张宏志

（中铁三局集团第六工程有限公司，山西 晋中 030600）

1 引言

随着高速铁路建设规模的不断扩大，大跨度预应力混凝土桥梁的需求也在不断增加。大跨度预应力混凝土桥梁能够充分利用各类高强度材料降低各处构件截面，减轻自身重量的同时增加桥梁跨径距离。相较于普通混凝土桥梁，大跨度预应力混凝土桥梁对钢材的需求量少，且不会降低自身刚度，整个系统结构的耐久性非常高。而且大跨度预应力混凝土桥梁建设过程中可以通过拼装的方式进行施工，大大提升了桥梁结构的整体性及工程建设效率。但是，大跨度预应力混凝土桥梁会受材料特性、设计方式、施工工艺质量、环境因素的影响出现各类病害问题，必须通过积极、有效的技术创新进行处理，确保高速铁路工程建设期间，能够充分发挥大跨度预应力混凝土桥梁的功能。

2 大跨径预应力混凝土桥梁应用于高速铁路工程的主要优势

预应力混凝土具有刚度大，抗裂性好，构件抗剪能力、耐疲劳性能、稳定性高等优势。预应力能够大大推迟构件裂缝出现的时间，相对来说增加了构件的刚度及耐久性。高速铁路列车行驶过程中会在桥梁上施加较大的冲击、动力、振动，若大跨径预应力混凝土桥梁缺乏良好的动力性能，会出现车桥共振，造成严重的行车事故，所以，大跨径预应力混凝土桥梁不仅强度要达标，刚度也要满足日常运营要求，才能更好地限制桥梁结构形变，确保构建稳定及轨道平顺。而构件斜裂缝会因预应力锚栓的作用受到阻碍，并借助预应力混凝土梁的曲线钢筋束部分剪力，提升构件的抗剪能力。由于高速铁路运营要求较高，用于检查、维修的时间有限，加之钢筋具有强大预应力，在大跨径预应力混凝土桥梁使用过程中，因加卸荷引起的应力变化幅度较小，能够达到提升大跨径预应力混凝土桥梁抗疲劳强度的目标，而纵向受力钢筋紧拉，不但预应力钢筋本身不容易压弯，还可以帮助周围的混凝土提高抵抗压弯的能力【1】。

3 高速铁路大跨径预应力混凝土桥梁工程与技术创新工作分析

3.1 搭设支架

现浇连续箱梁由支架架设而成，现场施工过程中，可以使用压路机将支架底部基础进行处理并铺碎石垫层、枕木。槽钢、钢板应铺设在支架顶部形成底部模板。支架周围应加防护网。首次使用支架前，要检查工程地基承载能力，并对支架进行预压，消除非弹性变形及基础沉陷，以计算得出梁体载荷。支架预压前要布设支架每一跨的预压观测地点，以便对每一个支架预压观测点进行详细记录，充分了解和掌握支架整体情况。预压完成后要及时对结果进行分析，确定可恢复弹性下沉量及不可恢复下沉量，为后续木楔及顶托调整提供依据，确保支架在整体施工前保留原本位置。

3.2 模板的安装及使用

底模安装后，可根据设计高度安装外侧模、翼板底模和端模，并用异形专用组合钢模组装，槽钢加劲、门式脚手架支撑。安装时，应注意模板顶面的高精度和严密的接缝。为防止混凝土浇筑过程中漏浆，模板缝隙大于2mm 的接缝应填石膏或用胶带密封。海绵条应放置在底模和外模之间的接触处。对于相互连接的模板，模板表面应对齐。连接螺栓不得一次拧紧到位。应检查模板的整体对齐情况。如果发现任何偏差，应锁定连接螺栓并固定支撑杆。必须在两侧的侧模板之间拉螺栓，以确保模板不会变形，且梁结构尺寸在浇筑过程中准确无误。为便于脱模，模板应涂脱模剂。脱模剂应为清洁的机油、肥皂水或其他质量可靠的脱模剂，不得使用废机油。模板安装完成后，由专人验收并报监理工程师审批后，方可进行下一道工序【2】。

