大尺寸鋼混疊合梁混凝土橋面板預(yù)制施工關(guān)鍵技術(shù)

◎ 彭昆 保利長大工程有限公司

1.工程概況

洪鶴大橋洪灣水道主航道橋為雙塔雙索面疊合梁斜拉橋，其跨徑布置為（73+162+500+162+73）m，全長970m。HHTJ1標(biāo)段疊合梁總長4 8 5m，其混凝土橋面板全寬為34.9m，支撐在由鋼主梁的邊主梁、小縱梁及橫梁組成的梁格系上，橫梁每隔 4.0m 設(shè)一道，橫向兩側(cè)為邊主梁，中間設(shè)小縱梁（橋梁中心線處）。

疊合梁混凝土橋面板分為預(yù)制和現(xiàn)澆兩部分，預(yù)制板按照平面尺寸可分為 3.4m×16.45m、2.4×16.45m、1.4×16.45m 三種規(guī)格，共有248塊，板厚26cm，最大吊重約40t?，F(xiàn)澆部分為預(yù)制板間現(xiàn)澆縫、鋼梁邊主梁頂現(xiàn)澆帶、小縱梁頂現(xiàn)澆帶及邊墩處現(xiàn)澆段。為提高鋼梁上現(xiàn)澆新老混凝土之間的縱向抗剪能力，預(yù)制板邊緣開有鋸齒狀剪力槽，并要求作鑿毛處理。主梁橋面板混凝土預(yù)制部分采用C60 混凝土，現(xiàn)澆部分采用 C60 微膨脹混凝土，為減少混凝土收縮徐變對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，要求預(yù)制板存放時間不少于6個月。

2.橋面板的特點

（1）混凝土橋面板尺寸大，最大類型單塊長16.45m，寬3.4m，起吊轉(zhuǎn)運時需設(shè)置采用專用的吊具；

（2）預(yù)制橋面板間濕接縫寬僅為60cm，而橋面板預(yù)留環(huán)形鋼筋設(shè)計長度為56.5cm，另外鋼主梁剪力釘密集，對橋面板預(yù)留鋼筋安裝精度要求極高；

（3）橋面板類型較多，在主跨跨中106m混凝土橋面板范圍內(nèi)，順橋向布置有預(yù)應(yīng)力鋼筋，波紋管預(yù)埋安裝精度要求高；

（4）采用高強(qiáng)度C60混凝土，混凝土需具有良好的擴(kuò)展度，振搗后骨料不下沉，混凝土不分層，表面無浮漿。

3.施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 模板設(shè)計

3.1.1 胎架及底模

預(yù)制場內(nèi)共布置7個預(yù)制胎架，采用在混凝土塊基礎(chǔ)上設(shè)置雙拼28槽鋼作為主要承重結(jié)構(gòu)。在預(yù)制區(qū)混凝土硬化時，按胎架設(shè)計位置預(yù)埋4根HRB335φ20螺紋鋼筋用于連接相鄰的混凝土塊基礎(chǔ)，混凝土塊基礎(chǔ)上預(yù)埋15×15×2cm鋼板，雙拼28槽鋼與預(yù)埋鋼板焊接好后，槽鋼上放置大塊鋼模作為橋面板底模。

3.1.2 側(cè)模

該橋面板側(cè)模采用分層拼接的方式將側(cè)模分成了上、中、下3層（7#角鋼+12#槽鋼+7#角鋼），層間采用螺栓連接，下層模板基本固定不變，僅拆裝中上層模板，模板輕便、拆裝簡單，不僅保護(hù)了模板不變形，又提高了施工工效。

設(shè)計時在側(cè)模上下板對應(yīng)設(shè)置一排預(yù)留孔，開孔位置與預(yù)制橋面板鋼筋設(shè)計位置一致，且預(yù)留孔孔徑較鋼筋直徑大5mm，方便施工的同時有效防止鋼筋松動及偏移，鋼筋安裝精度達(dá)到了毫米級。側(cè)模與底模及外露鋼筋之間、側(cè)模分塊拼縫嚴(yán)密，另外中間單個12#槽鋼模板利于后續(xù)70mm金屬波紋管開孔。

