簡析鄭州市隴海路高架橋工程現(xiàn)澆預應力混凝土施工技術

王濤 李丹丹

【摘 要】隨著科學技術的發(fā)展，對高速公路工程建設的要求也不斷提高，現(xiàn)澆預應力混凝土連續(xù)箱梁技術被廣泛的應用于高速公路施工中，混凝土施工是各類工程中的常見施工技術。筆者結合自身實際工作經歷與經驗，就現(xiàn)澆預應力混凝土澆筑施工技術在鄭州隴海路高架橋工程中的應用進行相關探討，以期對日后同類工作起到借鑒作用。

【關鍵詞】預應力混凝土 澆筑 施工 養(yǎng)護

1 工程概況

鄭州市隴海路快速通道工程BT項目，場址位于鄭州市中心城區(qū)，西起西四環(huán)，東至京港澳高速，路段全長約32.5km（其中隴海路南水北調橋及西三環(huán)隴海立交已實施）。文中標段位于該工程中段部位，工程范圍為工人路到鐵英街，樁號K9+734.055～K12+480，總長2.746km。主線高架橋采用整幅布置，寬度為25.5～43.5米，標準段寬25.5m，加寬段橋面最寬達到43.5m。標準聯(lián)為3×30m、3×33m，跨越路口或規(guī)劃軌道線，采用變高度連續(xù)梁結構，跨徑布置有：（36.8+58+36.8）m、（30+50+30）m、（25+40+25）m等，興華街路口采用單跨49米的的簡支鋼箱梁。全線設置 6處上下橋平行匝道，橋長146～206.785m，寬度8米。標準聯(lián)為3×30m、3×33m。匝道橋梁上部結構均采用預應力混凝土連續(xù)箱梁，標準寬度8m。

由于該項目位于中心城區(qū)，貫穿東西，屬于城市主干道，交通流量及壓力較大；加之工期短，工程量大，尤其是混凝土的澆筑作業(yè)量比較大。下文藉此項目的混凝土澆筑施工進行詳細的探討。

2 預應力混凝土配料

該工程箱梁混凝土采用C50清水混凝土，混凝土配合比采用清水混凝土配合比，拌制混凝土的細骨料采用河砂，不得采用人工砂。預應力混凝土配料除符合普通混凝土有關規(guī)定外，還應符合以下要求：

（1）選擇級配優(yōu)良的的配合比，在構件截面尺寸和配筋允許下，盡量采用大粒徑、強度高的骨料，但粗骨料最大粒徑不宜大于25毫米；最小水灰比為0.55；最小水泥用量為350Kg/m3，最大不超過480Kg/m3，骨料用量準確到±2%。（2）在拌合料中可摻入適量的高效減水劑，以達到易于澆筑、早強、節(jié)約水泥的目的，摻入量由試驗確定并經監(jiān)理工程師認可。水、水泥、減水劑用量準確到±1%。

3 混凝土澆筑

3.1 混凝土澆筑前準備

（1）倉面清理：在具備澆筑條件后，進行第三次清倉，采用手持式風機及洗車用手持式水槍對模板面進行全面清理，形成的污水及雜物通過預留的清掃孔排出。（2）由于箱梁澆筑倉面及混凝土量較大，需做好夜間澆筑的照明準備，施工現(xiàn)場夜間澆筑采用每聯(lián)箱梁架設2個2000W金屬氯化物燈作為主要照明工具，布置在箱梁兩端，保證整個施工場地均有較好的照明。每個箱室內配置安全電壓防潮燈具，按間距5m設置1盞。（3）由于箱梁混凝土澆筑時間較長，在夏季施工時必須做好覆蓋保濕塑料薄膜及土工布的準備，根據澆筑混凝土凝固情況，及時進行覆蓋灑水養(yǎng)護。（4）安排專人在整個混凝土澆筑過程中檢查支架、模板，出現(xiàn)問題及時通知停止?jié)仓⒘⒓刺幚怼＃?）箱梁計劃澆筑前，至少提前一天通知拌合站做好準備，保證混凝土連續(xù)供應；同時在施工現(xiàn)場準備一臺150KW發(fā)電機，以防施工過程中出現(xiàn)停電。（6）箱梁澆筑混凝土由鄭州市一川商品混凝土拌和站供應，平均運距為15km。在箱梁澆筑前，提前和交警部門溝通，確保混凝土運輸線路暢通。

