高速公路橋梁混凝土工程施工技術(shù)管理探究

摘要 高速公路橋梁工程質(zhì)量關(guān)系著城市交通安全，混凝土結(jié)構(gòu)作為公路橋梁主要結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量控制對(duì)公路橋梁建設(shè)非常重要。但受多種因素影響，橋梁混凝土工程存在裂縫、結(jié)構(gòu)收縮等質(zhì)量通病，需加強(qiáng)施工管理，預(yù)防混凝土病害。文章結(jié)合某高速公路橋梁工程，對(duì)橋梁混凝土工程常見問題展開分析，明確了高速公路橋梁混凝土工程施工技術(shù)的管理要點(diǎn)，旨在保障橋梁混凝土施工質(zhì)量，提升高速公路橋梁的建設(shè)水平。

關(guān)鍵詞 高速公路；橋梁；混凝土工程；施工技術(shù)

中圖分類號(hào) U415 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）13-0167-03

0 引言

混凝土是高速公路橋梁常用材料，保障橋梁混凝土工程質(zhì)量，有助于提升橋梁抗沖擊、抗荷載能力，確保橋梁穩(wěn)定性、安全性。因此，應(yīng)基于高速橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，做好橋梁混凝土工程施工的技術(shù)管理，通過完整管理機(jī)制，確保橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的建設(shè)質(zhì)量，完善橋梁基本性能，使其整體質(zhì)量符合高速公路建設(shè)要求。

1 橋梁混凝土工程常見問題

（1）鋼筋外露?；炷粱旌狭虾Y選不當(dāng)、施工操作不標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，橋梁樁基、墩臺(tái)、支撐結(jié)構(gòu)上會(huì)存在“鋼筋外露”現(xiàn)象。為預(yù)防該問題，混凝土施工時(shí)，應(yīng)在澆筑環(huán)節(jié)設(shè)置墊塊，填充混凝土、鋼筋縫隙，預(yù)防鋼筋位移、變形；增加鋼筋混凝土的黏結(jié)程度，保護(hù)、加固橋梁混凝土結(jié)構(gòu)[1]。

（2）麻面。具體指橋梁混凝土結(jié)構(gòu)表面的孔洞。混凝土模板平整度、光滑程度不足是引起麻面的主要因素。

（3）混凝土裂縫。裂縫問題是混凝土工程的主要病害。產(chǎn)生的裂縫會(huì)影響橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，造成嚴(yán)重安全、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。混凝土裂縫誘因較多，結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度差異大、澆筑溫度控制不當(dāng)、局部拉應(yīng)力過大等均會(huì)導(dǎo)致裂縫問題。

2 高速公路橋梁混凝土工程概況

某高速公路橋梁工程，起止樁號(hào)為AK201+289～AK201+690。全橋長401 m，設(shè)計(jì)荷載為一級(jí)公路，橋?qū)?2 m，地震抗裂度Ⅵ級(jí)。橋梁建設(shè)區(qū)域地形平緩，起伏不大，位于河流沖盆區(qū)。橋間坡度角為15 °～25 °，有河流通過，最大水深3 m，最大流量為1 800 m3/h。橋梁結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)空心板梁，橋臺(tái)為1.5 m的鉆孔樁基礎(chǔ)，橋墩為1.2 m的柱式橋墩，全橋混凝土工程量為9 812.37 m3，主要工程材料為混凝土、鋼筋、鋼絞線。

3 高速公路橋梁混凝土工程工藝流程

（1）施工流程：施工準(zhǔn)備—樁基礎(chǔ)施工（混凝土鉆孔灌注樁）—橋臺(tái)、橋墩施工—蓋梁、臺(tái)帽施工—預(yù)應(yīng)力混凝土空心梁板施工—橋面施工。

（2）施工方案：①按順序完成各區(qū)域施工作業(yè)，樁基采用“沖擊鉆鉆孔工藝”。②主體混凝土采用混凝土拌和站集中攪拌、配制，經(jīng)攪拌車運(yùn)輸至現(xiàn)場。小型橋梁結(jié)構(gòu)混凝土澆筑時(shí)應(yīng)由起重機(jī)協(xié)助混凝土入倉，振搗工藝為插入式振搗[2]。大型混凝土澆筑由混凝土專用車泵送，機(jī)械振搗。③集中預(yù)制鋼筋，應(yīng)在現(xiàn)場安裝，使用汽車起重機(jī)吊裝到位。④支架、模板工程為預(yù)制組合模板，橋柱、墩臺(tái)為定形鋼模組裝。⑤汽車運(yùn)輸混凝土預(yù)制構(gòu)件，采用25 t起重機(jī)吊裝。預(yù)制空心板梁由架橋機(jī)安裝，總體實(shí)測項(xiàng)目如表1所示。

