铁路T梁新技术、新工艺制梁的研究
武玉乐
摘要:近年来随着我国经济的持续发展,铁路建设量迅猛增加。当铁路穿过河流、沟谷时,需要修建铁路桥梁,而大多数铁路桥梁是采用简支或多孔先简支后结构连续的T梁,所以主体T梁的质量直接关系到曲线梁桥的使用性能和使用寿命。在阐述了传统制梁工艺的基础上,分析了其存在的主要问题和缺点,继而故提出了蒸汽工艺和整体制梁法两种制梁的新技术及新工艺,对于加快工期,减少人力物力浪费,保证铁路T梁内在质量起到了很好的作用。
关键词:铁路T梁;制梁;新工艺、新技术
1 引言
在铁路桥梁施工过程中,桥梁上部构造较多采用预制安装方案施工,T梁预制的质量好坏直接影响到铁路桥梁的使用效果。然而传统的制梁技术,工艺制造出的梁技术要求高,因此在铁路T梁的预制过程中会出现诸如,梁腹侧表面、T梁端头锚固截面有蜂窝、麻面现象,模板拼缝处有“错台”,个别梁有“跑模”现象,T梁翼板顶面板收缩裂缝较多,T梁顶面混凝土板表面高低不平,外形尺寸偏差、梁顶板混凝土太薄等质量问题,而且制作工期较长,使桥梁生产不能程序化、标准化。因此加强铁路T梁新技术、新工艺制梁的研究至关重要,对于加快工期,减少人力物力浪费,保证铁路T梁内在质量意义重大。
2 铁路T梁主要制作工艺
一般来说铁路T梁的制作工艺主要包括台座制作及模板安装、钢束、预应力孔道制作及安装以及钢筋与预埋件安装和混凝土浇注与养生,下面主要介绍一下各个施工工艺流程,并分析其中存在的问题及缺陷。
2.1台座制作及模板安装
台座、模板制作及安装是T梁预制工艺最重要的工序。台座一般使用钢筋混凝土结构,台座长度以最长梁长制作,两端有活动底板。当台座两侧宽度较小时,会影响后续的拆模等工艺流程。
模板一般采用成套定定制的钢模。在使用这种模时,一定要做到准确的定位,牢固紧密的安装。这样制得的梁整体性、联结性差,而且拆模后梁体外表仍然比较粗糙,外观尺寸误差比较大。
2.2钢束、预应力孔道制作及安装
制作预应力钢筋应根据最长梁长,根据计算长度、工作长度和原材料试验数据确定下料长度,梁体预应力孔道成型采用橡胶管抽拔成孔。
2.3 钢筋与预埋件安装和混凝土浇注与养生
T梁的钢筋和预埋件安装需严格注意以下几点:(1)由于梁长的差别,在梁的横隔板钢筋安装前,需要进行计算,以实现精确定位,避免架梁后横隔板错位;(2)翼缘板钢筋安装前要先立模,然后安装,安装时要在翼缘板上精确划线,来控制翼缘板的钢筋间距,按设计尺寸安装边梁外侧翼缘板钢筋;(3)预埋件的埋放工作在浇注前应做好、横坡调整装置提前设置好及各类钢筋的定位和补强工作要安排妥当。
混凝土的质量的好坏直接影响着铁路T梁梁体的强度、弹性模量压缩量等性征。因此,混凝土配合比的选定、拌制、浇注以及养护对于铁路T梁质量的保证非常重要。对于混凝土浇注和养生传统的做法是直接将其在自然条件下晾晒。按照一般正常速度,混凝土浇筑后,在自然条件下晾晒,要等到七八天后混凝土才能达到一定强度,这样混凝土凝固速度慢,进而贻误工期。
3铁路T梁制作新工艺、新技术
鉴于传统制梁方法的缺陷和限制,目前发展了一些新的制梁方法和技术,对于保证T梁质量,加快预制速度,节约能源,减少污染等方面起到了重要作用。
3.1 蒸汽养生制梁法
