关于铁路桥梁施工技术与质量控制的研究分析

韩春军

中铁六局集团路桥建设有限公司，云南玉溪 653100

0 引言

在铁路的建设之中，桥梁的设计和施工对其最终的质量水平有着重要的影响。一旦桥梁施工工程中出现了质量问题的话，将会引发一系列的质量故障，极易导致交通事故，桥梁工程不同于其他的交通路段，尤其是在出现质量故障后，很容易出现桥梁坍塌。一旦发生这样的事故，将会造成极大的生命财产损失。在桥上的车辆和行人将很有可能出现无处避难的现象。因此桥梁的施工技术和质量控制在铁路桥梁的施工中发挥着重要的作用，担负着重大责任，一定要引起足够的重视。

1 我国铁路桥梁的现状

同公路桥梁相比，由于荷载大、动力响应剧烈等因素的存在，铁路桥梁的结构形式和跨度的大小的发展受到了制约。铁路桥梁的形式是多种多样的，其中简支的中小跨度桥梁占了很大的比例。常见的一些型式有：1）钢筋混凝土简支梁，它的主要特点是跨度小，通常小于20 米，早在1975 年铁道部就针对该简支梁，在4m～20m 范围内，编制了8 种设计型式。它的这个特点致使它在很多地形中受到限制；2）钢板梁，包括上承式和下承式两种，目前常见的跨度有32m 和40m 两种。其中下承式板梁的横向刚度大，稳定性比较好。因为，下承式板梁的主梁间距远远大于上承式钢板梁，并且主梁之间夹带着纵横结构的桥面系。它在铁路建设做红使用还不是很普遍；3）预应力混凝土简支梁，预应力混凝土简支梁的发展是十分迅速的，发展到今天跨度已经达到了64m，所以它在铁路建设中被广泛地采用；4）简支钢桁梁，它的形式也是多样的，常见的有上承式，半穿式、穿式桁梁三种。其中半穿式桁梁主要在中等跨度的桥梁中采用，因为它的横截面为半开口式的截面，抗扭刚度和横向刚度比较小，对于高速的行驶车辆十分不适。常见的定型设计跨度有40m、44m、48m 三种。而下承式桁梁桥的跨度范围在48m～128m 之间。

建国以来，我国在铁路桥梁简支梁的定型设计上做了大量的工作，因此我国的桥梁结构得到了迅速的发展。随着设计理论、材料施工技术等发展，到今天为止我国的施工技术已经趋于成熟，跨度也越来越大。但是在施工技术、施工速度快速发展的同时，施工质量受到了质疑，铁路桥梁交通事故也是频繁发生的。所以对铁路桥梁施工技术和质量控制的研究分析刻不容缓。

2 铁路桥梁对桥梁工程的要求

铁路对桥梁的上部结构横向和竖向的刚度要求很高，比普通桥梁高出很多，并且对结构的整体性有很高的要求，所以在桥梁设计中，标准梁常常采用箱型梁或横向采用预应力来并联的T 型梁。但是在一些特殊的部分会采用特殊的设计，比如对于连续梁、拱桥等就要采用相应的设计手段。在实际工程中，大多数跨度的桥梁的施工将会用到多种设计手段，也会用到很多中架设方法，常见的有预制整孔箱梁法。或者在移动支架上逐孔灌注混凝土梁等。铁路上的桥梁不同于通常的桥梁，它除了要满足一般桥梁的要求之外，还要应对一些特殊的要求，因为在铁路上，列车通常是高速运行的，这样会导致结构的动力响应十分剧烈，从而影响到了列车运行安全度，对乘客的乘坐的舒适度也造成了影响，再加上列车长期对桥梁的荷载冲击，列车运行产生的噪声等因素，这些因素都是对铁路桥梁所提出的严格的要求。所以说，铁路的桥梁的结构必须要有足够的刚度和强度，在保证桥梁稳定性和轨道高平顺状态方面要求是很高的，还要使得铁路的桥梁能够承受较大的动力作用，所以桥梁要具备良好的动力特性。

除此之外，还要保证轨道的无渣要求，因为在铺设无渣轨道桥梁的时候，在线路的水平方向和竖向的调整是十分困难的。对于梁缝隙两侧的钢轨支点，在支座横向构造间隙加上支座弹性压缩变形以及坡道活动支座的水平移动等因素的影响下，会在横向和竖向上产生位移，这些位移的出现会致使钢轨的局部受力，导致梁缝出的轨道发生变形，从而出现钢轨的上拔和下压现象，因此，铺设无渣轨道是十分重要的。桥梁的施工要求也是很高的，因为铁路桥梁不同于普通公路的桥梁，再加上它具有巨大的体量，正是这些较高的使用要求，致使铁路桥梁的施工支架技术、施工工艺等也要达到很高的水平。

