性较强的课程,有些内容不仅需要讲述其原理和方法,还需要有一定的感性认识才能更好地掌握其要点。例如高速铁路轨道施工和轨道精密测量交替进行的现场实况录像,才能直观地认识到轨道精密测量时配合轨道精调施工的关键所在。

4体会与建议

中国已经进入高铁时代,一方面,随着高速铁路建设的持续进行,我们正在面临又一次新的变革,从事高速铁路施工测量课程教学的任课教师只有不断学习,及时关注高铁发展最新动态,与时俱进,紧跟时代步伐,不断创新,勇于探索才能在教学中取得预期的教学目标。另一方面,随着高铁测量新仪器的出现,任课教师还需将GPS接收机、自动测量全站仪、电子水准仪等新仪器的使用及其数据处理作为重点内容,同时新增轨道精密测量的内容。高速铁路施工测量是一门要求任课教师对测量学基础知识掌握既深又广的一门学科,想要教好这样一门课程,任课教师还需传授坐标系转换,高程归化等属于大地测量学的知识,以便学生更深入的对此课程进行系统认知。

[参考文献]:

1.《新建时速度300~350公里客运专线铁路设计暂行规定》(上、下),铁建设[2007]47号,铁道部,中国,2007.

高铁工程施工篇4

关键词:高速铁路;隧道;质量

现代科技学术的发展,使铁路运行速度不断提升,全球第一条高速铁路起源于日本,时速可达200km以上,比传统意义上的铁路更有优势。高速铁路与普通铁路比较具有节约能源、节省土地、安全可靠、性能较好和环境污染少等优点,这就使调整铁路建设不断增加,并提到广泛的推广,当前,时速在200-250km的高速铁路技术已非常成熟了,调整铁路在人们生活中起到重要的作用,也不断影响着人们的出行和交通。这样的调整铁路,对隧道工程的要求是相当高的,隧道工程是铁路建设中不可缺少的重要组成,作为一项综合性高的建设项目,对技术上的要求非常严格,为了不影响铁路通车需要,还在短时间内完成工程建设,可以说,隧道工程是一项工期紧、难度大的建设项目,其施工质量好坏,直接影响的是通车效率与质量,只有全面做好高速铁路隧道工程施工,才能确保调整铁路运行优质高效。

1高速铁路隧道工程的特点

高速铁路的隧道工程是特殊建筑,其结构较为复杂,这类建筑具有自身独特的特征,主要表现如下:

(1)隧道建设工程是应力场中长期存在的,通过一定介质形成一个整体统一的建筑结构,是整体工程的重要组成;

(2)高速铁路隧道施工涉及到通行能力,是工程类比中最复杂的项目,通过合理科学的计算手段,测绘出工程概况,但并不代表一成不变,要根据实际情况做好现场调整与修正,不可预见因素会时刻影响施工进度,动态调整是施工的一个重要原则;

(3)其结构的特殊性,决定了受力部分是要受到支护结构刚度、支护时间以及开挖方式影响的,对那些结构受力不均匀的地段,需要格外强化施工质量,确保施工安全和运行安全,表现为施工上的复杂性;

(4)这类工程施工空间不大,受施工环境影响,不同的工种需要进行交叉施工,环境恶化会增加施工难度,特别是面临空气差、温度高、噪音大、可见度低等施工条件,不但影响人的工作情绪、损害身心健康,更主要的是施工中的危险因素不好控制,如果操作不当,则会导致生命危险;

(5)隧道可视面少,只能看见正反两个面,多数的施工是在隐蔽处,这就导致了对其进行科学评估与分析的直观性,一些工程只有在过程中加以控制,才能确保施工质量,否则,这类工程就会出现许多隐患,给返工增加了危险和难度。

