武广客运专线900吨预制箱梁施工关键技术研究
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摘要
武广高铁是我国铁路“四纵四横”快速客运网中京广高速铁路的重要组成部分,对于缓解京广南段极度紧张的运输矛盾、有效提高全国铁路网整体运输能力、加速我国铁路现代化的进程、促进经济社会又好又快发展具有重要意义。预制箱梁是近年发展起来的一种新的混凝土预应力桥梁,其受力大、稳定性好及经济实用,是目前铁路客运专线的主流梁型,但由于其重量和体积过大,在制造、转运和架设中均存在较大困难,预制箱梁现场施工技术直接决定整个项目能否顺利进行。本文依托中铁十六局“武广客运专线工程”项目,对武广客运专线预制箱梁施工关键技术展开研究。
本文主要对预制箱梁工程中混凝土工程、模板施工技术、预应力张拉技术及管道压浆及封锚工程施工中的关键技术展开研究。在混凝土工程中,对高性能混凝土进行了相关实验,研究表明,高性能混凝土在原材料和配合比不变的情况下,砂的细度模数减小,新拌混凝土的流动性下降,黏度增大,混凝土强度降低。随着砂料中含泥量的增加混凝土的强度有减小趋势。随着细骨料中砂的含泥量增加,混凝土电通量有增大的趋势,同时含泥量的增加对混凝土早期的收缩有所抑制。振捣试验表明,附着式振动器最佳振动时间控制在12s为宜。在其它施工关键技术方面,针对施工中的难点问题,结合实际工程,提出了相关的施工工艺、注意事宜以及质量控制措施。研究成果可为高速铁路相关工程的施工提供参考和借鉴。
WuGuang passenger-dedicated Line Project is an important component of China's high railway scheme. It will significantly release the transport pressure of the southern part of JingGuang railway and effectively improve the national transportation capacity. It will be beneficial to the development of our country's economics and modernization. Prefabricated Box Girder technique is a new type of prestressed concrete bridge construction approach which is well known for its strength, stability and convenience. However, its extremely heavy weight and bulk often lead to some difficulties to manufacture and move. Particularly, the key construction techniques can decide whether the whole project can go smoothly. This paper focuses on the key construction techniques of heavy prefabricated box girder based on the project" WuGuang Railway Passenger-dedicated Line Project" of China Railway 16 Bureau.
The researches mainly lie in the key techniques of concrete works, construction technology, Prestressed Tension Technology and Grouting technology. What should be noted is that the experiment of high performance concrete provides some useful information. In conclusion, in context of the same mixing proportion of the original materials, the liquidity of new concrete sample tends to be descend when the modulus of fineness of the sand minishes. Then, the viscosity will increase and the strength of the concrete will reduce. In addition, the strength of the concrete tends to reduce while the mud content of the sand increases. With the increase of the mud content of the sand in the fine aggregate, the concrete's dielectric flux becomes larger. Meanwhile, the shrink of the concrete in the early age will be constrained when the mud content increases. Vibration experiment indicates that the optimum time of vibration is 12 s. Finally, the paper also points out some tips and quality controlling strategies in those key construction techniques. The results of this research can be references to the same engineering projects, it is beneficial to practical engineering projects.
本文主要对预制箱梁工程中混凝土工程、模板施工技术、预应力张拉技术及管道压浆及封锚工程施工中的关键技术展开研究。在混凝土工程中,对高性能混凝土进行了相关实验,研究表明,高性能混凝土在原材料和配合比不变的情况下,砂的细度模数减小,新拌混凝土的流动性下降,黏度增大,混凝土强度降低。随着砂料中含泥量的增加混凝土的强度有减小趋势。随着细骨料中砂的含泥量增加,混凝土电通量有增大的趋势,同时含泥量的增加对混凝土早期的收缩有所抑制。振捣试验表明,附着式振动器最佳振动时间控制在12s为宜。在其它施工关键技术方面,针对施工中的难点问题,结合实际工程,提出了相关的施工工艺、注意事宜以及质量控制措施。研究成果可为高速铁路相关工程的施工提供参考和借鉴。
WuGuang passenger-dedicated Line Project is an important component of China's high railway scheme. It will significantly release the transport pressure of the southern part of JingGuang railway and effectively improve the national transportation capacity. It will be beneficial to the development of our country's economics and modernization. Prefabricated Box Girder technique is a new type of prestressed concrete bridge construction approach which is well known for its strength, stability and convenience. However, its extremely heavy weight and bulk often lead to some difficulties to manufacture and move. Particularly, the key construction techniques can decide whether the whole project can go smoothly. This paper focuses on the key construction techniques of heavy prefabricated box girder based on the project" WuGuang Railway Passenger-dedicated Line Project" of China Railway 16 Bureau.