3.2 鋼筋安裝

混凝土橋面板橫向鋼筋設(shè)計為直徑16mm，間距15cm，吊點附近有直徑16mm間距15cm 的短鋼筋與橫向鋼筋兩根合并成一束；縱向邊跨100m 范圍內(nèi)配筋設(shè)計為2根一束直徑22mm，間距15cm；其余部分配筋設(shè)計為直徑20mm，間距15cm，鋼筋伸出預(yù)制板部分設(shè)計為環(huán)形。焊接接頭錯開布置,在同一位置不大于50%。斜拉索錨固區(qū)布置有斜向抗拉鋼筋，對應(yīng)于預(yù)制板上下兩層鋼筋網(wǎng)，分兩層布置于斜拉索錨固區(qū)附近。

鋼筋安裝的順序為首先利用側(cè)模上開設(shè)好的卡槽安裝φ20 N1縱向鋼筋，其次安裝上下兩層φ16橫向鋼筋，最后安裝抗拉鋼筋及勾筋。

為方便鋼筋安裝，保證鋼筋外露長度的準(zhǔn)確及線形順直，利用5#角鋼在臺座長邊和短邊方向各設(shè)置一條通長的活動限位檔板。

根據(jù)橋面板的特點，橋面板吊裝時需將外露預(yù)留鋼筋及鋼梁剪力釘錯開，以便快速安裝，減少干擾。為此在橋面板預(yù)制時，采取了以下控制措施：①將所有的單塊橋面板按左右幅分開進(jìn)行編號；②合理安排預(yù)制順序，按相鄰橋面板順序施工，在安裝最底層側(cè)模時錯開一個鋼筋位置（2cm），雙排鋼筋則錯開4 cm。③根據(jù)場地臺座布置的位置，按順時針或逆時針方向依次使用臺座，相鄰臺座的底層側(cè)模預(yù)先進(jìn)行匹配。

3.3 配合比設(shè)計

3.3.1 設(shè)計要求

橋面板設(shè)計采用C60高強(qiáng)耐久性混凝土，要求混凝土具有良好的工作性能，為提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，使混凝土具有良好的抗侵入性、和易性和抗裂性。配合比設(shè)計時從以下幾個方面考慮：①選用低水化熱和氯離子、堿含量偏低的水泥；水泥出廠時間不得大于3 個月且不得受潮結(jié)塊；②選用堅固耐久、級配合格、粒型良好的潔凈骨料，選用骨料前進(jìn)行堿活性檢驗，不得采用有堿活性反應(yīng)的骨料；③礦物摻和料作為耐久混凝土的必需組分，其摻量通過試驗確定；④盡量降低拌和水用量；⑤盡可能減少混凝土膠凝材料中的硅酸鹽水泥用量，且膠凝材料的總量也不能過高；⑥混凝土中最大水膠比、最小水泥用量、最大氯離子含量以及最大堿含量等參數(shù)需滿足規(guī)范要求。

3.3.2 配合比設(shè)計

配合比試驗經(jīng)過不斷調(diào)試優(yōu)化，從水泥、粉煤灰等原材料選擇、碎石級配等方面進(jìn)行了對比試驗，確定采用P.II 52.5水泥、I級粉煤灰、S95礦渣粉，利用雙摻技術(shù)配制C60混凝土，配合比組成材料如表1。

經(jīng)過248片橋面板施工驗證，該C60混凝土配合工作性能良好，保水性強(qiáng)、不易分層離析、擴(kuò)展度大、流動性好，強(qiáng)度穩(wěn)定，強(qiáng)度合格率100%，滿足設(shè)計要求，同時3天強(qiáng)度可達(dá)45(Mpa)以上，滿足梁板起吊轉(zhuǎn)運的要求，加快了臺座的周轉(zhuǎn)使用效率。

