趙鵬杰
(中鐵七局集團第一工程有限公司)
試論橋梁施工技術的質量控制
趙鵬杰
(中鐵七局集團第一工程有限公司)
隨著我國經濟和社會的發展,交通行業已經開始在我國的市場經濟體系中發揮出越來越重要的作用,相關的橋梁工程的發展速度更是蒸蒸日上。本文基于此,首先簡述了現階段橋梁施工技術中存在的質量問題,然后淺析了橋梁施工技術的全過程質量控制,望對相關的工程人員提供一定的參考價值。
橋梁工程;施工技術;質量控制
隨著我國現代化建設步伐的加快,我國的基礎設施建設工作也有了飛速的發展,橋梁工程作為基礎工程建設中不可或缺的一環,相關的工程記錄不斷地被超越,具有歷史性意義的橋梁更是不斷涌現。但與此同時,橋梁過程在飛速的發展過程中,為了加快工程進度而忽視工程質量的情況也屢見不鮮,這不僅對人們的日常生活產生到了嚴重的威脅,更是降低了整個社會的穩定程度和安全性。考慮到與其它類型的工程相比,橋梁工程還具有著使用年限較長、施工難度較大、日常使用較多等一系列特點,故解決橋梁施工技術中存在的問題,加強橋梁施工過程中的質量控制工作,對保障橋梁工程的應用有著重要意義。
2.1橋梁施工過程中出現不同類型裂縫
橋梁施工過程中出現裂縫是橋梁施工技術中存在的最主要質量問題,常見的裂縫成因包括溫度變化,地基基礎變形等等。例如在橋面、橋墩等大面積結構的澆筑初期過程中,水化熱會使得混凝土表面溫度大幅度上升,但由于混凝土外部和內部的散熱條件不同,內部溫度上升較之外部溫度而言較快,而隨著彈性模量的增高以及時間的流逝,當混凝土抗拉強度不足以抵抗這種拉應力時,過大的溫差就會引起如圖1所示的表面溫度裂縫。如果橋梁的建設地區位于山嶺等地質條件復雜的地區,那么橋梁結構內部的拉應力則會因構件的變形超出超過混凝土結構的抗拉強度,從而產生沉降裂縫。

圖1 橋墩等大面積結構中出現的溫度裂縫
2.2混凝土質量不合格引起鋼筋變形或銹蝕
在混凝土質量不合格或是保護層厚度不夠的橋梁工程中,混凝土保護層極有可能因二氧化碳侵蝕造成鋼筋周圍混凝土強度降低,導致表面氧化膜破壞,鋼筋中鐵離子和氧氣等其它物質發生了銹蝕反應,所產生的膨脹應力,使得鋼筋沿縱向產生較大程度的變形,進而引起橋梁結構被破壞。冬季施工時,如果混凝土中摻加了防凍鹽,那么由于鋼筋周圍氯離子含量較高,鋼筋變形或銹蝕的可能性也會因此大大提升。
2.3材料和設備管理不科學影響工程質量
橋梁施工中,材料和設備管理會導致工程質量大幅度下降,常見的問題表現在以下幾個方面:①材料源頭缺乏有效控制,部分施工單位為了降低成本購買一些小作坊生產的材料,并且檢驗時未能嚴格執行材料的檢驗工作,導致劣質材料流入施工現場。②現場材料堆放和管理較為混亂,施工機具不分區、登記制度不完善等問題普遍存在,工程質量出現問題時無法明確質量問題的責任。④現場施工機械設備配置缺乏合理性,一般大型橋梁的施工往往需要多種類型的機械設備共同工作,但施工單位往往面臨著較大的經濟壓力或是技術壓力,不得不降低機械設備的數量,從而造成機械設備超負荷工作,使得工程存在安全隱患。
3.1施工準備階段的質量控制
在橋梁工程的施工準備階段,相關的施工人員需要對影響橋梁工程質量的所有因素進行量化分析。例如對于大跨度橋梁結構,需要考慮不同施工方法和不同地基類型對橋梁結構產生的影響。在選定合適的施工工藝后,需要對其可行性和經濟性進行詳盡分析,從而在前期為整個橋梁施工的質量控制工作奠定優秀的基礎。
3.2混凝土施工階段的質量控制
(1)材料選擇
材料選擇作為混凝土施工階段重要的質量控制工作,對于保障橋梁施工質量有著重要意義。一般橋梁工程的施工材料包括水泥、水、集料、混凝土等等,選擇工作可從以下幾點入手:①針對具體的施工部位以及高原道路橋梁的具體設計圖,選擇恰當的水泥型號,例如橋梁工程中采用P.O.42.5、P.O.32.5等水泥型號、抹面采用C15水泥型號,且水泥強度一般為混凝土強度等級的1.5~2.3倍。②控制混凝土施工中的施工用水,根據《混凝土拌合用水標準》(JGJ63),攪拌用水的pH值應大于等于4,每立方厘米水中硫酸鹽的含量不得超過2.7mg,其它鹽含量不得超過2mg。④盡可能選擇質地堅硬且與規定級配相符合的集料,且通過加大堆積密度以保障集料配級。
