鐵路橋梁預應力鋼筋工程控制問題探討

李赫

【摘要】我國鐵路交通運輸行業迅速發展，鐵路建設技術在不斷提高，預應力施工技術是提高鐵路橋梁施工質量和安全水平的關鍵，在鐵路橋梁工程施工中被廣泛應用預應力鋼筋工程控制是主要課題，本文在分析鐵路大橋連續梁預應力體系的基礎上，對其中預應本針力施工存在相關問題進行探討，提出相關問題的控制措施，于今后類似鐵提對路橋梁施工具有一定借鑒作用。

【關鍵字】鐵路橋梁；預應力鋼筋；工程控制；

我國鐵路交通運輸行業迅速發展，鐵路建設技術在不斷提高，預應力施工技術是提高鐵路橋梁施工質量和安全水平的關鍵，在鐵路橋梁工程施工中被廣泛應用，譬如橋梁結構加固、橋梁彎矩構件、鋼混結構中多跨連續梁等，鐵路橋梁預應力施工技術的應用，需要安裝和檢驗預應力材料，以及提高施工的安全水平和控制施工質量水平，減少鐵路橋梁施工過程質量事故的出現。

一、 鐵路橋梁組成及類型

鐵路橋梁跨越空間的結構物，簡稱橋跨或橋跨結構。鐵路橋梁上部結構通過支座支承于橋墩和橋臺上，它的結構類型，決定了橋梁的形式。橋梁上部結構由橋面、主梁和支座三部分組成。

1.橋面 供車輛和行人直接走行的部分。鐵路橋面有鋼軌和軌枕支承于縱、橫梁系統的明橋面；有道碴槽板、道碴、軌枕、鋼軌組成的道碴橋面；有鋼軌直接聯結于橋面板或主梁上的無碴無枕橋面。

2.主梁 橋梁主要承重結構，是橋梁上部結構的主體。鐵路橋的主梁，一般為兩片。小跨度的主梁間距不大，橋面可直接鋪在主梁上。也有采用多片主梁的。主梁可做成實腹的板梁，桿件連成的剛架或桁架，主梁與橋面、聯結系結合而成的箱梁。

3.支座 橋梁上部結構的支承部分。其作用是將上部結構的支承反力（包括豎向力、水平力）傳遞給橋梁墩臺，并保證上部結構在荷載的作用和溫度變化的影響下，具有設計要求的靜力條件。支座有活動支座和固定支座兩種，可用鋼、橡膠或一定標號的鋼筋混凝土制作。橡膠支座是一種新型支座，具有重量輕、高度低、構造簡單、加工制造容易、用鋼量少、成本低廉及安裝方便等優點。

按橋面置于上部結構的位置，橋梁上部結構可分為上承式、下承式（穿式或半穿式）和中承式。上承式、下承式和中承式的橋面分別置于上部結構的頂部、底部和中間。按上部結構主梁的結構形式或主要承重構件特征，橋梁上部結構可劃分為板式梁、桁梁、拱橋、剛架（構）和斜腿剛構、斜拉橋、懸索橋等類型。

1.板式梁 板式梁截面形式一般為矩形、I形、T形、□形和箱形，適用于中小跨度的簡支梁及較大跨度的連續梁。常用的有混凝土板梁、鋼板梁、結合梁、箱形梁和槽形梁。 ①混凝土板梁。包括普通鋼筋混凝土梁及預應力混凝土梁。可采用工業化和機械化施工，砂石骨料一般可就地取材，用鋼量小；維修工作簡單；行車時噪聲小；使用壽命長。對中小跨度的鐵路橋梁，各國都基本上采用預應力混凝土梁。并實行標準化、系列化和預制裝配施工。 中國從20世紀50年代開始制訂出全國鐵路統一的鋼筋混凝土梁和預應力混凝土梁（包括先張法、后張法）標準設計。1956年在東隴海線新沂河橋建成中國第一座預應力混凝土鐵路橋梁。目前，無碴無枕預應力混凝土鐵路橋梁及后張法預應力混凝土串聯梁正在不斷發展，兩者最大跨度均達到40米。 ②鋼板梁。其主要承重結構是兩片 I字形截面的板梁。上承板梁的構造較簡單，鋼料較省，可以整孔裝運，整孔架設。下承板梁是將橋面布置在兩片梁之間，列車在兩片梁之間通過。一般將橋面擱置在縱梁上，使建筑高度（自軌底至梁底）大為縮小。下承板梁與上承板梁相比，結構復雜，用料較多，制造和施工都比較費工。但由于具有較小的建筑高度，適用于橋下凈空受限制的地區。