制作一片T梁首先要做T梁预制台座,然后进行钢筋骨架,模板安装等,前面一切都准备就绪就要进行混凝土浇筑,等混凝土达到一定强度后就要压浆、封端。但这些都是一些比较传统的T型梁的制作过程,传统方法是在混凝土浇筑后要在自然条件下晾晒,而与传统方法不同的是,现在制梁新技术、新工艺则是利用蒸汽养生工艺。
(1)自动温控养护技术
采用成套蒸汽养护自动控制系统,通过自动调节蒸汽供应,实现全过程实时量测、控制蒸养环境温度,有效解决了纵横向“温度差”的问题。
(2)形成和建立一套较为完善的蒸养工艺
一方面按照蒸养工艺曲线的要求实现静停、升温、恒温、降温等阶段,记录梁体整个蒸养过程的温度实际情况,形成记录曲线,可以大幅度提高梁体养护质量,缩短T梁养护时间。
(3)自行滑动式蒸汽养护棚罩
自行滑动式蒸汽养护棚罩不仅密封性能好,而且移动方便快捷,能够为自动温控养护的顺利实施提供工装保障。
据统计,采取自然养生的方法,每个台座每3~4天平均仅能生产1片梁,而采用蒸汽养生的方法,每个台座每2天平能生产1片梁,生产速度得到了大大的提高,同时也为铁路桥梁建设的提速起了决定性的作用。例如中铁四局二公司梁场为确保应急工程西宝动走线建设如期完工,就采用蒸汽工艺制梁提高T型梁的生产速度,从而保障了工程如期完工。
3.2 整体制梁法
在T梁制作过程中,目前发展了一种整体制梁法,即在整体式绑扎台座上绑扎钢筋、并进行整体式拆、立模板法制作施工,比传统的分体式拆、立模板法、分体式绑扎法制作速度更快,而且这样制得的T梁钢筋骨架的整体性、联结性更强,即使拆模后梁体外表仍然比较光洁,外观尺寸误差相当小。
目前对于以往很多铁路T梁的制作中,模板都采用了分扇式制作,螺栓连接安装的方式,每块钢模长度与T梁两个横隔板间距等同,就不可避免出现模板接缝漏浆,混凝土错台,有混凝土拼缝的现象。若采用箱梁模板的立拆模式,模板采用轨道配合油顶整体安、拆的形式,可以在很大程度上减少成本投入,增加施工功效,同时可以保证T梁预制的外观质量,减少T梁混凝土施工的常规弊病。
3.3 T梁制梁新工序
除了新工艺对于加快T梁制作速度,保证其内在质量意义重大,有时通过优化工序组合和资源配置,也可以充分压缩制梁关键线路各工序时间,达到快速制梁的目的,实现铁路T梁的集约化生产。
(1)T梁封端
将封锚段外围轮廓混凝土和预制梁体一起浇筑,张拉完成后采用挡板封闭便可直接浇筑封锚段混凝土。此方法快捷方便,在保证梁体内外质量的前提下,有效解决了以往梁体拆模张拉完毕后再立封锚段模板,施工较为烦琐,且封锚段混凝土浇筑易产生漏浆的问题。
(2)混凝土工序
合理配置混凝土拌合、运输及灌注设备,缩小混凝土的浇筑时间。
4 结束语
铁路T梁新技术、新工艺日趋成熟,它与传统的制梁方法比较具有以下几个特点:
(1)大大缩短了施工制梁时间,保障T梁能够按时完成。
(2)制梁灵活,尤其是工期有大的调整时能迅速增加要素配置,确保上期目标的实现。
(3)能够培养出专业化的施工队伍,流水作业施工,工人重复上作,技术熟练,工作效率明显提高,混凝土施工质量得到较好的控制。
在铁路T梁的预制过程中,针对工程设计工期紧、质量和环保要求严、技术标准高、施工难度大等实际问题,强化安全、质量、环保措施,优化施组,科学施工,只有大胆采用新技术、新工艺,组织科技攻关组搞科技创新,才能确保施工安全,节约工程成本,加快工程进度。
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