(2)混凝土澆筑
橋梁工程施工中常用的混凝土澆筑方法是推移式連續澆筑法,如圖2所示,施工人員澆筑在進行下一層澆筑時返回前一層進行二次澆筑,從而讓澆筑點前方的混凝土會在重力作用下自然流淌成斜面,后方的混凝土則可人為控制在設計標高的允許誤差范圍內,這種澆筑方法使用于澆筑面積較大但澆筑厚度較低的橋梁工程。為了控制澆筑過程中可能出現的施工縫,相應的質量控制工作包括以下幾點:①做好現場器具的準備工作,包括混凝土輸送泵、串筒、料斗等一系列澆筑器具的準備、水、電、照明設備的供應、鋼筋、預埋件、預留洞的檢查與驗收等等。②做好混凝土的試驗工作,由于混凝土澆筑過程中的初凝時間、具體的水化熱能量都需要由試驗進行確定,故相關的試驗工作同樣不能缺少,相關的項目試驗室負責人在接到澆筑通知單后,可依據具體的通知內容開展混凝土試驗工作。④確保混凝土澆筑的細節,例如混凝土入模溫度最好位于5~10℃之間,在已澆筑的板上進行施工時應當鋪設臨時腳手板,澆筑剪力墻混凝土時需在布料桿前安裝軟管等等。

圖2 推移式連續澆筑示意圖
(3)裂縫防治
橋梁施工中的裂縫防治工作對于保障工程質量有著重要意義,根據裂縫類型的不同,相應的防治方法也存在些許差異。例如對于溫度變化引起的裂縫,施工人員應盡可能選擇中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸水泥,有效降低水泥的水化熱,并且在滿足混凝土強度的基礎上,可適當添加磨細粉煤灰以減少絕熱條件下混凝土的溫度上升幅值。對于地基基礎變形引起的裂縫,可考慮加寬地基下部基礎,如盡可能采用樁柱式的施工工藝,或是采取夯實、換填夯實等方式使得地基沉降均勻,有效減少地基基礎的變形等等。也可考慮采用橫向連接的方式提升新舊接縫處受力的抗剪強度,避免橋梁構件變形引起結構裂縫。
3.3橋梁養護階段的質量控制
(1)鋼筋的養護
鋼筋的養護共組并不復雜,針對鋼筋變形或銹蝕的成因,相關的施工人員可從以下幾個方面著手:①提升混凝土結構的保護層厚度,可考慮控制混凝土的水灰比,有效加強振搗工作來保障混凝土自身結構的完好性,避免因外界環境惡劣引起鋼筋銹蝕。②對于處于冬季的橋梁工程施工時,可降低含氯鹽的外加劑用量,必要時可考慮加入阻銹跡,避免土壤中有害離子對鋼筋產生入侵。④加強橋梁的排水系統的建立,讓雨水天氣時橋梁的排水系統更為完善,所滲漏的雨水量較小,避免其和橋梁中的鋼筋結構發生化學反應引起鋼筋腐蝕。
(2)混凝土的養護
由于橋梁工程的體積較大,故橋梁工程中的混凝土養護工作可參考大體積混凝土的養護工作,考慮到剛澆筑完成的大體積混凝土強度往往較低,其抵抗變形的能力較弱,如果長期暴露在不利的溫度和濕度條件下,極容易形成破壞橋梁結構的干縮裂縫或冷縮裂縫。故橋梁工程中混凝土養護工作的重點就在于通過人為控制混凝土的散熱過程來減少混凝土表面與外界溫度的溫度梯度。常用的養護措施包括搭設保溫棚、配備塑料薄膜、鋪設阻燃保溫被、涂敷養護劑涂層等等,一般大跨度結構橋梁的保溫養護持續時間不得低于15d。如果橋梁所在施工地區緯度較高,氣溫較低,施工單位還可以在混凝土內部埋設熱敏元件進行溫度監控,從而為調整保溫措施提供必要的科學依據,并且降低人力損耗。
在橋梁工程中,橋梁施工技術的質量控制工作是整個施工安全管控的核心項目,對于保障橋梁工程的質量有著不可忽視的重要意義。相關的質量控制人員需要在了解現階段橋梁施工技術中存在的質量問題的基礎上,秉承精益求精的重要態度,對存在的問題采取必要的控制策略,有效保障橋梁工程的質量,從而讓橋梁工程為我國的交通事業乃至整個社會市場經濟體系作出一份更卓越的貢獻。
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U445.57
A
1673-0038(2015)19-0203-02
2015-4-20
趙鵬杰(1988-),男,助理工程師,2013畢業于石家莊鐵道大學,主要從事道路橋梁工程技術專業。