2铁路隧道施工质量控制

2.1洞口施工的质量控制

2.1.1隧道洞门的质量控制。

隧道洞门结构上有着严格的技术要求,其构造物主要是挡土墙、翼墙以及端墙等构成,这个环节重点要对地基承载力进行控制,确保基础工程施工达到技术要求,那么一般情况下,就需要在施工开始前,全面组织参与施工的技术、施工、管理等人员对地基承载力进行测试,确保数据符合施工整体要求。

2.2.2模板质量控制。

控制好几个原则:一是要在工程开始之前,做好洞口的勘查,对洞口结构做好全面了解,按工程设计要求,做好模板设计、加工及安装的准备,使模板规格与尺寸符合工程施工要求;二是要合理选择利用好模板材料,对工程结构进行合理设计后,需要达到整体技术上的要求,尺寸能否满足混凝土施工需要,工程相关的点位、预留孔位置大小是否符合设计要求;三是检测模板安装时是不是牢固,其承载力是否符合要求,有无漏点,确保整体严密。

2.1.3混凝土的质量控制。

混凝土施工是关键的一环节,这个流程需要控制的细节非常多,其质量将直接影响工程最后的质量,只有严格把握好混凝土质量,才能使工程验收、试验合格;在施工中要严格做好材料的配比,严格控制配合比是保证施工质量的重点,这样混凝土强度才能满足施工设计要求,达到标准等级;控制好混凝土浇注时间、做好养生操作,通过全过程控制,最终保证隧道施工质量。

2.2洞身开挖质量控制

洞身开挖时的质量需要保证施工过程的安全与可靠,通过质量控制确保施工进度,重点要对爆破和隧底开挖环节做好全面控制。把握好以下两个重点:一是对装药用量做好控制,不能因为爆炸产生巨大冲击力,导致周围破坏;二是通过光面爆破的方式,控制住周边眼间距及外插角部分;三是对照标准数据,把握好隧道尺寸、高程以及中线。边墙基础确保结构受力均匀,快速紧密结合形成结实的整体结构。

2.3初期支护的质量控制

2.3.1钢筋和钢筋网的质量控制。

钢筋的质量要合乎工程标准,其质量好坏决定了受力程度,要对其进行力学测试,观察表面,看是否有裂纹、锈迹或者损伤,如果发现外观存在问题,则要马上停止使用,更不能当成承受力最强部分的支架使用。

2.3.2锚杆的质量控制。

锚杆一般都是成品,使用前,需要认真核对规格、类型,并做好质量上的控制,通过质量检测做好质量控,一些自制锚杆要把握好材料质量。使用砂浆锚杆需要增加垫板,确保锚杆方向与岩面保持垂直状态,这样垫板能够紧密的贴近岩面,这时才能够拧紧尾部螺母,保持牢固。

2.3.3钢架的质量控制。

钢架质量控制最主要的还是对原材料的把握,钢材型号及钢筋检测是必不可少的程序。在施工过程中,坚决不能虚渣留在脚底,确保牢固紧密,钢架每2米做好混凝土预制块,这样才能确保围岩咬合更加紧密可靠。

2.3.4喷射混凝土的质量控制。

隧道工程最常用的材料就是混凝土,需要严格控制好质量,特别是组成部分的粗细骨料、水泥、外加剂等,要认真做好检测。混凝土喷射是主要的施工方式,在进行施工前,要保证混凝土开挖断面尺寸、待喷面没有松动岩块、墙角处没有杂物,这样才能通过从下到上分段、分层的作业,全面做好混凝土喷射操作。

2.4二次衬砌的质量控制

2.4.1衬砌台车的就位。

使用衬砌台车进行施工,可以事半功倍地完成任务,要想保证施工安全,就要在平整度较高的钢模板上进行,防止混凝土表面留下气泡或者孔洞;只有保证衬砌台车拼装衔接平滑,才能使施工满足设计尺寸要求;控制好衬砌台车运行,不能出现变形等情形,如果控制不好,则会影响施工进度质量,对变形情况要及时调整,可从通过增加支撑丝杠来增强台车支撑。