4 高速公路橋梁混凝土工程施工技術(shù)管理要點(diǎn)

4.1 橋梁樁基

4.1.1 施工準(zhǔn)備

（1）測量放樣，布設(shè)樁位十字線，平整、夯實(shí)場地，鉆機(jī)就位。調(diào)整鉆架，固定纜風(fēng)繩、加固撐桿開始鉆孔。

（2）孔內(nèi)灌注泥漿，進(jìn)行反復(fù)沖鑿，確?？妆诓凰宦丁?/p>

（3）清除孔內(nèi)殘?jiān)?，注入泥漿、清水。

（4）鉆孔期間，檢查孔位、孔深，可應(yīng)用6 m長的檢孔器糾偏，確保鉆孔質(zhì)量。

（5）鉆孔灌注樁質(zhì)量要求，如表2所示：

4.1.2 灌注水下混凝土

（1）鉆孔質(zhì)量符合要求后，開始灌注水下混凝土。灌注前，應(yīng)測定孔底的沉淀厚度。無須二次清孔時(shí)灌注混凝土，注入孔底后，探測混凝土頂面高度。

（2）正式灌注混凝土，應(yīng)確保灌注作業(yè)緊湊、連續(xù)進(jìn)行，中途不得停止。為避免混凝土材料溢出、外漏，應(yīng)探測、分析混凝土下降、水位升降數(shù)據(jù)，應(yīng)及時(shí)提升、拆除導(dǎo)管。導(dǎo)管提升應(yīng)沿軸線居中提升，拆管時(shí)間應(yīng)＜15 min。

（3）導(dǎo)管內(nèi)含有空氣時(shí)，應(yīng)減慢灌注速度，預(yù)防管內(nèi)高壓氣囊?；炷撩嫔仙龄摻罟羌芟路綍r(shí)，為避免鋼筋骨架上浮，應(yīng)采取以下措施：①使用緩凝劑，提升混凝土流動(dòng)性。②灌注面靠近鋼筋骨架時(shí)，應(yīng)緩慢灌注，減少?zèng)_擊力[3]。③孔內(nèi)混凝土進(jìn)入骨架1～2 m，提升導(dǎo)管并控制管深。

（4）混凝土灌注后期，應(yīng)在孔內(nèi)加入適量稀漿（水泥），拔管速度減慢。應(yīng)增加樁頂灌注高度約0.5～1 m，灌注結(jié)束后清除該區(qū)域混凝土。

（5）預(yù)留10～20 cm混凝土，挖除多余樁頭。

4.2 橋墩、橋臺(tái)

4.2.1 施工設(shè)計(jì)

（1）橋墩采用定形鋼模施工，橋臺(tái)為“支架+組合鋼模”現(xiàn)澆混凝土工藝。樁基施工結(jié)束后，進(jìn)行橋墩墩身、系梁施工?？梢罁?jù)橋墩、臺(tái)結(jié)構(gòu)，拼裝鋼模并連接螺栓、橫桿，然后一次澆筑混凝土。

（2）系梁臺(tái)深模板由4 mm鋼板制成。在澆筑混凝土前，應(yīng)基于軸線、高程安裝模板，然后清理模板，檢查拼縫后澆筑混凝土。

4.2.2 混凝土工程

（1）電腦自動(dòng)計(jì)算混凝土拌和量，可在拌和站集中拌制，然后由混凝土攪拌車運(yùn)輸至現(xiàn)場，一次澆筑橋墩。

（2）檢查橋墩支架、模板、預(yù)埋件，清理、沖洗樁基表面松散石屑、泥土。分層澆筑混凝土，每層澆筑厚度為30 cm。澆筑期間應(yīng)觀測模板，預(yù)防模板位移、脹模。