3.4 混凝土澆筑及拉毛

混凝土澆筑采用龍門吊提升料斗的形式進(jìn)行，現(xiàn)場配備2臺振動棒（1臺備用），混凝土澆筑從一端向另一端均勻布料振搗，混凝土振搗密實后用鋁合金刮尺初平，初平后再使用用鋁合金尺全斷面沿側(cè)模面精平。

表1 配合比組成材料表

預(yù)制板澆筑后其頂面立即采取拉毛措施，為確保拉毛效果，采用了專業(yè)制作的軟塑膠拉毛器，采用此塑膠掃把后混凝土表面拉毛深度合適，間距均勻，線條平順。

3.5 養(yǎng)護(hù)、鑿毛及防銹

（1）混凝土澆筑完成初凝后立即養(yǎng)護(hù)，頂面土工布全覆蓋，其上布置2條自動噴淋灑水養(yǎng)護(hù)PVC水管，采用自動定時控制開關(guān)，灑水間隔時間視實際情況而定，以保持表面濕潤為原則。每塊板懸掛養(yǎng)護(hù)標(biāo)識牌，牌上注明構(gòu)件編號、日期、責(zé)任人等信息，確保養(yǎng)護(hù)到位。

（2）混凝土終凝后開始鑿毛，橋面板側(cè)面及端頭處采用電動鑿毛機(jī)鑿毛，此類鑿毛機(jī)效率高，工人操作簡便，鑿毛效果良好。

（3）按設(shè)計圖紙要求，由于預(yù)制板存放時間不少于 6 個月，為防止外露預(yù)埋濕接縫鋼筋銹蝕，對已生產(chǎn)好的面板外露鋼筋采用刷水泥漿的方式進(jìn)行防護(hù)處理，橋面板所用防銹水泥漿中摻加了部分膠水，涂刷之后不易被雨水沖洗掉，防銹效果明顯提升。

3.6 橋面板轉(zhuǎn)運存放

預(yù)制板采用四點起吊，吊點位置在相應(yīng)設(shè)計圖紙中已經(jīng)給出，預(yù)制板起吊及存放嚴(yán)格按吊點位置設(shè)置支撐。橋面板存放基礎(chǔ)根據(jù)現(xiàn)場地基情況設(shè)置了配筋混凝土，存放層數(shù)不超過6層，層間采用同標(biāo)號混凝土墊塊（20×20×30cm）支撐，墊塊頂部放置一塊同尺寸的橡膠片以保護(hù)橋面板成品。注意各層之間所有混凝土墊塊需在同一個垂直線上，且墊塊的位置需緊貼吊點處。

橋面板在胎架上養(yǎng)護(hù)3～4天后即可起吊轉(zhuǎn)運，橋面板在預(yù)制廠內(nèi)轉(zhuǎn)運時采用單臺龍門吊四點起吊，轉(zhuǎn)運到存板區(qū)，由于混凝土橋面板尺寸較大，長度達(dá)16.45m，為防止橋面板起吊過程中其跨中位置產(chǎn)生過大拉應(yīng)力，需采用專用吊架確保橋面板成品質(zhì)量用。

4.橋面板質(zhì)量情況

橋面板的預(yù)制階段，按照品質(zhì)工程及國優(yōu)工程的要求精心組織施工，采用先進(jìn)合理的工藝，優(yōu)質(zhì)高效的完成了248片橋面板的施工任務(wù)。橋面板混凝土強(qiáng)度自檢及第三方抽檢檢測合格率100%，保護(hù)層合格率達(dá)99.5%，成品光潔、密實，棱角分明、色澤均一，存放規(guī)范。

5.結(jié)語

橋面板預(yù)制施工工藝較為簡單，本文主要介紹的側(cè)模模板設(shè)計、拉毛工具、配合比設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù)，可對應(yīng)用越來越廣泛的鋼混預(yù)制橋面板工程有借鑒之用。