铁路预应力混凝土桥梁的特点以及连续箱梁施工技术
【摘要】预应力混凝土桥梁结构使用的是预施应力工艺，有利于节省钢材用量，减少材料费用，而且能够减轻结构自重，行车噪声较小，具有良好的耐久性，在当前许多大型连续桥梁建设中都有广泛应用。在连续箱梁施工中，模板安装、支架预压、钢筋绑扎、混凝土浇筑、预应力施加等环节都极为关键，在施工中应加强对细节工作的重视，保证基础操作不会出现失误，对施工技术加以改进完善，进而保证桥建质量。
【关键词】预应力混凝土桥梁结构；连续箱梁施工技术；预应力施加；节省钢材
引言
经济的发展带动了运输行业的进步，尤其是铁路运输，近些年飞速发展，随着交通运输压力不断增长，作用日益凸显，铁路桥梁建设也越来越重要，其中涉及到诸多工学、力学知识，在实际建设中还应结合桥梁的实用性、耐久性、经济性和美观性等做综合考虑，保证桥梁在能够承载运输压力的前提下，应尽量节省材料、实现环保型建设，因此，在现代的铁路桥梁建设中，多采用的是预应力混凝土桥梁结构。
1、预应力混凝土桥梁及其特点
桥梁建设有许多种方式，预应力混凝土桥梁是其中之一，最早出现于上世纪30年代，经过近百年的发展，取得了很大进步，应用越来越广泛。现代化桥梁呈现出桥身轻便、外型美观、造价低廉的发展趋势，预应力运用在桥梁结构中，可在桥梁承受荷载前对其施加预压应力，使其微观结构有所变化，刚性提高，各个部件能够及早适应压力，正式使用时能有效避免出现变形、裂缝、振动等情况，是桥梁建设中一种科学的防护方法。
针对中小跨度的桥梁，预应力混凝土桥梁无疑已占据了绝对的优势，且逐渐朝着大跨度发展，与钢桥之间的竞争越来越激烈。之所以应用范围如此广泛，主要在其优点，承载力强，该桥梁形式采用的是预施应力的工艺，可提高桥梁的刚性，延迟裂缝形成的时间，具有很好的承载力；与钢桥相比，该种桥梁比较环保，铁路运输中产生的噪声小，且便于养护；与钢筋混凝土桥相比，此种桥梁高度低、自重轻，因材料质量较好，能够有效防止裂缝，耐久性也有了很大改进；另外，该种桥梁还有利于节省钢材使用量，减少造价。其不足之处在于，与钢桥相比，自重要大，且工期长，有时施工工艺过于复杂。
2、铁路预应力混凝土桥梁现浇连续箱梁施工技术应用
某铁路桥梁建设工程，上部结构设计跨径为（20+25+20）m的预应力连续箱梁，箱梁截面为单箱三室、变截面直腹式结构，布置方式与桥梁的中心线相对
称。箱梁的顶板宽在15.68m～20.04m之间，底板则为12.45m～17.5m，梁高2.2m，底板和顶板厚度为0.5m，中腹板厚0.82m。
2.1施工流程
基础处理→支架搭设→铺设临时底模→超载预压→卸载→铺设底模、侧模、绑扎钢筋、浇筑混凝土及养护→预应力张拉及压浆→支架及模板拆除。
2.2地基处理
施工前应彻底清除现场地表的淤泥、腐蚀土，选择优质砂卵石进行回填，然后碾压密实，保证密实度在90%以上并进行地基承载力检测须满足要求，同时应做好排水沟等，保证排水的顺畅。地基处理好后，在上面浇筑25cm厚的C20混凝土，以此为支架基础。支架搭设保证足够的刚度、强度和稳定性。
2.3支架预压
地基处理完毕，结合本工程的要求，按照正确的程序进行支架搭设，并对其各方面进行了精确计算，均符合要求。为防止支架出现变形，进而对梁底标高进行准确控制，需要开展支架预压工作，该工程中选择的是砂袋法预压。先将方木纵横铺设于支架顶部，主要对底模板起支撑作用，临时底模选择酚醛树脂板，铺于方木上，接着吊装砂袋。预压加载前在梁底模端头、1/2截面、1/4截面、3/4截面处设置标高观测点，采用精密水准仪等仪器观测并记录好初始标高，实时对标高的变化进行监测。预压重量为箱梁自重加最大施工荷载总和的120%。预压分3级加载，按60%、90%、120%预压总荷载的加载顺序进行。每级加载后静压24小时，测支架和地基的沉降量；最后一级加载后每天观测一次，直到72小时累计下沉量小于1.0mm为止，待支架的非弹性变形消除、地基沉降稳定后方可卸载，卸载后再次测量标高。根据加载前和卸载后的标高计算支架的变形量（包括地基的弹性变形），作为预拱度设置的主要依据。预压过程中要注意观察杆件和方木等，是否有变形、断裂等情况。卸载支架的步骤和加载的步骤相反。