（3）應(yīng)用插入式振搗器密實(shí)混凝土結(jié)構(gòu)，確保移動(dòng)間距＜作用半徑的1.5倍。與側(cè)模保持安全距離約10 cm，插入深度為上層深度+下層的5～10 cm。各點(diǎn)位振壓結(jié)束后，應(yīng)提升振搗棒，振搗下一點(diǎn)位。

（4）振搗至混凝土表面無氣泡、無沉降，然后修正混凝土裸露面，抹平后壓光、拉毛。在2～3h后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，覆蓋草袋[4]。

（5）澆筑期間，注意觀測預(yù)留孔、預(yù)埋螺栓、預(yù)埋支座有無移位現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)糾正。

（6）檢測橋墩、橋臺(tái)質(zhì)量的技術(shù)要求，如表3所示：

4.3 蓋梁、臺(tái)帽

（1）核心工藝：抱箍法。蓋梁由16 mm厚的半圓弧形鋼板制成，連接M24高強(qiáng)螺栓。抱箍高1 756 cm，緊箍后提供橋梁墩柱的支撐反力。

（2）墩柱混凝土面、抱箍面應(yīng)設(shè)2～3 mm橡膠墊?？偭?、抱箍搭設(shè)欄桿，欄桿間距2.5 m，高度為1.2 m。豎向間隔0.5 m處設(shè)立柱。

（3）在蓋梁、平面位置、頂部標(biāo)高、模板安裝符合要求后，澆筑混凝土。灌注高度＜2 m，分層厚度為30 cm。插入式振搗提升密實(shí)度后，應(yīng)進(jìn)行表面收光，養(yǎng)護(hù)7 d，覆蓋防護(hù)物，期間灑水養(yǎng)護(hù)。密實(shí)度符合要求后，應(yīng)拆模并檢查混凝土結(jié)構(gòu)尺寸、預(yù)留孔洞位置、外觀，實(shí)測項(xiàng)目如表4所示：

4.4 梁體混凝土澆筑

（1）檢查伸縮設(shè)備、護(hù)欄、泄水管。無誤后澆筑C50混凝土，混凝土配合比、骨料粒徑應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，最大粒徑＜2 cm。梁段2 m范圍內(nèi)混凝土局部應(yīng)力大，鋼筋密實(shí)，強(qiáng)度要求高，骨料粒徑＜1.5 cm。

（2）水平分層澆筑混凝土，厚度為30 cm，上下層間隔時(shí)間＜60 min。采用插入式振搗，在強(qiáng)度為15～

20 MPa后進(jìn)行拆模。

（3）梁板孔道灌漿時(shí)，可用40號(hào)水泥封堵鋼絞線、錨固端縫隙。壓漿壓力6～8 kg/cm2，壓力調(diào)升速度不宜過快，在出濃漿2 min后關(guān)閉閥門[5]。應(yīng)確保28 d強(qiáng)度＞40 MPa，3 d強(qiáng)度＞20 MPa，水灰比＜0.45，最大泌水率＜0.5～3%（3 h），稠度15～18 s。

4.5 橋面混凝土

（1）使用鋼刷清理橋面浮皮，高壓沖洗鋪面。

（2）先澆筑橋面鉸縫，鋪碎石，振搗密實(shí)后現(xiàn)澆橋面。①基于方格網(wǎng)法，開展橋面現(xiàn)澆層施工，泵送、澆筑混凝土；表面鋼筋保護(hù)層不宜過厚，預(yù)防橋面裂縫。②重點(diǎn)控制混凝土頂面標(biāo)高、橫縱坡。③振搗時(shí)，應(yīng)避免過振、漏振；一次插入振搗時(shí)間＞20 s，粗細(xì)骨料分布均勻后，使用平板振搗器縱橫交錯(cuò)振搗，振搗面應(yīng)重合100～200 mm，振搗時(shí)間＞30 s。最后采用振搗梁沿導(dǎo)軌全幅振搗，直至水泥漿上浮表面。

（3）振搗梁時(shí)，應(yīng)設(shè)專人控制行駛速度、鏟料和填料，保證鋪裝面飽滿、密實(shí)。垂直下料、整平作業(yè)面間距＜2 m。整平橋面時(shí)，應(yīng)及時(shí)拆除振搗梁行走軌道，同時(shí)澆筑、振實(shí)、整平軌道安裝區(qū)域。