2.4.2混凝土施工工艺。

混凝土的配比要符合工程标准,对环境要有充分掌握,这样能够随时调整机具和配比度,采用对称式全断面连续输送或两侧轮流浇注的方法,做好全面施工;振捣时棒深大于50cm,保持施工连续性,避免出现施工缝。当混凝土强度达8.0MPa时,可以做脱模处理,并进入养护状态。

2.5隧道内部轮廓的构成以及缓冲段设计

隧道的断面满足空气动力学原理,在使用中,列车需要有避难路、检查道、照明、通风以及通讯等,需要满足隧道出口端微气压波影响,保证缓冲段设计质量,确保行车安全。做好管棚质量控制,保证搭接长度、外插角、孔深均在允许偏差内。

3结束语

随着高速铁路的快速发展,隧道应用越来越广泛,只有不断提高施工技术与能力,合理控制好各环节施工质量,才能确保行车的可靠与安全。

参考文献

[1]中华人民共和国铁道部.客运专线铁路隧道工程施工验收暂行标准[S].北京.中国铁道出版社,2005.

高铁工程施工篇5

关键词:高速铁路;造价控制

中图分类号:F0文献标识码:A

1概述

高速铁路建设资金需求量大,其建设过程中的造价控制是一个至关重要的问题。现阶段项目成本控制的基本方法包括常见的成本累计曲线法、香蕉曲线、挣得值法、项目成本分析表法和价值工程法等。利用挣得值方法进行建设项目成本控制的研究为保障项目实施的顺利进行起到了很大的促进作用,对于道路、桥梁、公路及民用建筑等的工程造价控制方法研究的已经比较成熟,然而对于高速铁路来说仍然鲜有研究。

2高速铁路项目施工阶段造价控制的关键因素分析

2.1设计变更的控制。工程变更时常会在施工过程中发生,其变更的范围包括:增加或减少合同中约定的工程量;省略工程(被省略的工作不得转由业主或其他承包人实施);更改工程的性质、质量或类型;更改一部分工程的基线、标高、位置或尺寸;改动部分工程的施工顺序或施工时间;增加或减少合同的工程项目等。任何一项改动都会对高铁工程造价产生很大的影响。一旦处理不好经常会引起纠纷,损害业主或承包人的利益,对项目成本控制很不利。

2.2建筑材料管理。材料费占工程造价的50%-70%,因此对于材料进价以及使用量的控制应该成为工程造价控制的关键。由于铁路建设工期较长,材料价格的浮动对于工程造价的影响也不容忽视。施工阶段的造价控制要采用“量价分离”的原则,即分为“量”的控制和“价”的控制。要加强采购过程的质量监督,避免腐败现象的发生。高速铁路建设所需材料额度巨大,尤其以钢筋及混凝土的耗用量最为突出。因此在建设工程实施过程中应当有造价咨询的介入,在工程质量、造价、进度方面进行全过程投资控制,避免施工现场严重的浪费现象发生。

2.3外部发生的变化导致成本失控。高速铁路项目建设期较长,因此外部发生的变化对项目投入成本的影响也较大。如:政治经济形式发生的变化―政治经济风险突发性强,造成的损失常常具有全局性,系统性;生产工艺和技术设备发生的变化-产品的科技含量不同其价值也是不同的;建设资本不足或工期延长;资源条件或需求量的变化;现实生产能力达不到设计要求以及预测方法和工作条件的限制等。

2.4业主的管理水平有待提高。业主方面应该克服对监理放权不够的情况。由于我国现行的铁路建设投资体系仍以国家投资为主,不但要重视质量与工期也要重视造价。不要由于行政因素干预进度使造价失去控制。