2.4模板和支座安装
模板采用强度和刚度符合要求的酚醛树脂模板，倒角处弧形模板采用自制钢模并焊接L形连接件、预留锚栓孔，用铆钉将倒角钢模与木模连接。模板的安装要保证梁体的各项设计尺寸，接缝严密，不漏浆，模板内不得有碎屑，模板表面应涂刷脱模剂。外模的支撑系统采用轻型桁架，上口采用对拉杆固定。底、腹板钢筋绑扎完毕后安装内模，为了防止在浇筑腹板混凝土时两侧模板外胀，在侧板通风孔处穿Φ20对拉杆固定。为避免出现漏浆的现象，在模板的缝隙处塞海绵条。
支座的安装采用的是整体法，先仔细找平垫石顶面，然后确定下螺栓的具体位置，对其孔径的深度进行仔细检查，并将螺栓进行锚固。安装过程中，需保证支座的中心线平行于主桥梁的中心线，安装好之后，保证支座的稳定，不得扰动。
2.5钢筋制作、安装
钢筋安装之前，应再次检查底模的标高，并对轴线进行测设，保证其符合要求，经技术负责人及监理验收合格后，方可进行下一步操作。钢筋在钢筋棚集中加工，运至现场绑扎成型。在绑扎钢筋时，为保证其质量，必须严格按照设计图纸和程序进行绑扎。钢筋骨架片的加工，本工程是在特制的工作台上进行的，然后放出钢筋和骨架片的大样，为防止运输、浇筑时发生变形或移动，需将其焊接牢固。在钢筋施工过程中，砼垫安放准确，如果发生损坏，必须进行更换；如果钢筋之间出现相互干扰的状况，必须经监理工程师的许可后进行适当调整，且应遵循一定的原则，确保预应力钢筋、主筋符合设计要求。2.6预应力管道安装
按照设计预应力管道位置，在安装钢筋过程中，相应安装预应力管道，避免出现交叉干扰。
预应力管道采用波纹管，安装之前应对其进行变形和灌水试验，然后依据设计图纸准确安装，禁止折断、扭曲的现象发生，管道的线型保持圆顺。采用定位钢筋对波纹管进行固定，定位钢筋焊接时不得伤损波纹管。安装锚具时，确保“三同心”，注意锚垫板的轴线和预应力管道的轴线应保持一致，而且避免浇筑混凝土时发生偏移，必须将锚具固定牢固。
2.7混凝土的浇筑和养护
混凝土由拌和站集中拌合，搅拌运输车运输，泵送入模，一气呵成、连续浇筑。浇筑方向从跨中向两端循序进展，分层下料、振捣，每层厚度不超过30cm。混凝土振捣采用插入式振捣为主、附着式振捣为辅，振捣应均匀，防止漏振或过振。振动棒要快插慢提，不得和钢筋、模板或预应力管道等发生碰撞。混凝土浇筑进行中不任意中断，因故必须间歇时，间歇最长时间应按所用水泥凝结时间、混凝土的水灰比及混凝土硬化条件确定。为避免腹、翼板交界处因腹板混凝土沉落而造成纵向裂纹，在腹板混凝土浇完略停一段时间，使腹板混凝土能充分沉落，然后再浇筑翼缘板。但必须保证在腹板混凝土初凝前将翼板混凝土浇筑完毕，并及时整平、收浆。
混凝土浇筑完毕后，及时对混凝土进行养护。用无纺土工布将顶部暴露面覆盖，并设置自动喷淋装置进行洒水。当混凝土强度满足拆模要求，且芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差均不大于15℃时，方可拆侧模。拆模后，及时包裹土工布，设置自动喷淋装置进行混凝土养护28d以上。
2.8预应力张拉
混凝土强度及弹模达到设计的100%且龄期并不少于7d，方可张拉预应力。张拉采用“双控法”，两端同步、左右侧对称张拉，最大不平衡索不超过1束，张拉顺序按先腹板束、后顶、底板束，从外到内左右对称进行。按照先纵向束后横
向束顺序张拉。有时钢束张拉会出现实测伸长量超出计算值的±6%情况，应分析查找原因，加以解决。
2.9支架卸载
待梁体张拉压浆完毕、强度达到100%设计强度后，拆除支架。落架遵循全孔多点、对称、缓慢、均匀的原则，从跨中向支点依次循环拆除。
3、结束语
随着桥梁事业的发展，铁路桥梁建设规模扩大，作用也更加重要，预应力混凝土桥梁结构是经常采用的结构形式，具有诸多优势，在连续箱梁施工中，必须控制每一个环节，保证整个功能工程的质量。