3.2 混凝土澆筑方法

（1）混凝土由拌和站統(tǒng)一拌制，混凝土攪拌運輸車水平運輸，澆筑均采用汽車泵泵送入模。混凝土泵車站位至每聯(lián)箱梁中部進行泵送至梁頂澆筑。根據本工程箱梁質量要求，箱梁混凝土達到清水混凝土質量要求。混凝土配合比采用清水混凝土配合比，拌制混凝土的細骨料采用河砂，不得采用人工砂。混凝土坍落度為嚴格按照監(jiān)理批復的配合比所要求進行坍落度控制，由專職的質檢人員及實驗人員在攪拌及澆筑地點分別進行檢測，不合格的混凝土嚴禁使用。箱梁混凝土C50，塌落度18～22cm。（2）為了確保澆筑速度，施工中全梁采用全截面對稱一次澆筑，對于支架高度大于15m且結構橫斷面高度大于2.5m的現(xiàn)澆混凝土箱梁，采用二次澆筑。澆筑方向由低墩身處向高墩身方向進行，對于變截面箱梁，從低到高對稱澆筑。澆筑中水平分層、縱向分段、連續(xù)澆筑。上層與下層混凝土前后澆筑距離保持在1.5米以上，混凝土分層厚度為30cm。在澆到最后一跨時，最后6～8m先澆筑端部，因端部高度大，混凝土重量大，先將端部混凝土先澆筑對支架壓載，再向中間澆筑，以便減少結構沉降裂縫產生。（3）砼澆筑前要將模板內清理干凈，同一聯(lián)梁澆筑點從一端向另一端水平分層、斜向分段、兩側腹板對稱、連續(xù)澆筑。澆筑時同一斷面先澆筑底板，再腹板、最后澆筑頂板。合理安排混凝土澆筑順序及澆筑時間，混凝土澆筑中間需要間隙，底板混凝土澆筑完成一小時后，開始澆筑腹板。嚴格控制箱梁底板澆筑長度，3-4月份控制在20m左右，夏季控制在15m左右，冬季控制在25m左右。（4）澆筑原則：由中間向兩邊、由箱梁較低一端到另一端，澆筑順序是先從兩腹板倒入混凝土，從內模兩下角模（內模架開口處）冒出砼至底板，由于底板較寬，當?shù)装逯虚g無法澆筑到位時，采用頂部的下料孔下料澆筑。將底板振搗密實，同時將多余的混凝土由底板處刮出并抹平，繼續(xù)澆注混凝土至腹板與上翼緣相交處。澆筑混凝土時有專人檢查模板，防止跑模、漏漿。（5）砼澆筑時采用分層澆筑，分層振搗，分層時每層澆筑厚度為30cm，采用插入式振搗器進行人工振搗，振搗器要 垂直地插入砼內，并要插至前一層砼內，以保證新澆混凝土與先澆混凝土結合良好，插進深度一般為5-10cm，振搗時振搗器應盡可能地避免與鋼筋及預埋件相接觸，以免混凝土產生離析或對預埋件破壞；施工時不能利用振搗器使砼長距離流動或運送砼，以致引起離析。將底板振搗密實后，同時將多余的混凝土由底板處刮出并抹平，繼續(xù)澆筑混凝土至腹板與上翼緣相交處。澆筑混凝土時有專人檢查模板，防止跑模、漏漿。