3 关于铁路路桥过渡段的设置措施及方法

3.1 关于后台机的处理方式

如何控制地基的沉降在控制台后路基的沉降变形中发挥着重要的作用，因为它的沉降程度直接关系到路面层的平整度，也就影响到了列车行驶的平稳程度。所以，在遇到比较松软的或者就是软土的路基地段，在处理地基的时候要采用水泥搅拌桩、粉喷桩等具有提高刚性效果的方法。我们通过研究秦沈客运专线软土路基试验发现，半刚性桩在打到很深甚至打透软土层，并且桩基其本身的设计达标的情况下，复合型地基在总沉降量、沉降速率、完工后的沉降方面表现出很大的优势，具有很高的质量水平。而对于挤密砂桩、挤密碎石桩等，它们在其中的制约作用小，若桩体本身设计施工质量不达标、加固效果不明显的话，台基沉降将会很明显的，很难达到质量要求。袋装砂井在处理软土地基的时候，施工周期较长，并且处理地基的沉降值也较大，沉降效果克制的不明显，但是它的成本较低。

3.2 后台基坑的回填

在进行后台基坑回填的时候，常采用的材料有素混凝土、片石混凝土等，在遇到面积较大的基坑的时候可以采用碎石分层夯填，直到达到规定的压实要求。

3.3 过渡段填料的选择

过渡段由于遭受的冲击力较大，且是最薄弱的环节，因此这些段对刚性和强度以及耐冲击力的要求是很高的。所以在选择填料的时候要选择强度大，变形小的优质材料。在国外，比如在德国，他们常常采用级配碎石或者级配砂砾石中加入6A左右的水泥进行过渡段的填筑。在我国秦沈线的施工时，对于过渡段的处理就是采用了级配碎石填筑，对于桥后大型机施工作业困难的情况下，通过在级配碎石中加入水泥的方法提高过渡段的刚度和降低沉降值。

3.4 过渡段常见的几何形式

在国外，比如日本，对于过渡段烟线路纵向的布置形式，它们采用的是上窄上宽的正梯形的结构形式，我国在施工秦沈线的时候采取的是上窄上宽的梯形结构形式，在刚度方面是满足要求的，但是若从桥台稳定和路基施工方面考虑的话，正梯形是最有利的。

3.5 关于在桥台和路基见设置钢筋混凝土搭板的建议

通过研究大量的实例发现，在台后过渡段设置钢筋混凝土搭板可以大大的提高路基和桥台抵抗垂直变形的能力，在实现路基和桥台的刚度渐变方面发挥了重要的作用。对于软土、松软土等地基地段，更应该加强混凝土搭板的设置。

4 路桥过渡段的施工要点

4.1 提高路桥路堤填料的选择水平

路堤填料的选择要根据实际情况来选择，在选择前要考察好施工路段的土质情况，在施工前要采用不同的土壤进行对比试验，通常试验的项目主要有三个：第一个是测试土壤的压实系数以及压实状态的土壤和松铺状态的土壤之间厚度的关系比，主要方法是选择相同的压实机械，使得不同的土壤达到相同的压实度，然后取样测量进行比较，通过实验可以对不同的土壤的技术指标进行有效比较，从而选择出最佳的填料。第二个是测量土壤的液限，在进行该项测试的时候要分成两个部分来进行，它们分别是涂剂试验和试验筛选。第三个项目是通过比较不同土壤的性能和成本选择最经济的材料。

4.2 提高过渡段的压实要求

在实际的工程中，锥坡填土和台背路填土是在相同的时间内进行的。在施工的时候要严格按照设计的要求进行操作，要分层填筑，并且要保证压实后煤层土层的厚度控制在15 cm之内，一定要严格按照施工的工序进行压实，先讲运输车中的土体卸载到相应位置，通过推土机的推平后，再撒一些水进行人工平整，这之后使用压路机进行碾压，最后要对施工完毕的土体进行检验，监测它的压实度是否达标，在操作过程中一定要保证台身避免损坏。土体的监测结果中的各项指标均达标才能继续进行压实，按照设计工序严格实施。若对填土和路基土连接处的压实效果不太满意的话，可以考虑在施工的时候采用增加振动的方法提高压实水平。

5 常见的铁路桥梁施工技术

5.1 就地浇筑法

就地浇筑法是一种常见的浇筑方法，它就是在桥位处搭设支架，然后再支架上进行作业，浇筑梁体混凝土，在混凝土的强度达到设计要求之后，再将模板、支架拆除。就地浇筑法有一个好处就是，他不用预制现场，并且对大型设备的使用率也是很低的，并且这种施工技术得到的桥梁的整体性特别好。但是它的操作周期比较长，并且施工质量不易控制，若采用预应力混凝土梁的话，收缩、徐变引起的预应力损失较大。且成本较高，施工周期易受外界因素影响。

5.2 悬臂施工法

什么是悬臂施工？它就是指，设备人员从桥墩开始向中间进行施工的方法，两侧对称进行现浇后者预制板梁的拼装浇筑施工，悬臂施工具有一些特点：1）桥梁在施工的时候产生了负弯矩，因此对桥墩的要求就高了，这种方法适合在已经投入运营的结构受力的桥梁或者受力状态比较接近的桥梁中使用；2）悬臂浇筑施工简便，具有良好的结构整体性，在施工过程中调整比较灵活，悬臂拼装速度快，效率高，但施工精度要求高；3）这种方法可以有效避免支架的，并且对通行和桥下交通的影响也是很小的。

