橋梁工程水中系梁施工技術(shù)的應(yīng)用研究

肖偉

（中鐵二十二局集團第三工程有限公司，福建廈門 361021）

1 引言

樁柱式結(jié)構(gòu)橋梁是比較常見的一種橋梁形式，橋墩之間多以系梁進行連接，出于橋梁整體性與美觀性的考慮，系梁多設(shè)置在水中。相較于地面施工，水中施工的難度更高，施工受水深、流速等條件的影響較大。施工過程中，為有效控制因環(huán)境、人員等因素對施工活動造成的影響，保障項目順利推進，需要合理設(shè)計水中系梁的施工方案，嚴(yán)格按照工藝流程進行施工，施工過程中還要對關(guān)鍵節(jié)點進行把控。

2 項目概況

瑞林梅江大橋起點里程為K22+531，終點里程K22+839，全長308 m。上部構(gòu)造梁板采用10~30 m 預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁，先簡支后橋面連續(xù)，梁高200 cm，在0 號、10 號橋臺分別設(shè)置D80 型伸縮縫，在5 號墩設(shè)置D160 型伸縮縫。大橋橋面全寬10.4 m，凈寬9 m，護欄外富余部分考慮作為管線通過空間使用，橋面采用水泥混凝土鋪裝，橋墩采用樁柱接蓋梁形式，樁柱直徑為1.8 m，樁基樁徑為2 m；橋臺采用樁接蓋梁形式，樁基樁徑1.5 m，耳墻長4 m。橋頭兩側(cè)均設(shè)置搭板，搭板長6 m。本橋水中系梁共6 個，設(shè)計為6.1 m×1.6 m×1.8 m，系梁底標(biāo)高146.7m，頂標(biāo)高148.5m，本著經(jīng)濟合理、便于施工和可回收的原則，系梁上部采用原棧橋3 根I45b 主梁，下部吊裝2 根I45b 主橫梁，利用φ25 mm 精軋螺紋鋼，夾緊主橫梁工字鋼。

3 水中系梁施工工藝流程

本項目中，水中系梁施工工藝流程為：

1）施工準(zhǔn)備。此階段需要做好施工技術(shù)交底工作，施工材料、機械設(shè)備檢查工作、施工人員技術(shù)培訓(xùn)與安全培訓(xùn)工作，以及施工現(xiàn)場復(fù)核工作，為后續(xù)施工活動奠定基礎(chǔ)。

2）搭設(shè)平臺。主要是利用原有的棧橋管樁、鋼板、工字鋼搭設(shè)簡易的施工平臺，以便后續(xù)施工活動開展。

3）樁頭鑿除及檢測。根據(jù)項目設(shè)計要求鑿除樁頭，經(jīng)檢測合格后開始下一道工序[1]。

4）搭設(shè)精軋螺紋托架系統(tǒng)。先拆除鑿樁平臺，然后搭設(shè)精軋螺紋托架系統(tǒng)，便于后續(xù)進行鋼筋綁扎以及模板安裝作業(yè)。

5）測量放樣。項目測量班組負(fù)責(zé)組織實施測量放樣活動，需要注意的是，在進行系梁放樣前，首先需要復(fù)核導(dǎo)線點，確認(rèn)無誤后才能開展系梁放樣工作，以確保后續(xù)施工活動順利開展[2]。

6）加工、綁扎地系梁鋼筋。按照項目設(shè)計要求對鋼筋進行加工并完成綁扎和作業(yè)。

7）澆筑地系梁混凝土。按照要求澆筑混凝土并做好混凝土養(yǎng)護工作。

8）平臺拆除。混凝土達到設(shè)計強度后開始逐步拆除作業(yè)平臺以及精軋螺紋托架系統(tǒng)。

9）成品養(yǎng)護。對成品采取必要的保護措施，防止被損壞。

4 橋梁工程中水中系梁施工技術(shù)研究

4.1 準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

在施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，重點需要做好以下工作：

1）項目技術(shù)部門在施工前，需要對施工人員進行技術(shù)交底，強化施工人員的質(zhì)量意識，掌握施工工藝流程，明確施工重點，確保在正式施工階段能夠準(zhǔn)確按照工藝流程進行施工，切實保障施工質(zhì)量。