（4）橋面混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑，無施工縫。需留施工縫時(shí)，橫縫位置應(yīng)設(shè)于伸縮縫內(nèi)，縱縫位于標(biāo)線下。縫隙處理：剔除松散石子，清理縫隙，灑水潤濕，涂刷界面劑?；蛟跐仓炷?xí)r，隨澆筑作業(yè)填縫墊平進(jìn)行伸縮縫的處理。

（5）振搗后抹面。①一次抹面。人工抹面，短木抹子找邊，修飾、抹平橋上排水口、排水孔，抹出鋪面水泥漿。②二次抹面。混凝土初凝后、終凝前，利用鋼抹子抹面、抹面前，然后使用3 m刮杠找平，最后用鋼抹子收面。

（6）沿橫坡方向一次拉毛，確保拉毛、壓槽深度為1～2 mm。拉毛線條應(yīng)均勻、直順，表面平整。成形后，覆蓋塑料布，使用噴霧器灑水養(yǎng)護(hù)?；炷两K凝后，應(yīng)浸水養(yǎng)生[6]。

4.6 橋梁混凝土工程施工質(zhì)量保障措施

4.6.1 優(yōu)化橋梁混凝土配比

混凝土配比關(guān)系橋梁強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)耐久性。為加強(qiáng)橋梁混凝土工程施工的技術(shù)管理，應(yīng)優(yōu)化橋梁混凝土配比設(shè)計(jì)。

（1）科學(xué)選用礦料?；炷粱旌狭现性黾舆m量SiO2礦物摻合料可改善混凝土孔隙結(jié)構(gòu)，預(yù)防溫度裂縫，確保橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性。同時(shí)，可選用優(yōu)質(zhì)粉煤灰、硅粉等，使SiO2進(jìn)入混凝土，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)公式：XCa（OH）2+SiO2+MH2O=XCaOSiO2·mH2O。

（2）合理控制水膠比。水膠比越低，混凝土強(qiáng)度越高，推薦的配比如表5所示。

（3）重視混凝土砂率控制。砂率越大，混凝土黏性越強(qiáng)，彈性模量變低。因此，應(yīng)結(jié)合橋梁混凝土混合料泵送要求，膠凝材料，篩選最佳砂率，如表6所示。

4.6.2 全面預(yù)防混凝土病害

為保障橋梁混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量，應(yīng)結(jié)合混凝土裂縫、麻面等病害原因，從施工環(huán)節(jié)預(yù)防病害。以橋梁混凝土溫度裂縫為例，溫度應(yīng)力、橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差大是引起結(jié)構(gòu)溫度裂縫的主要原因，為改善混凝土性能，提升橋梁結(jié)構(gòu)抗裂能力，預(yù)防結(jié)構(gòu)表面干縮，還應(yīng)規(guī)范混凝土拆模作業(yè)。①混凝土拆模時(shí)，應(yīng)避開高溫時(shí)段；避免新澆筑混凝土早期拆模后，由于表面拉應(yīng)力增加，而形成“溫度沖擊”現(xiàn)象。②混凝土澆筑初期，水化熱會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面的抗拉應(yīng)力大，施工溫度較高時(shí)拆除模板，會(huì)使結(jié)構(gòu)表面溫度驟降，造成溫度梯度。因此，應(yīng)調(diào)控拆模時(shí)間，確需拆模時(shí)，應(yīng)在結(jié)構(gòu)表面覆蓋海綿、泡沫型保溫材料，控制混凝土表面的拉應(yīng)力，從而預(yù)防溫度裂縫。

5 結(jié)語

綜上所述，為減少橋梁混凝土結(jié)構(gòu)裂縫、沉降、收縮等病害，在高速公路橋梁建設(shè)中，施工單位應(yīng)以橋梁混凝土工程為核心，從施工方案設(shè)計(jì)、混凝土材料配比、橋梁結(jié)構(gòu)混凝土施工等環(huán)節(jié)，落實(shí)混凝土施工技術(shù)的管理措施，推進(jìn)橋梁工程質(zhì)量控制，以提升高速公路橋梁混凝土建設(shè)質(zhì)量，夯實(shí)各類橋梁結(jié)構(gòu)的施工基礎(chǔ)，促進(jìn)城市交通體系建設(shè)與完善。

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收稿日期：2024-03-18

作者簡介：張挺（1986—），男，本科，工程師，從事施工技術(shù)管理工作。