3.3 安装预应力管道、钢筋

预应力管道采用设计图纸要求的内径波纹管。波纹管安装前，应清除管道两端的毛刺，检查管道质量和两端的截面形状。应采取措施移除可能泄漏泥浆的零件。波纹管两端发生变形时，应在重新使用前进行整形。波纹管内衬塑料管，以防止振动在浇筑混凝土时破坏钢筋混凝土管热轧圆钢的规定要求。钢筋的质量必须符合钢筋混凝土热轧带肋钢筋的国家标准，钢板应为碳素结构钢标准中规定的钢板类型。

钢筋材料应具有良好的质量，抽样检验合格并报监理工程师批准后，可按设计图纸要求进行下料、加工和制作，钢筋应在现场绑扎成型。绑扎钢筋的方法如下：先安装箍筋，然后安装下排主筋，再安装上排钢筋、箍筋和主筋的垂直度。为保证梁体设计保护层厚度满足要求，钢筋绑扎时，钢筋与模板之间应设置水泥垫块，垫块应交错排列，不能贯穿整个截面。

3.4 关注预应力混凝土应力变化情况

混凝土的凝固过程属于理化反应相结合的情况，混合物中单次失水会造成混凝土结构的残缺。在预应力混凝土的浇筑过程中，由于混凝土本身混合物的反应，混凝土凝固状态会散发出大量热量，导致混凝土损失部分预应力，因此，在非实验室环境下很难达到预应力混凝土的额定预应力数值。在大跨度桥梁施工中使用预应力混凝土时，有必要注意计算值的具体确定方式，一般情况下该值低于实际已知的预测值，有一个最小值【3】。

混凝土裂缝的形成离不开外界自然环境的影响，环境随着季节的变化而不断变化。季节的变化将导致混凝土所处环境的温度和湿度发生变化。此外，有些地方昼夜温差很大，自然环境的这些变化会导致混凝土裂缝的发生。温度的变化会导致混凝土膨胀或收缩。如果温度变化太大，混凝土的膨胀收缩率会变得更高，各部分的膨胀收缩程度一般会有所不同。从长远来看，这种现象会导致裂缝。混凝土由于其良好的抗压强度和抗渗能力，在桥墩施工中得到广泛应用。在跨海大桥的建设中，混凝土通常被用作桥墩的建筑材料。然而，河流的冲击力随季节和温度而变化，桥墩所在环境的湿度变化很大。混凝土吸水时会膨胀，湿度降低时会收缩。

如果长时间重复，这一过程将导致混凝土裂缝。而且，混凝土的防渗能力非常好，所以，在湿度过大的环境中，会出现混凝土外部吸水膨胀而内部略有变化的现象。内外变化不一致也会导致混凝土裂缝。此外，混凝土不同于其他建筑材料。混凝土本身的重量很大。如果湿度太高，混凝土会吸水，这将进一步增加混凝土的自重。如果自重过大，会导致裂缝。

4 结语

高速铁路大跨径预应力混凝土桥梁工程建设期间需要考虑跨度问题，这同时也是一项技术难度。而随着科学技术的发展，大跨径预应力混凝土桥梁工程技术会日渐完善，其建设前景具有不可估量的价值。随着预应力混凝土的使用避免钢筋混凝土结构过早出现裂缝，在混凝土结构中承受使用荷载之前，通过施加外力来减小结构应力，延迟混凝土裂缝的出现，提高了构件的抗裂性和刚性。高速铁路大跨径预应力混凝土桥梁工程施工技术的不断完善，能够降低工程造价，提升施工工艺水平，提升高速铁路工程整体建设效率，缓解和解决人们生产生活中遭遇的各类交通难题。