3高速铁路项目施工阶段造价控制模型

3.1改进的挣得值模型

传统挣得值模型中,BudgetedCostofWorkPerformed(BCWP):已执行工作预算成本(已完成投资额)、ActualCostofWorkPerformed(ACWP):已执行工作实际成本和Budgetedcostforworkscheduled(BCWS):计划工作量的预算费用。挣得值理论通主要是过上述三个基本参数所形成的曲线的位置或相互关系来实现对项目进度与成本的偏差分析,这三个值实际上是以时间为自变量,以费用为因变量的曲线函数。在任意的时间点t,根据施工的实际情况可以分别得到不同的ACWPt、BCWPt和BCWSt。挣得值曲线虽然直观的表示了时间偏差、成本偏差和进度偏差,对于项目的进度可以进行全面的分析。因此,在检查时点t时,上述三个基本值之间的偏离程度可用以下几个参数来衡量:CV(项目成本差异)、SV(项目进度差异)、CPI(成本绩效指数)、SPI(进度绩效指数)。

对于工程量繁复浩大的高速铁路项目,如果能够很好的在费用发生之前进行控制将对于整个项目的造价控制起到至关重要的作用。为此,引入分段曲线FBCWS。即是将时间细分。每一个时间段做出该小段工作量的预算值。FBCWS曲线是建立在上一个报告期的结算基础上的,用以准确的对施工的造价进行实时的引导和控制。如图1所示,在没有FBCWS的实时预测与控制下,工作量的实际造价曲线为ACWP,有了实时控制以后造价为ACWP′。因此,工程造价可以得到更好的控制。

图1改进挣得值曲线

FBCWS=k×f

K-短期计划工作量;F-实时预算单价

此时,设随机时点A,在A时刻ACWP′斜率为ka>FBCWS的斜率为k′a,若ka>ka′则说明A时的实际造价高于预测值;若ka=ka′则说明A的实际造价与预测值相符,若ka

这些指标都是运用动态的评估方法对进度和成本进行测评,项目当前进行的状态可通过图形一目了然,并可以利用它们为进度与成本的同步控制提供依据,将造价控制于未然。

3.2指标测评

3.2.1直接成本测算。在铁路建设中成本主要包括人工费、材料费、机械使用费、其他直接费、间接费和分包工程费用等。

3.2.2归集资源费用到成本库。成本费用的归集一般以独立的工程合同所确定的项目为成本核算对象。在同一施工现场,同一项目部管理,工程开工、竣工的时间相差不大的条件下也可以将两个或多个工程项目确定其成本核算对象。在高速铁路项目建设中,各个标段同时或开工时间相差不大的时候,即可运用此方法。

矩阵A-成本库

Xij-第j标段消耗第i项费用项目的量。其中不

最后统计出各标段的合计费用。

3.2.3成本动因的确定。成本动因是指决定成本发生的那些重要的活动或事项。成本动因的选择受以下一些因素的影响:计算成本动因的成本、选定成本动因与实际作业消耗间的相关性、成本动因的采用所导致的行为、采用成本动因的数量。

成本动因确定之后其统计矩阵B所示。

Dij-成本对象i消耗成本库j的成本动因量。

各成本库的成本动因总量表示为

3.2.4计算成本动因分配率。成本动因率是指每单位作业成本动因所引起的制造费用的数量。作业成本动因率的计算可用下式表示:

成本动因分配率(R)=Xij(成本库费用)/Dij(成本库成本动因总量)

3.2.5将作业库中的费用分配到各项目上去。

某项目的成本动因=某成本库分配率×成本动因数量

成本库费用的分配矩阵:

3.2.6整个工程总造价计算。整个工程的成本=∑(成本动因成本+直接成本)

综上,即可得出精确的成本统计核算值。依次累加得出ACWP曲线。

3.2.7已完成的工作量的统计。已完成的工作量要严格按照施工组织设计来进行计算。

3.2.8计算。经过前面的工作,将已经做好的曲线进行对比,依照挣得值法的评价指标,即可直观掌握项目的进展以及资金使用情况,以更好的控制工程造价。

结语

建设项目施工阶段的造价管理以及成本控制在整个项目管理体系中都处于十分重要的地位。做好造价控制工作,对增加经济效益起着至关重要的作用。运用改进的挣得值方法,将造价控制于费用发生之前,使得造价的控制更为科学有力。然而造价的控制离不开施工进度的控制。因此如何能够将挣得值方法与施工组织设计紧密结合,将关键路线融入于挣得值方法当中,也是有待解决的问题。

参考文献

[1]欧向杰.建筑工程施工阶段成本管理与控制研究[D].天津大学.2007.

