铁路小型预制构件标准化施工工艺分析

苏立刚, 谢维军, 王文强

(中国建筑土木建设有限公司，北京 100071)

0 引 言

铁路工程施工标准化的推行，其中小型预制构件的施工质量越来越引起人们的关注。目前，我国的铁路建设项目，小型预制构件采用木模或者定性钢模在施工场地进行浇筑。本文从铁路小型预制构件标准化施工工艺展开研究。

1 铁路小型预制构件标准化施工工艺

1.1 选取目标铁路施工设备

针对铁路施工进行实地勘察，勘察的主要任务是根据施工铁路特点，选取最合适的施工设备。对施工地质进行研究，包括地质构造。工程勘察活动是一种技术性很强的工作，首先在总工带领下走遍了施工现场，完全查明整个场地，在满足规范要求及项目自身特点要求的前提下，能最大限度减少野外钻探。根据铁路使用阶段可能出现的各种可变荷载，以及永久荷载进行组合。土地分层以及各土层的重度、厚度等按照地质勘察报告取值，考虑到施工工艺以及接头养护等原因，可能造成接头有效高度降低。施工现场及施工设备如图1所示。

图1 铁路施工现场

铁路是大众化的交通工具，根据铁路现场勘察得到的范围，选择对应型号的施工设备。因为铁路隧道所处地质环境的复杂，隧道的病害也呈现出多样性。结合计划协调、区域协调和现场协调，督促站段施工组织标准化、施工管理规范化。勘察项目的前期阶段主要工作内容为，初步了解设备如果应用在该项目中的可行性，并且认真分析工程项目的工程特点、使用功能，进行地质剖面测量、定点测量，静载荷试验、旁压试验等工序。制作勘察数据一览表，附件场地地貌等照片集，以及工程勘察合同。选择好对应的施工设备后，完善施工方案的标准化[1]。

1.2 设置预制构件间隙尺寸

预制构件大小不一，使用在不同的施工位置中，鉴于勘察到的施工线路较长，可采用小型的预制构件，为防止安装后的外观形状有差异，提前做到构件统一尺寸。在铁路施工中实现构件预制化与效益相关联，因为预制化的实现，就可以实现生产的效益和规模化的转化。加强原材料管理，质检部门和实验室按照验收标准的要求，对进场的各类原材料进行抽查，并报监理工程师批准。装配式预制构件厂工作量较大，因此均聘请专业的工作人员，在生产过程中需要对其进行监督把关。小型预制构件通过重心线预埋吊装螺栓孔，将所有的预制构件埋螺栓孔进行连接。图2中展示了预制构件的间隙尺寸。

图2 预制构件间隙尺寸

根据图2观察预制化构件外观，发现构件表面平整，颜色均匀，并对外形尺寸偏差的允许值进行检查。现场存放构件时，应选择合理的位置，使存放位置不影响现场的正常施工，现场机械和工具在运行过程中不损坏构件。预制构件生产中亦常出现某些裂纹，容易影响其质量性能，如果不对其注意的话，会在后期的使用上，造成较大的影响。因此，预防预制构件出现裂缝、裂纹等现象，但是这种现象如果在后期得到有效的养护，有自愈合的情况，但是如果养护不当的话，在后期施工中，被外部环境侵蚀了，则会影响预制构件的耐久性能[2]。

1.3 平铺式装配铁路预制构件

铁路的主体采用装配式结构，设置预埋件在钢筋笼上，方便接下来施工时，在结构的吊装过程中定位侧墙。完成地下连续墙施工后，开挖基坑并设置钢支撑，开挖到铁路主体结构底板下停止作业。零件的装配工艺是防水效果的关键，它与预制技术，尤其是安装工艺息息相关。因为铁路有很多技术接口，所以需要制定组件的预制计划，以便组装完成后不会发现其余的接口。拼装工序施工需要准备水平尺、施工线、卷尺、木桩以及铁锤。钢筋保护层规格等相关参数应符合相关规范，且钢筋与模板需设置垫板。将预制构件吊装就位，对位时确保预制构件的地面，与铁路路面的连接区域对准，设置下部连接钢筋全部深入拼装。拼装通过测量放线，在土壤稳定后开挖沟渠，这种运动的目的是防止由于土壤不均匀松动，而导致组件安装线性度的变化。构件拼装时顶面需要挂线施工，挂线的长度≥10 m。构件接头的弯曲刚度变化很敏感，当接头的弯曲刚度减小时，将会导致铁路施工存在安全隐患。平铺过程中，每个压路机组都基于双滚筒振动压路机，平铺机作业速度要均匀一致，作业过程中速度不得任意调整和停顿。综上所述，铁路结构接头施工时，需要监控施工质量这一关键关卡，严格按照施工流程作业，采用平铺式装配铁路预制构件施工，如图3所示。

图3 平铺式装配铁路预制构件

整个工程项目的施工，有必要尽可能消除成本比较的影响，铁路工程中预制构件的成本，增加了建筑的安装程序费用。预制构件的增量成本因素，包含构件的制作工人、构件的增量以及购置税。因此，明确标准化的施工流程，能够在一定程度上节约不必要的费用以及时间，完成施工工艺的提高[3]。

2 应用测试

2.1 测试仪器

相关施工人员熟悉施工图纸，在施工之前，为保证施工人员的人身安全，需向工人提供安全报告并完成施工讲解。在施工前准备好施工所用的机器，如图4所示。

图4 液压万能试验机

液压万能试验机可进行压缩、拉伸、弯曲等多种试验，机器材质为金属，采用该机器对文中的工艺方法进行检测。

2.2 测试结果分析

在对小型预制构件在铁路中的施工工艺研究中，提出了根据铁路设置预制构件的间隙尺寸，采用平铺式方法装配预制构件，完成铁路小型预制构件施工。测试运用全自动车测试仪测试文中工艺的耐低温性，根据不同温度，对文中施工工艺进行测试，根据列车经过时的实际荷载，设置荷载为300 t，进行低温弯曲测试，测试采用液压万能试验机来完成，低温性能测试结果见表1。

表1 低温测试下试件裂纹程度

根据表1测试结果发现，在不同温度下，文中施工工艺的构件位置变化、横向裂纹、纵向裂纹产生波动值都很小。由此可见，文中的施工工艺具有抗低温开裂的能力。

3 结束语

小型预制构件的标准化生产，消除了分散预制模式，对于质量上难以控制的弊端，在一定程度上提高了施工的效率，优化了施工工艺。文中针对铁路小型预制构件施工工艺展开研究，提出平铺式装配小型预制构件，通过测试得到文中的施工工艺在不同温度下构件损坏程度都非常低，因此，得出文中工艺的预制构件在低温条件下具有性能优势。