3.3 混凝土振搗

砼的振搗用平板振搗器和插入式振搗棒配合使用，底板砼以平板振搗器為主，輔以插入式振搗器，腹板砼以插入式振搗器為主，頂板和翼緣板以平板振搗器為主，輔以插入式振搗器。搗固時搗固棒插點間距為搗固棒作用半徑的1.5倍，同時振動棒插入下層混凝土中5～10cm，移動間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5倍，與側模保持5～10cm距離，防止漏振。振動時要快插慢拔，不斷上下移動振動棒，以便搗實均勻，減少混凝土表面氣泡。振動的時間依砼密實度而調整，兩側對稱振搗，振搗以混凝土不再下沉，表面平整開始泛漿，混凝土不再大量冒出氣泡為準。嚴禁搗固棒碰撞模板、波紋管及預埋件。澆筑混凝土堅持動態(tài)質量控制和“三方值班制”（現(xiàn)場工區(qū)負責人、技術人員、試驗人員），人、機、料、工各環(huán)節(jié)有一不具備，不得進行混凝土澆筑。為保證箱梁斜腹板砼的振搗密實、防止出現(xiàn)漏振現(xiàn)象，經與項目部協(xié)商采用Φ150鋼管制作一個振搗棒下行通道，振搗棒通過此通道能夠順利的下到斜腹板的底部，保證斜腹板底部的砼能夠振搗密實。

3.4 混凝土收面

（1）在箱梁澆筑過程中，根據澆筑速度及底板澆筑情況，每個箱室內安排至少5人進入箱室內進行箱室底板收面。先采用木抹子收平，隨后再用鐵抹子收面，在混凝土接近初凝時再用鐵抹子壓光。（2）為控制梁頂面混凝土高程，確保橋面鋪裝層厚度及橫坡符合設計要求，橫向掛設細鋼絲繩（間距2m），或者每隔2m設置一個鋼筋頭，用膠帶和原頂板鋼筋纏住，定位控制梁頂面高程。混凝土面沿定位鋼筋刮杠找平，并形成設計要求的橫坡。待混凝土初凝前，將定位的鋼筋取出，然后把混凝土表面收平。

為提高箱梁頂混凝土早期強度，防止混凝土表面收縮裂縫，混凝土澆筑完畢，管頂混凝土出面時采用磨光機抹平，隨后人工收面，用木抹子抹成毛面，在終凝以后進行拉毛處理，以便和上部鋪裝層更好的粘結。

4 混凝土養(yǎng)護

由于混凝土施工，對環(huán)境、氣候等因素有一定的要求，除了需對混凝土進行常規(guī)養(yǎng)護外，在不同的、特殊的時段內，還需要采取不同的養(yǎng)護措施。

4.1 冬季施工的保證措施

4.1.1 原材料冬季質量控制

（1）水泥：水泥優(yōu)先選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，應注意其中摻合材料對混凝土抗凍、抗?jié)B性能的影響；（2）骨料：粗細骨料必須置于防風、防雨的棚內，保證骨料清潔，不得含有冰雪凍結物及易凍裂的礦物物質，粗細骨料拌合前必須置于暖棚內，暖棚內溫度不低于5℃；（3）外加劑：在冬期施工期間，選用具有防凍性能復合減水劑，嚴禁使用含氯鹽類防凍劑，嚴禁在施工現(xiàn)場自行將減水劑與防凍劑混合使用。

4.1.2 混凝土拌合和運輸

（1）混凝土攪拌必須在暖棚內進行，棚內設取暖措施，棚內溫度不低于5℃；（2）混凝土原材料使用時的溫度根據熱工計算和實際試拌情況確定，確保混凝土入模溫度滿足相關要求（≥10℃）；（3）攪拌時應先投入骨料、水，充分攪拌后再投入水泥、礦物摻合料、外加劑等。攪拌時間以最后一種材料投入攪拌機內開始計算。攪拌時間一般較正常溫度下延長50%左右；（4）輸水管、送料帶、混凝土罐車、泵車和管道采取遮蔽、包裹等保溫措施，盡量減少中間倒運環(huán)節(jié)縮短運輸時間，減少混凝土施工過程中的熱量散失；（5）當拌制的混凝土出現(xiàn)坍落度減小或發(fā)生速凝現(xiàn)象時，應重新調整拌合料的加熱溫度；（6）混凝土入模前，應采用專用設備測定混凝土的溫度、坍落度、含氣量及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合設計或配合比要求的混凝土方可入模澆筑。混凝土拌和物入模溫度不得低于5℃。