The researches mainly lie in the key techniques of concrete works, construction technology, Prestressed Tension Technology and Grouting technology. What should be noted is that the experiment of high performance concrete provides some useful information. In conclusion, in context of the same mixing proportion of the original materials, the liquidity of new concrete sample tends to be descend when the modulus of fineness of the sand minishes. Then, the viscosity will increase and the strength of the concrete will reduce. In addition, the strength of the concrete tends to reduce while the mud content of the sand increases. With the increase of the mud content of the sand in the fine aggregate, the concrete's dielectric flux becomes larger. Meanwhile, the shrink of the concrete in the early age will be constrained when the mud content increases. Vibration experiment indicates that the optimum time of vibration is 12 s. Finally, the paper also points out some tips and quality controlling strategies in those key construction techniques. The results of this research can be references to the same engineering projects, it is beneficial to practical engineering projects.
引文
[1]武广铁路客运专线有限责任公司.新建铁路武汉至广州客运专线—武汉至花都段指导性施工组织设计(征求意见稿)[R].2007
[2]京沪高速铁路股份有限公司.京沪高速铁路指导性施工组织设计[R].2007
[3]铁道部标准所.铁建设[20041157号.京沪高速铁路设计暂行规定[S].北京:中国铁道出版社,2004
[4]中华人民共和国铁道部.铁建设函[20051285号.新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定[S].北京:中国铁道出版社,2005
[5]吴中伟,廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1999
[6]铁道部科学技术司.科技基[2005]101号.客运专线高性能混凝土暂行技术条件[S].北京:铁道科学研究院,2005
[7]ACI 207.IR-97.Mass Concrete:Concrete Institute[S].Farmington Hills,Michigan,1992
[8]刘秉京.混凝土技术[M].北京:人民交通出版社,1995
[9]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京:中国电力出版社,1998
[10]阮静,叶见曙,谢发祥,等.高强度混凝土水化热的研究阴.东南大学学报(自然科学版),2001,31(3):53-56
[11]刘连新,黄世敏.高性能混凝土水化热试验研究明.建筑技术,2003,34(1):26-28
[12]N.维塔拉纳(澳),马小俊.大型混凝土浇筑中的温缩裂缝:理论与应用[J].水利水电快报,2003,24(14):8-12
[13]陈谭生.通过控制大体积混凝上的内外约束限制其开裂—现代道桥技术新进展[M].北京:原子能出版社,2003
[14]陈建奎,王栋民.高性能混凝土配合比设计新法—全计算法[J].硅酸盐学报,2000,28(4);194-198
[15]韩建国,阎培渝.系统化的高性能混凝土配合比设计方法川.硅酸盐学报,2006,34(8):1026-1030
[16]冷发光,冯乃谦.高性能混凝土渗透性和耐久性及评价方法研究川.低温建筑技术,2000,(4):14-16
[17]雷慧锋.高性能混凝土应用于铁路桥梁上的探讨[J].铁道标准设计,1999,(5):14-15
[33]罗许国,戴公连.不同掺量高性能粉煤灰混凝土铁路桥梁试验研究阴.中国铁道科学,2007,28(6):35-40
