预应力混凝土管桩在我国铁路工程中的应用与发展简况

预应力混凝土管桩

  1、早期铁路系统管桩生产与应用

  解放初期，铁道部丰台桥梁厂就有一个管桩车间，这是我国最早的管桩生产车间，开始生产普通钢筋混凝土管桩，到二十世纪五十年代发展成预应力混凝土管桩。预应力筋是采用我国当时生产的φ12mm、强度600/900MPa的Ⅳ级建筑钢筋，后采用φ7mm高强螺旋肋钢丝（1570MPa)，C50(后C60）混凝土，离心法成型。主要产品:外径分别为550、500、400mm、壁厚分别为120、100、90mm，在1955年动工的武汉长江大桥中应用；后来铁道部大桥工程局又在1960年前后建造南京长江大桥时在浦口建设管桩（及桥梁）厂生产相同类型管桩，并用于该大桥。

  现在我国已成为第一大管桩生产国，特别是一些民营管桩生产企业，其生产规模、产品类型和质量，都有了很高水平，铁路系统的混凝土制品厂做了产品结构调整，专做轨枕、轨道板、桥梁等铁路专用混凝土制品，不再进行管桩生产。

预应力混凝土异形桩-竹节桩

  2、高铁（客运专线）时代管桩应用

  以前，管桩主要应用于大型桥梁基础中，不少中、小型桥梁地处深山，施工场地及运输道路都有限，采用管桩不如现场灌注桩方便，而路基中又不用管桩（造价较高），因而管桩在铁路的应用不是很多。

  随着高铁（客专）时代的到来，大量无砟轨道的建设，对路基沉降有更高要求（不能用加厚道床的方式来调整路基沉降），给管桩应用提供了广阔空间，同时，管桩厂分布全国，生产管桩型号多样、数量充足，从运输距离、施工质量、施工机械、建设造价以及环境要求等方面与从前比较均有优势，使得预应力混凝土管桩在高铁（客专）工程的路基、站场及桥梁中有了广泛应用的条件。

管桩生产-张拉

  3、高铁无砟轨道软土路基中管桩应用特点

  软土路基中的桩基础，如果同桥梁一样，要求零沉降，那么桩长和桩数都要求很大，从而使造价增加，高铁路基桩基础沉降虽然要求高，但还是允许有小量沉降，这时采用以控制沉降为目的的复合桩基结构，具有较好的综合技术经济指标。

  目前，我国高铁软土路基中采用的复合桩基结构主要有桩-网复合地基结构和桩-板复合地基结构。复合桩基结构作用原理是上部轨道结构荷载较大部分由桩承担，另一部分则由桩间土和土工格栅碎石垫层（桩网结构）或钢筋混凝土薄板（桩板结构）承担，从而可以减少桩长和桩数，降低路基处理的造价。

  这两种复合地基结构关于承载力和沉降的计算比桥梁桩基础“以承载力计算为主，沉降可不考虑的计算”要复杂。

管桩生产-离心机成型后倒水泥桨

  4、预应力混凝土管桩结构与生产工艺

  管桩最基本的截面是圆环形，外径φ300～φ1200mm甚至更大，表面光滑，铁路用的管桩外径以φ400、φ500、φ550居多。

  除圆滑外形的管桩外，现在也有外形像竹节的异形桩，目的是增加桩侧摩阻力。生产异形桩，只是模型不同，其他工艺相同，异形桩目前铁路还没有应用。

  管桩配筋主要是预应力钢棒和冷拔低碳钢丝（螺旋筋），有时配有端部锚筋（螺纹钢筋），也有混合配筋。混凝土强度等级C60、C80，离心法成型，蒸汽养护及压蒸养护。

  近十余年来，我国管桩生产企业积极引进日本、韩国技术和设备，使管桩生产机械化、自动化水平有了很大提高，工人劳动强度降低，产品质量和生产安全得到较好保证。

管桩生产-自动吊架吊模

管桩生产-压蒸养护（压蒸釜）

内容摘编自：汪加蔚《混凝土制品在我国铁路工程中的应用与发展》