高铁工程施工篇6

YangMinjian

(中铁十一局集团第二工程有限公司,十堰330213)

(SecondProjectCo.,Ltd.ofthe11thEngineeringBureauofCRER,Shiyan330213,China)

摘要:大体积混凝土裂缝现象的产生涉及到结构、原材料、施工工艺、环境等因素,但对其专业研究相对较少。工程实践证明,大体积混凝土施工难度较大,混凝土产生裂缝的机率较多,本文查阅了大量参考文献,针对高铁桥梁工程中大体积高强度混凝土的特性,简要阐述和分析了其产生裂缝的原因,并提出了相应的控制措施。

Abstract:Massconcretecracksarecausedbystructure,rawmaterials,constructiontechnology,andenvironment.However,theprofessionalresearchonitisrelativelyless.Engineeringpracticeshowsthatbigvolumeconcreteconstructiondifficultyisbigger;theprobabilityofcrackingofconcreteismore.Thispaperreferstoalargenumberofreferences,inviewofcharacteristicsofmassandhigh-strengthconcreteofhigh-speedrailwaybridge,expoundsandanalyzesitscausesandputsforwardcorrespondingmeasures.

关键词:高铁桥梁大体积混凝土裂缝控制

Keywords:high-speedrailwaybridge;massconcrete;crack;control

中图分类号:[U24]文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)32-0101-01

1大体积混凝土的定义

大体积混凝土通常为现场浇筑的混凝土尺寸大到需要采取措施来应对水泥水化而产生的热量和伴随发生的体积变化,应尽可能减少温度裂缝。美国混凝土协会(ACI)给出的大体积混凝土的定义为:就地浇筑的混凝土,当尺寸大到一定要采取措施解决水化热问题来应对变形问题,来减少开裂的混凝土就能够称为大体积混凝土。我国《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55一2000)中明确的定义为:“大体积混凝土―混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m,或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。”

2高铁桥梁工程大体积混凝土的裂缝原因

高铁桥梁双线桥梁墩身以及高墩大尺寸桩基础承台等大体积混凝土结构通常要一次性进行整体浇筑。大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的,各类裂缝产生的影响原因如下:

2.1当混凝土降温时,因为混凝土逐渐散热并发生收缩,在硬化过程中,其内部拌以及水的水化和胶质体的胶凝等共同作用,使之产生硬化收缩。在这个过程中,因为多种约束的共同存在,会使产生较大的拉应力,一旦拉应力高于混凝土的抗拉强度,就会产生收缩裂缝。这类裂缝一般会贯穿全整个截面,后果一般比较严重。轻则会影高铁桥梁的外形美观以及耐用性,重则会严重破坏混凝土结构。

2.2大体积混凝土浇筑完成后,水泥水化热温升较高,由于体积较大,聚集在混凝土内部的水泥水化热不易散发,会导致混凝土内部温度显著升高,其表面温度因为散热较快而造成温度相对较低,这时就导致了较大的内外温差,导致其内部产生压应力,而在表面则产生拉应力。一旦拉应力大于混凝土抗拉强度,则会产生表面裂缝。其随着表面水分的蒸发以及混凝土干缩,使表面裂缝加剧。

2.3采用蒸汽养护或冬季施工措施不当,混凝土骤冷骤热,内外温度不均,易出现裂缝。

2.4大体积砼在施工期间,由于受外界气温的影响导致开裂。

2.5混凝土在空气中硬结时体积减少的现象称为混凝土收缩。砼的拌合水中,只有约20%的水分是水泥水化所必需的,其余80%要被蒸发。砼中多余水分的蒸发是引起砼体积收缩的主要原因之一。这种收缩变形不受约束条件的影响,若存在约束,就会产生收缩应力而出现裂缝。