二、 鐵路橋梁預應力鋼筋概述

在鐵路鐵建筑過程中，以鋼筋混凝土為結構最為廣泛。眾所周知，鋼筋混凝土結構，構件受拉會有裂縫，雖然不影響安全，但是感官不好。采用先給鋼筋施加拉力，然后澆筑混凝土，待強度達到要求松開鋼筋，使鋼筋回縮，與正常使用荷載的拉力抵消（先張法）后張法則是澆筑混凝土預留孔洞，成型后加受拉力的鋼筋，然后用器械錨固在構件兩頭。由于混凝土極限拉應變低，在使用荷載作用下，構件中鋼筋的應變大大超過了混凝土的極限拉應變。鋼筋混凝土構件中的鋼筋強度得不到充分利用。所以普通鋼筋混凝土結構，采用高強度鋼筋是不合理的。為了充分利用高強度材料，彌補混凝土與鋼筋拉應變之間的差距，人們把預應力運用到鋼筋混凝土結構中去。亦即在外荷載作用到構件上之前，預先用某種方法，在構件上（預應力鋼筋主要在受拉區）施加壓，構成預應力鋼筋混凝土結構。當構件承受由外荷載產生的拉力時，首先抵消混凝土中已有的預壓力，然后隨荷載增加，才能使混凝土受拉而后出現裂縫，因而延遲了構件裂縫的出現和開展。其優點是提高構件的抗裂性、剛度及抗滲性，能夠充分發揮材料的性能，節約鋼材。缺點是構件的施工、計算及構造較復雜，且延性較差，鋼材易發生脆性破壞。

三、鐵路橋梁預應力構件的安裝和檢測

鐵路橋梁常用的預應力材料有：SBG塑料波紋管，高強度松弛鋼絞線，錨具，預埋件等，這些材料的具體安裝和檢測方法如下：

1、 SBG塑料波紋管：首先將波紋管和連接管緊密的聯合起來，并用封口膠將其封死，在安裝時，帶鋼金基本穩定成型之后，根據地模的設計坐標，對鋼琴水平固定的支架進行焊接，確保坐標準確無誤后再將波紋管安裝。

2、 高強度松弛鋼絞線：首先對鋼絞線的質量保證書要進行嚴格檢查，確保鋼絞線的鋼號規格生產工藝的一致性，可從每一批鋼絞線中抽查，并進行力學性能檢測。

3、 錨具：在對外有關質量和尺寸檢查的基礎上，首先要在實驗室檢驗其硬度，要抽取六套錨具組成三個預應力筋錨，檢驗他的靜載錨固定性能，如果發現一個試不合格，則取出兩倍的數量進行重新檢測。如果再發現一個不合格，則就可以證明這批錨具存在質量問題。

4、 預埋件：檢查錨墊板和螺旋筋的位置和角度是否準確。

四、預應力在施工中存在的問題及解決方法

1、 預應力鋼筋管道堵塞問題。由于施工的原因，預應力鋼筋管道常常會出現堵塞的現象，從很大程度上阻礙了張力預應力鋼筋順利通過管道，從而直接影響到張麗的實際效果，造成預應力鋼筋的理論值與實際伸長值存在著很大的差異，也間接的影響到了鐵路橋梁的成本及工期等方面問題。因此，我們應該避免預應力鋼筋管道堵塞。要想徹底解決這一問題，必須保證安裝符合規定，并做好精確定位，以防止部件的扭曲彎轉現象。另外，在施工現場應盡可能地避免野蠻操作，對于孔道的施工，應做好抽芯時間控制。

2、 張力控制問題。張力控制問題與傳統的橋梁建設技術相比，預應力技術起步比較晚，對于預應力技術的施工還沒有明確的規范，造成張拉控制缺乏嚴謹性，大部分工程都無法把握好張拉控制程度，造成張拉控制忽高忽低，從而使得偏差較大。特別是進行多束張拉的時段，對于張拉的控制不夠周全，使得各束張拉力存在較大的差別，直接影響到鋼筋混凝土結構。要做好張拉力的控制，就必須加強對施工人員的技術培訓，提高施工人員整體素質和操作技能。

3、 預應力損失過大。在現場施工過程當中，由于施工的行為不夠規范，往往會造成元估算應力損失的情況與實際施工情況出現較大的差別，從而使得實際預應力損失遠遠大于原估算值。

綜上所述，鐵路橋梁預應力鋼筋工程控制問題是鐵路工程中最為常見的問題，切實解決好這個問題可以為工程順利施工及節約成本起到了很大的作用。