2）項目管理部門要完善并嚴(yán)格落實值班制度，確保在施工期間每個時間段都有相關(guān)負(fù)責(zé)人在施工現(xiàn)場進行組織管理以及技術(shù)指導(dǎo)；其次，要嚴(yán)格落實輪班制度，尤其是涉及特種作業(yè)時，施工人員必須按照要求進行輪班，避免作業(yè)時間過長，釀成安全事故。

3）施工過程中，除混凝土已經(jīng)做好配合比設(shè)計以及相關(guān)審批手續(xù)，允許進場使用外，其余施工材料，如鋼材等，在進場時必須嚴(yán)格按照相關(guān)制度進行檢驗，確保材料的相關(guān)指標(biāo)符合項目有關(guān)規(guī)定，以避免因材料質(zhì)量問題影響施工質(zhì)量。

4）現(xiàn)場施工所需的機械設(shè)備在進場前需要進行全面檢修，確保機械設(shè)備各項性能良好，能夠滿足施工活動的需求?；炷涟韬驼緫?yīng)選擇信譽良好、質(zhì)量有保障的商混凝土拌和站，采用罐車運輸至施工現(xiàn)場。為避免施工現(xiàn)場臨時停電影響施工活動正常開展，需要根據(jù)施工現(xiàn)場實際需求配備相應(yīng)數(shù)量的發(fā)電機。現(xiàn)場配備的兩輛吊車、一輛挖掘機和其他施工機具已到現(xiàn)場，已經(jīng)具備施工條件。

4.2 搭設(shè)精軋螺紋托架系統(tǒng)

為方便鋼筋的綁扎及模板安裝，拆除原有鑿樁平臺在搭設(shè)精軋螺紋托架系統(tǒng)，其中，托架系統(tǒng)包括下部縱向分配梁（I45 型工字鋼），橫向分配梁（I12.6 型工字鋼），地系梁整體模板，上部橫向分配梁（I45 型工字鋼）。施工方法如下：上部在原有的棧橋3 根I45 工字鋼上打孔各穿2 根φ25 mm 精軋螺紋鋼，再吊裝下部縱向分配梁I45 型工字鋼；利用φ25 mm 精軋螺紋鋼對拉上部橫向分配梁I45 型工字鋼；上鋪I12.6 工字鋼作為分配梁間距30 cm，使其在系梁底標(biāo)高同等位置[5]。

4.3 鋼筋制作加工

鋼筋制作加工流程如下：

1）清理。對鋼筋表面附著的泥土、油污以及浮繡等進行清理，確保鋼筋表面潔凈。

2）調(diào)直。要求鋼筋不能出現(xiàn)彎曲、小波浪形以及死彎等情況，若鋼筋表面存在傷痕，應(yīng)確保傷痕小于鋼筋截面的5%，否則視為不合格，嚴(yán)禁使用。

3）截斷。根據(jù)圖紙要求的長度、數(shù)量截斷鋼筋，出于節(jié)約鋼材的考慮，應(yīng)盡可能減少鋼筋端頭。

4）運輸。加工制作完成的鋼筋成品應(yīng)做好標(biāo)號，避免運輸過程中混亂，同時運輸過程中應(yīng)注意避免鋼筋污染、變形[6]。

5）鋼筋綁扎。按彈出的鋼筋位置線，根據(jù)設(shè)計位置、尺寸綁扎鋼筋，鋼筋綁扎時，靠近外圍兩行的相交點每點都綁扎，中間部分的相交點可相隔交錯綁扎，雙向受力的鋼筋必須將鋼筋交叉點全部綁扎。

6）鋼筋連接。鋼筋的連接采用焊接，并控制接頭的截面面積占總截面面積的百分率不能超過50%，施工完畢自檢合格后方可進行模板施工。

需要注意的是，地系梁鋼筋與樁基鋼筋的交叉處進行綁扎、焊接，焊接長度不小于10 cm 要求焊縫飽滿、平整，同時接頭斷面應(yīng)錯開。模板與鋼筋之間加設(shè)高強度混凝土墊塊，地系梁的鋼筋凈保護層厚度為5 cm，使用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)混凝土墊塊。墊塊間距約1 m，以保證保護層厚度[7]。