5.3 顶推施工法

顶推施工主要沿着桥的纵轴方向布置预制场地，分阶段预制，预制阶段和施工完成的梁体的连接主要是靠预应力来完成的，再加上水平千斤顶的的力的作用，从而将梁体向前推出预制场地，之后再进行下一段，直到完成。顶推法的设备使用率低，并且施工成本较低，比较适合在高桥墩上使用。主梁的分段预制保证了连续的施工工序，所以最终的结构的整体性比较好。但是由于施工时梁的受力状态的巨大变化致使施工前后的受力状态相差多，所以造成了用钢量的增加。另外，顶推法适合在等截面的梁上使用，若桥梁跨径过大会造成材料用量的增多，从而增加成本，所以中等跨径的桥梁是比较适宜的。

5.4 移动模架逐孔施工法

移动模架逐孔施工法不需要设置支架，因此，它对桥下的交通影响较小，施工安全性比较高。具有很高的机械化程度，节省劳力，大大地缩短了周期，并且拥有良好的施工环境，一套模架可以多次使用，生产效率大大提高，因而有效地保证了施工质量。但是移动模架的投资成本高，施工操作相对比较复杂。它的施工对象有限制，适合在桥梁路径小于50m 的多跨桥上使用。

5.5 预制架设法

首先通过预制工厂或者现场安装的预制场地生产预制梁，进而采用一定的架设方法进行安装。预制安装施工通常指的是钢筋混凝土的预制安装，安装方法是多样的，所以我们可以根据施工的实际状况进行合理的选择，预制架设法具有以下几个特点：1）工厂化生产有利于确保质量和生产速度，并且可以最大化的实现机械施工；2）上下部结构可以平行作业，施工效率高，周期短；3）工程造价低，节省劳力；4）适于紧急施工项目；5）由于预制构件生产后有一段时间的防治，因此在安装之前已存在一定程度的徐变。

6 铁路桥梁的施工质量控制要点

质量控制在桥梁施工中发挥着重要的作用，下面将关于桥梁施工中的施工前准备、砼灌注、墩柱、预应力张拉等控制要点及桥梁施工质量的检测及修复做了简要的研究分析。

6.1 施工前的准备控制

施工之前的工作一定要做好，做充分了，这样才会减少产生对后期不必要的麻烦。常需要做好的工作有，熟悉设计文件，仔细核对图纸。然后要调查原始资料，要现场分析施工地点的地质水文技术经济条件等；在施工前还要完成设计的技术交底，还要编制好施工组织设计和施工预算。

6.2 砼灌注施工控制要点

桩头的砼要凿出密实面，保证大面积的干净，祛除残留的砼和杂物，标高也要符合相关规定。对于砂浆垫层，一定要平整，标高也要符合相关的规定，尺寸要符合模板数据及承台的要求。在浇筑砼之前，要清洗干净模板，给模板涂刷脱模剂，涂刷过程中不要污染钢筋和硅施工的缝隙处。浇筑之前，先用水湿润桩头，关于砼的和易性、振捣密实、坍落度等要严格控制，对模板的定位情况也要严格观察随时控制。浇筑完成之后拉毛接柱处的硅面要进行密实处理。

6.3 墩柱的控制要点

首先要检查对柱中心位置的施工放样，其次要验收钢筋笼，支模之前严格凿除接触面的松散硅，清洗杂物。处理立柱模板接缝的时候要拼接精密，严格控制钢筋混凝土保护层厚度。在砼施工的工程中，其基本要求与支梁施工、承台施工大体一致，都需要在下料时使用穿砼，穿砼底部到浇筑硅面的距离不应大于两米。

6.4 预应力拉张质量控制要点

关于预应力张拉质量控制要点，主要有桥面铺装的质量控制、梁板吊装的质量控制、预制箱梁的质量控制等，除此之外，还要确保千斤顶及油泵等设备各项指标的达标状况，还要确保锚具及钢绞线的质量，从而保证张拉质量。

6.5 桥梁施工的质量检测及其修复

关于桥梁施工的质量检测，首先要检查砼的强度，检测其是否达标，然后使用相关的测定仪器捡的混凝土的保护层的厚度；最后要严格检测桥梁施工中的缺陷以及砼中有没有出现蜂窝麻面等现象。检测完，若发现相关问题，可以采用渗透性聚合灰浆修补法进行修补从而达到修补效果。

7 结论

只有做好铁路桥梁施工中的每一项工作才能确保整个工程的质量，所以，在施工过程中一定要严格按照相关的规范来进行操作，从而确保最终工程的质量，从而确保我国铁路的质量达到世界先进水平。

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[4]姚玲森.桥梁工程.北京：人民交通出版社，2003，7.

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