靳士棟

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司橋梁處，天津 300142)

1 概述

隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，鐵路運輸?shù)膲毫Σ粩嘣龃?，為提高既有鐵路的運能，對既有鐵路實施擴能改造勢在必行。而既有鐵路普遍存在設計標準低、縱斷面控制緊的特點，大量地采用了低高度梁、超低高度梁等特殊結構，嚴重地制約著既有鐵路增建二線縱斷面及平面的設計。

由于鐵路橋涵規(guī)范的修訂，既有低高度梁、超低高度梁已無法滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。為節(jié)約土地資源、降低工程投資，既有線增二線一般以并行等高為原則，所以二線橋梁部以采用與既有梁建筑高度相差不大的梁為宜，故需從梁部制作(的)材料入手，設計出適應既有線縱斷面的新梁型。

活性粉末混凝土(RPC混凝土)材料具有高強度、高彈模、高耐久性、高延性等特點，采用RPC混凝土梁代替普通混凝土(超)低高度梁，大大解決了結構高度低、凈空受限制的技術難題。由于梁高較小，梁部豎向抗彎剛度相對較弱，RPC材料優(yōu)異的性能解決了普通混凝土(超)低高度梁的剛度較弱的問題，采用RPC混凝土梁后豎向抗彎剛度比普通混凝土梁提高35%以上，混凝土抗壓強度提高140%以上。本文結合已制造成功并應用的RPC材料預應力低高度梁，對其施工工藝及驗收標準進行總結、探討。

2 施工工藝

2.1 梁部制造

為提高結構耐久性，混凝土耐久性指標及施工工藝應滿足《鐵路混凝土結構耐久性設計規(guī)范》的相關要求。為抵消預加應力引起的梁體上拱，制梁時須根據(jù)實際情況及鋪碴時間在橋面板和梁底預設反拱。梁體鋼筋應整體綁扎，先進行梁體鋼筋的綁扎，然后進行橋面板鋼筋的綁扎。頂面鋼筋根據(jù)橋面坡度斜置，施工中應注意鋼筋位置的準確性。橋面泄水孔處鋼筋可適當移動，并增設螺旋筋進行加強;當采用墊塊控制凈保護層厚度時，墊塊應采用與梁體同等壽命的材料，且保證梁體的耐久性。

在混凝土配制之前，應對混凝土所用粗、細骨料進行成分分析及堿活性試驗，粗骨料母巖的抗壓強度與混凝土強度之比不宜小于2。

制梁時應保證縱、橫向預應力管道位置準確;應保證預埋T型鋼、支座套筒位置準確。T梁上下翼緣、隔板與腹板相交處宜做成半徑為30 mm～50 mm的圓弧倒角。

進行預施應力張拉時，預施應力應按初張拉和終張拉兩個階段進行。

管道壓漿水泥漿強度等級不低于M40，技術標準應滿足《鐵路后張法預應力混凝土梁管道壓漿技術條件》的要求。

預制梁橋面防水層和保護層在廠(場)內(nèi)進行制作，保護層在梁體的內(nèi)側(cè)預留100 mm，供橋面濕接縫處防水層和保護層施工時搭接。

2.2 存梁及運輸

存梁(包括頂梁、移梁)時的梁端懸出長度，應符合設計要求。當長期存梁時應采取預加荷載措施，防止梁體產(chǎn)生過大上拱。配裝同一孔的各梁片澆筑混凝土日期及預加應力的齡期相差不宜超過5 d。運輸時應按鐵路超限貨物裝載加固和運輸?shù)挠嘘P規(guī)定辦理，不考慮預鋪底碴。運輸通過線路最小曲線半徑350 m。

2.3 架梁

采用分片預制、分片架設的方法，施工荷載按邊鋪邊架的方式檢算，架梁時按枕下鋪設150 mm厚道碴且未鋪設人行道進行檢算，抗裂安全系數(shù)大于1.1，強度安全系數(shù)大于1.8。當架橋機不能全部完成空中移梁時，采用墩頂移梁輔助完成架梁作業(yè)。當一座橋使用多孔梁時，為連續(xù)架梁，提高架梁速度，對已就位的梁應先焊連梁端及跨中三個隔板，連接鋼板需滿焊，焊縫高度8 mm。各橫隔板先穿上橫向預應力鋼絞線，并用木撐塊(桿)將隔板上下翼緣支撐好，然后拉緊橫向預應力鋼絞線，在保證架梁時穩(wěn)定的前提下架設下一孔梁。架梁時應保證各片梁的橫向預應力孔準確對位。