4.1.3 混凝土澆筑

采用暖棚法保溫：采用電熱風機供暖加熱。（1）每聯(lián)現(xiàn)澆梁周圍用Φ48鋼管搭設兩排縱桿間距0.75米；橫桿間距1米；頂上水平桿間距1米長20米布設鋼管；（2）暖棚內底部溫度不低于5℃，當?shù)陀?℃時應采取增加火爐保溫的辦法。混凝土養(yǎng)護期間，安排專人對火爐進行檢查，填加燃料，保持棚內溫度；（3）暖棚內應有一定的濕度（由實驗室測定），當濕度過高時，要向混凝土面及模板灑水或覆蓋潤濕的土工布。

4.1.4 梁體混凝土的養(yǎng)護

（1）梁體混凝土澆筑成型后，應立即進行防寒保溫，防寒保溫措施分為蓄熱法和外部熱源加熱法。當室外最低氣溫高于-15℃時，混凝土結構表面系數(shù)（冷卻面積和體積的比值）不大于15m-1的工程應優(yōu)先采用蓄熱法進行養(yǎng)護，但應保證混凝土結構小環(huán)境溫度不得低于5℃；（2）在暖棚內利用熱風機和火爐加熱取暖，進行保溫養(yǎng)護；（3）安排專人對結構物進行溫度測量，拆模時混凝土芯部與表面，表面與環(huán)境的溫差不得大于15℃，當養(yǎng)護完畢后的環(huán)境溫度仍在0℃以下時，應待混凝土冷卻至5℃以下且混凝土與環(huán)境溫之間的溫差不大于15℃后，放可拆除模板；（4）冬期施工不得直接灑水養(yǎng)護，宜噴涂養(yǎng)護劑或保濕增濕措施。

4.2 雨季混凝土施工技術保證措施

在雨季之前，制訂防雨、防洪措施，備足水泥、砂、碎石等主要材料，為施工人員配備必要的勞動保護用品，以期達到連續(xù)施工，不間斷生產。混凝土攪拌過程中應始終注意坍落度，如與原定的不符，立即糾正。（1）遇到大雨應停止?jié)仓炷粒褲仓牟课粦右愿采w。現(xiàn)澆筑的混凝土應根據結構情況和可能，多考慮幾道施工縫的留置；（2）雨期施工時，應加強對混凝土粗細骨料含水量的測定，及時調整用水量；（3）大面積的混凝土澆筑前（如現(xiàn)澆箱梁），要了解2-3天的天氣預報，盡量避開大雨；混凝土澆筑現(xiàn)場要準備大量的防雨材料，以備澆筑時突然遇雨進行覆蓋。

4.3 高溫季節(jié)施工措施

（1）砼拌制與攪拌。對水泥、砂、石料遮陰防曬，并可在砂石料上噴水降溫，配合比中考慮坍落度的損失；摻入減水劑，減少水泥用量，提高砼早期強度；摻入粉煤灰，減少水泥用量；拌和設備盡可能遮陰，并保證最佳拌和時間。（2）砼的運輸和澆筑。采用砼攪拌車，運輸中慢速攪拌；砼施工準備充分，保證連續(xù)施工，盡量縮短砼從拌和機到入倉的傳遞時間及澆筑時間，砼初凝后，立即進行養(yǎng)護；砼澆筑溫度控制在30°C以下；對混凝土溫度進行全程監(jiān)測（環(huán)境溫度、砼出機口及入倉溫度、砼內部溫度）。

參考文獻：

[1] 《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）.

[2] 《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》（GB 50204-2011）.

[3] 《城市橋梁工程施工與質量驗收規(guī)范》（CJJ 2-2008）.

[4] 《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTG/F50-2011）.

[5] 《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2004）.

作者簡介：王濤（1975—），男，河南三門峽人，本科，畢業(yè)于蘭州交通大學，高級工程師，目前擔任中國水利水電第十一工程局有限公司第五分局副總工。