4.4 模板安裝

地系梁模板采用大塊組合定型鋼模板，為確保模板的穩(wěn)定性，模板內(nèi)部以φ16 mm 的對拉螺栓進行固定。樁系梁樁基與墩柱銜接模板采用預(yù)制圓柱形模板，保證漸變位置光滑、均勻。在模板支立前對模板進行磨光處理并涂抹機油，保證模板接縫及錯臺均不大于1 mm，且表面光澤、平整、無污物。注意側(cè)模板與樁頭圓柱的接縫處理和側(cè)模與底模間縫隙處理。側(cè)模接縫處夾硬質(zhì)海綿條，模板間采用螺栓聯(lián)結(jié)，側(cè)模與底模之間用砂漿填塞緊密，保證模板接縫不漏漿[8]。模板安裝完畢后，對其平面位置、頂部標(biāo)高、節(jié)點聯(lián)系以及縱橫向穩(wěn)定性進行檢查，報監(jiān)理驗收合格后方可澆筑混凝土。模板以及支架安裝允許偏差見表1。

表1 模板及支架安裝允許偏差表

4.5 混凝土施工

4.5.1 混凝土澆筑

施工所需混凝土有商業(yè)拌和站進行集中拌合，采用罐車運輸至施工現(xiàn)場，溜槽直接入模；混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進行，混凝土澆筑宜分層進行，分層厚度不大于30 cm。混凝土拌制和澆筑時，應(yīng)對其組成材料的外觀及配料、拌制、和易性（坍落度等）進行檢查，每一工作班至少2 次，并按要求制取混凝土試件3 組。

混凝土澆搗過程中，施工人員嚴(yán)禁亂踩亂踏已綁扎成型并經(jīng)驗收的鋼筋網(wǎng)，避免混凝土內(nèi)鋼筋彎曲變形或位移，保證鋼筋位置及保護層厚度。同時應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)操作規(guī)范進行施工，施工現(xiàn)場必須安排專人進行指揮以及監(jiān)督，施工過程中嚴(yán)禁作業(yè)人員在鋼筋上站立或者行走，對于容易發(fā)生偏移的鋼筋要提前做好固定措施，振搗過程中注意振動棒不能碰觸鋼筋骨架，以防止鋼筋骨架變形、錯位，使保護層厚度不均。

此外，需要注意的是，在混凝土澆筑施工過程中或者已澆筑完成后，若發(fā)現(xiàn)混凝土表面的泌水量較大，需要采取排水措施，必須確保不能影響到已澆筑的混凝土，以免影響混凝土質(zhì)量。若需要繼續(xù)進行澆筑施工，則應(yīng)查明泌水量過大的原因，并制定相應(yīng)的預(yù)防措施，然后才能開展混凝土澆筑施工。

4.5.2 混凝土養(yǎng)護

澆筑施工結(jié)束后，施工人員需要在收漿結(jié)束后盡快采用草席或者塑料薄膜覆蓋混凝土，同時進行灑水養(yǎng)護，注意在覆蓋混凝土?xí)r應(yīng)避免造成污染或者損傷。一般情況下，混凝土養(yǎng)護時間為7 d，具體可根據(jù)施工現(xiàn)場的溫度、環(huán)境濕度以及所用材料的性能等控制養(yǎng)護時間，可酌情增減。

4.6 模板與精軋螺紋托架系統(tǒng)拆除

4.6.1 模板拆除

待混凝土的強度達到要求后，即可開始拆除模板，一般來說要求混凝土強度不低于2.5 MPa，同時要確保拆除模板時混凝土表面、棱角等部位不會因模板拆除受損或者掉角，以免影響系梁質(zhì)量。系梁成品檢測標(biāo)準(zhǔn)及方法見表2。

表2 系梁成品檢測標(biāo)準(zhǔn)及方法

4.6.2 精軋螺紋托架系統(tǒng)拆除

先把上部精軋螺紋螺帽擰松20 cm；拆除下部橫向分配梁I12.6 型工字鋼；挖機拉出系梁底模，在拆除下部縱向分配梁I45 型工字鋼。

5 結(jié)語

綜上所述，橋梁工程中水中系梁施工難度較大，本項目中結(jié)合梅江水文條件以及施工場地的實際情況，因地制宜地編制了可靠、高效的施工方案，通過實踐驗證，施工質(zhì)量以及施工效率均符合項目預(yù)期。