3 驗收標準

3.1 對原材料的要求

混凝土的主要原材料包括水泥、骨料、外加劑、復合摻合料和纖維，在驗收過程中，應嚴格控制相應的強度、含量等指標。

施工配合比的水膠比不得大于0.2，拌合物和易性根據(jù)實際施工條件要求確定，但是坍落度不宜大于180 mm。

3.2 混凝土的養(yǎng)護及拆模

對成型完畢的構件，應嚴格按照靜停、蒸汽初養(yǎng)、蒸汽終養(yǎng)和自然養(yǎng)護四個階段進行養(yǎng)護。

氣溫急劇變化時不得拆模。

3.3 預加應力

張拉千斤頂?shù)男Ｕ禂?shù)不應大于1.05(采用壓力桿、傳感器或試驗機配套校正)，千斤頂校正有效期限不應超過一個月;油壓表應采用防震型，其精度等級不應低于1.0級。最小分度值不應大于0.5 MPa，表盤量程應在工作最大油壓的1.25倍～2.0倍之間。油壓表檢定有效期不應超過7 d。當采用0.4級精度的精密油壓表并計量管理部門按0.4級精度進行檢定時，其有效期不應超過一個月。

獲得油壓表量值傳遞權的企業(yè)，應對壓力校準儀或活塞壓力計及母表進行周期檢定、定期校準、比對試驗，并應在使用前校核，隨時注意是否發(fā)生故障或異常。

預應力筋穿束前應以試通器穿過，并清除管內(nèi)淤水，檢查有無穿孔漏漿。穿束時束號與孔道應對應正確，各束順直不交纏，兩端外露長度相等。

縱向預施應力宜采用二階段進行。

縱向預應力張拉應在三個(或兩個)階段分別測量鋼絞線的伸長值。實測伸長值與計算伸長值的差值不應超過±6%。伸長值應按鋼絞線實測彈性模量計算;每端鋼絞線回縮量應控制在6 mm以內(nèi)。

預加應力時，每片梁斷絲及滑絲數(shù)量應低于預應力鋼絞線總絲長的0.5%，并不應位于梁體的一側(cè)，一束內(nèi)斷絲不應超過一絲。

錨固后，夾片外露應齊平，錯牙不超過1 mm。終拉后的24 h內(nèi)，每端各鋼絞線的回縮量不應大于1 mm。

預制RPC后張梁終張拉后應實測梁體彈性上拱，實測梁體彈性上拱不宜大于1.05倍設計計算值。

3.4 孔道壓漿

孔道壓漿應在預應力終張拉后48 h內(nèi)進行，壓漿過程中及壓漿后48 h內(nèi)，梁體溫度低于5℃時應采取預熱、保溫措施。

孔道壓漿用水膠比不大于0.35。水泥漿不應泌水，強度滿足設計要求。壓入孔道的水泥漿應飽滿并且密實，并具有微膨脹的性能。

孔道壓漿水泥漿應摻高效減水劑;高效減水劑應符合TB 3043-2005標準的規(guī)定。高效減水劑的摻量由試驗確定;不應摻入氯化物或其他對預應力鋼絞線有腐蝕作用的外加劑。

水泥漿自攪拌至壓入孔道的間隔時間一般不應超過40 min。

3.5 封錨混凝土

縱、橫向預應力筋錨圈與墊板接觸處四周應用聚氨酯防水涂料進行防水處理。

封錨應采用混凝土強度等級不低于C40的微膨脹細石混凝土。封錨前應將封錨處混凝土鑿毛，并對錨具進行防銹處理。在封錨后的圓周(長方形四邊)上應采用聚氨酯防水涂料進行防水處理。

4 成品梁質(zhì)量要求

活性粉末混凝土的抗壓、抗拉強度與彈性模量不低于設計值。

混凝土及其材料的抗凍性、抗?jié)B性指標應符合表1規(guī)定和設計要求。

表1 混凝土及其材料的抗凍性、抗?jié)B性指標

RPC后張梁的抗裂性、剛度通過靜載彎曲試驗檢測，應符合下列要求:

全預應力RPC后張梁靜載彎曲抗裂安全系數(shù)Kf≥1.20;靜活載撓度實際值ψf實測≤f設計，其中，ψ為等效荷載加載撓度修正系數(shù)。

RPC后張梁外觀質(zhì)量缺陷和檢測方法應符合表2的規(guī)定。

表2 RPC后張梁外觀質(zhì)量缺陷和檢測方法

5 結語

RPC混凝土材料是一種國際上前沿發(fā)展的超高強度、高韌性、高耐久性、體積穩(wěn)定的新型建筑材料，在土木工程結構上具有良好的發(fā)展前景。

RPC混凝土梁代替普通混凝土(超)低高度梁，大大解決了結構高度低、凈空受限制的技術難題，為增建二線橋梁，提高既有鐵路的運能提供了很好的選擇。

RPC混凝土梁的設計、施工、架設工作要結合新材料的特點優(yōu)化施工工藝，嚴格遵守相關規(guī)范。

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