[18]雷家艳,季文玉,卢文良.秦沈客运专线箱梁水化热温度、应变变化及裂缝控制阴.北方交通大学学报,2002,26(1):85-92
[19]向敏,廖礼坤,王新敏.混凝土箱形梁水化热温度场分析[J].石家庄铁道学院学报,2003,16(3):82-86
[20]赵望达,段方英,徐志胜.铁路特大桥梁施工中混凝土温度应力监控系统的研制[J].中国铁路,2004(11):25-27
[21]冯德飞,卢文良.混凝土箱粱水化热温度试验研究[J].铁道工程学报,2006(8):62-67
[22]杨青云.京津城际客运专线32m双线整孔箱梁现场预制施工技术忉.铁道标准设计,2006(11):24-27
[23]姚懿德.石太铁路客运专线大吨位双线箱梁预制施工技术叨.铁道标准设计,2007(4):84-88
[24]袁润章.胶凝材料科学.武汉:武汉理工大学出版社,1996
[25]刘勇军.水工混凝土温度与防裂技术研究[博士学位论文][D].南京:河海大学,2002
[26]刘有志.水工混凝土温控和湿控防裂方法研究[博士学位论文][D].南京:河海大学,2006
[27]刘照球.混凝土结构表面对流换热研究[硕士学位论文][D].上海:同济大学,2006
[28]钱宇峰.大跨径PC连续箱梁桥的温度场研究及其效应分析[硕士学位论文][D].西安:长安大学,2005
[29]刘兴法.混凝土结构的温度应力分析[M].北京:人民交通出版社,1991
[30]中华人民共和国国家标准.GB/T501763.93.民用建筑热工设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,1993
[31]丁庆军,高纪宏,景强.移动模架法施工大跨径混凝土箱梁水化热温度场研究[J].混凝土,2008(1):4-6
[32]于海生.微型计算机控制技术[M].北京:清华大学出版社,1999
[33]朱岳明,刘勇军,谢先坤.确定温度特征多参数的实验及反分析[J].岩土工程学报,2002,24(3):175-78
[34]振红,朱岳明,陈樊建.基于遗传算法的混凝土热学参数反分析及其应用[J].湖南科技大学学报(自然科学版),2007,22(2):57-61
[35]杜永昌主编.高速与客运专线铁路施Ⅰ-1-艺手册[M].北京:科学技术文献出版社,2006
[36]中华人民共和国铁道部.铁建设[2005]160号.铁路混凝土工程施工质量验收补充标准[S1.北京:中国铁道出版社,2005
[37]中国建材工业标准化研究所.JC901.2002.水泥混凝土养护剂[S].北京:中国中国建材工业出版社,2003
[38]铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定铁建设规定(铁建设[2005]157号)
[39]Jirousek J,Bouberguig A.A macro-element analysis of prestressed curved box-girder bridges[J].Computers & Structures,1979,10(3):467-482
[40]Adet Fam,Cart Turkstra.A finite element scheme for box bridge analysis[J].Computers &Structures,1975,5(2):179-186
[41]Iph K,Aneja A M.,Frederic Roll M.Model analysis of curved box beam highway bridge[J].Journal of Structural Division.ASCE,1971,12:2861-2878
[42]张叔辉.曲桥分析的薄壁箱梁单元[J].土木工程学报,1984,17(2):1-13
[43]谢旭,黄剑源.薄壁箱梁桥约束扭转下翘曲、畸变和剪力滞效应的空间分析[J].土木工程学报,1995,28(4):3-14
[44]李国平.桥梁预应力混凝土技术及设计原理[M].北京:人民交通出版社,2003
[45]中交公路规划设计院.公路桥涵设计通用规范JTG D60—2004[S].北京:人民交通出版社,2004
[2]京沪高速铁路股份有限公司.京沪高速铁路指导性施工组织设计[R].2007
[3]铁道部标准所.铁建设[20041157号.京沪高速铁路设计暂行规定[S].北京:中国铁道出版社,2004
[4]中华人民共和国铁道部.铁建设函[20051285号.新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定[S].北京:中国铁道出版社,2005
[5]吴中伟,廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1999
[6]铁道部科学技术司.科技基[2005]101号.客运专线高性能混凝土暂行技术条件[S].北京:铁道科学研究院,2005
[7]ACI 207.IR-97.Mass Concrete:Concrete Institute[S].Farmington Hills,Michigan,1992
[8]刘秉京.混凝土技术[M].北京:人民交通出版社,1995
[9]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京:中国电力出版社,1998