3高铁桥梁大体积混凝土裂缝控制

高铁桥梁工程大体积混凝土裂缝可以主要从以下六个方面来进行控制:

3.1加强结构设计一是设置分布钢筋。在高铁桥梁大体积混凝土中要根据需要配置构造钢筋,设置分布干劲是有效地提高抗裂性能的关键手段之一。二是在设计中协调处理好“抗”与“放”的关系,应根据高铁桥梁工程的特点,设置好后浇带、膨胀加强带、应力释放带,通过合理的设计使结构应力适中,确保满足载力极限和使用极限。三是做好地基处理,尽可能地减小地基对高铁桥梁大体积混凝土的阻力,尽可能减小温度应力影响。

3.2优化混凝土配合比在高铁桥梁工程中应优先选择低热以及中低热水泥,尽可能减少单位用水量和单位水泥用量。在骨料的选择上要优先选用含泥量低、热膨胀系数小的骨料,同时要做到骨料的连续级配。在粗骨料的选择上应钻用最大粒径大一些的,应尽可能地降低砂率。要高度重视掺入矿物掺和料,同步降低胶结材料水化热的作用。对于不同情况正确选择缓凝剂、减水剂、膨胀剂等。通过试验优化最佳的配合比。

3.3制定合理的施工方案在混凝土拌制阶段,应确保拌制混凝土拌合物搅拌合成之后所达到的温度。在运送时间上要努力做到最短,冬季混凝土的入模温度应不低于10℃,夏季混凝土的入模温度应不高于25℃,同时要全面保证混凝土易性及坍落度要求。

在混凝土浇筑阶段,应选择合适的浇筑分层方法,保证混凝土连续浇筑不产生中断。在混凝土振捣阶段,应注意振捣必须密实,同时要做好振捣后的混凝土表面的收光处理,在有必要市可进行二次振捣。在混凝土养护阶段,目前相应的养护方法很多,比较常用的方法有保温蓄热法、预蓄水法、埋冷却水管法等等,可根据高铁桥梁工程的实际需要选择。

3.4科学合理的进行分段和施工因为高铁桥梁大体积混凝土的平面尺寸都很大,现场浇筑混凝土一定要面临混凝土的抗裂问题。因此控制混凝土温度变形裂缝的方法通常采取“抗放兼施”的方法,让结构即不产生很大的应变,同时也不产生很大的应力,以达到控制混凝土裂缝的目的。这就要求在施工前对缝间距、后浇带位置等做出科学合理的设置。

3.5高度重视混凝土骨料的选择石子要选用致密、坚硬、耐久、没有裂隙的优良石料,杂质的含量必须符合《普通混凝土用碎石或卵石质量及检验方法》的相关规定。因为碎石混凝土强度比卵石要高,其抗裂性也比较好。为此在高铁桥梁工程中应采用碎石混凝土。石子间断级配因为其自身孔隙率较小,在节约水泥降低水化热方面有益,但加工较困难,如果施工中没有强力震动机械可能产生离析现象,因此在高铁桥梁大体积混凝土施工中,应采用连续级配的石子。

3.6计算机辅助分析的运用采用过去传统公式计算混凝土的温度以及温度应力,计算量大,过程繁琐,计算结果和实践发生偏差的可能性也较大。在高铁桥梁工程中推进使用有限元分析软件ANSYS进行模拟分析。在高铁桥梁施工中,事前必须制定好周密的温度监控方案,在进行混凝土浇筑前,应根据温控方案做好温度测点。在施工中应严密监控混凝土温度变化,依据监控信号,对相应的整养护方案进行调整。

参考文献:

[1]混凝土结构设计规范(GB50010-2002).[S]中国建筑工业出版社,2002.

[4]段峥.现浇大体积混凝土裂缝的成因与防治.混凝土,2003.