[10]阮静,叶见曙,谢发祥,等.高强度混凝土水化热的研究阴.东南大学学报(自然科学版),2001,31(3):53-56
[11]刘连新,黄世敏.高性能混凝土水化热试验研究明.建筑技术,2003,34(1):26-28
[12]N.维塔拉纳(澳),马小俊.大型混凝土浇筑中的温缩裂缝:理论与应用[J].水利水电快报,2003,24(14):8-12
[13]陈谭生.通过控制大体积混凝上的内外约束限制其开裂—现代道桥技术新进展[M].北京:原子能出版社,2003
[14]陈建奎,王栋民.高性能混凝土配合比设计新法—全计算法[J].硅酸盐学报,2000,28(4);194-198
[15]韩建国,阎培渝.系统化的高性能混凝土配合比设计方法川.硅酸盐学报,2006,34(8):1026-1030
[16]冷发光,冯乃谦.高性能混凝土渗透性和耐久性及评价方法研究川.低温建筑技术,2000,(4):14-16
[17]雷慧锋.高性能混凝土应用于铁路桥梁上的探讨[J].铁道标准设计,1999,(5):14-15
[33]罗许国,戴公连.不同掺量高性能粉煤灰混凝土铁路桥梁试验研究阴.中国铁道科学,2007,28(6):35-40
[18]雷家艳,季文玉,卢文良.秦沈客运专线箱梁水化热温度、应变变化及裂缝控制阴.北方交通大学学报,2002,26(1):85-92
[19]向敏,廖礼坤,王新敏.混凝土箱形梁水化热温度场分析[J].石家庄铁道学院学报,2003,16(3):82-86
[20]赵望达,段方英,徐志胜.铁路特大桥梁施工中混凝土温度应力监控系统的研制[J].中国铁路,2004(11):25-27
[21]冯德飞,卢文良.混凝土箱粱水化热温度试验研究[J].铁道工程学报,2006(8):62-67
[22]杨青云.京津城际客运专线32m双线整孔箱梁现场预制施工技术忉.铁道标准设计,2006(11):24-27
[23]姚懿德.石太铁路客运专线大吨位双线箱梁预制施工技术叨.铁道标准设计,2007(4):84-88
[24]袁润章.胶凝材料科学.武汉:武汉理工大学出版社,1996
[25]刘勇军.水工混凝土温度与防裂技术研究[博士学位论文][D].南京:河海大学,2002
[26]刘有志.水工混凝土温控和湿控防裂方法研究[博士学位论文][D].南京:河海大学,2006
[27]刘照球.混凝土结构表面对流换热研究[硕士学位论文][D].上海:同济大学,2006
[28]钱宇峰.大跨径PC连续箱梁桥的温度场研究及其效应分析[硕士学位论文][D].西安:长安大学,2005
[29]刘兴法.混凝土结构的温度应力分析[M].北京:人民交通出版社,1991
[30]中华人民共和国国家标准.GB/T501763.93.民用建筑热工设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,1993
[31]丁庆军,高纪宏,景强.移动模架法施工大跨径混凝土箱梁水化热温度场研究[J].混凝土,2008(1):4-6
[32]于海生.微型计算机控制技术[M].北京:清华大学出版社,1999
[33]朱岳明,刘勇军,谢先坤.确定温度特征多参数的实验及反分析[J].岩土工程学报,2002,24(3):175-78
[34]振红,朱岳明,陈樊建.基于遗传算法的混凝土热学参数反分析及其应用[J].湖南科技大学学报(自然科学版),2007,22(2):57-61
[35]杜永昌主编.高速与客运专线铁路施Ⅰ-1-艺手册[M].北京:科学技术文献出版社,2006
[36]中华人民共和国铁道部.铁建设[2005]160号.铁路混凝土工程施工质量验收补充标准[S1.北京:中国铁道出版社,2005
[37]中国建材工业标准化研究所.JC901.2002.水泥混凝土养护剂[S].北京:中国中国建材工业出版社,2003
[38]铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定铁建设规定(铁建设[2005]157号)
[39]Jirousek J,Bouberguig A.A macro-element analysis of prestressed curved box-girder bridges[J].Computers & Structures,1979,10(3):467-482
[40]Adet Fam,Cart Turkstra.A finite element scheme for box bridge analysis[J].Computers &Structures,1975,5(2):179-186
[41]Iph K,Aneja A M.,Frederic Roll M.Model analysis of curved box beam highway bridge[J].Journal of Structural Division.ASCE,1971,12:2861-2878
[42]张叔辉.曲桥分析的薄壁箱梁单元[J].土木工程学报,1984,17(2):1-13
[43]谢旭,黄剑源.薄壁箱梁桥约束扭转下翘曲、畸变和剪力滞效应的空间分析[J].土木工程学报,1995,28(4):3-14
[44]李国平.桥梁预应力混凝土技术及设计原理[M].北京:人民交通出版社,2003
[45]中交公路规划设计院.公路桥涵设计通用规范JTG D60—2004[S].北京:人民交通出版社,2004