高架橋大體積混凝土現澆施工質量及過程控制

謝海鵬

隨著我國社會經濟的持續發展，橋梁建設規模不斷擴大，高架橋等立體交通形式在橋梁建設中得到了廣泛應用。在高架橋斷面形式中，由于現澆箱梁具有變形小、抗扭剛度大、整體受力性能好等優勢，從而在橋梁工程中得到了廣泛應用。但在橋梁工程施工過程中，經常會出現混凝土的抗拉力不足、梁板開裂、施工工藝不規范等問題。加上高架橋箱梁現澆施工受力復雜、施工工期緊、施工難度較大。因此，施工單位要嚴格按有關施工規范進行高架橋混凝土施工，以確保施工質量。下面結合工程實例，就以一種超長、寬高架橋混凝土施工要點及難點問題進行探討。

一、 工程概況

廣州白云國際機場擴建工程二號航站樓出港高架橋工程，航站樓出港高架橋寬度12.25～52.45m，最大跨度72m，單向三車道至單向十車道，總長約1000m，包括橋梁結構和兩端的引道。橋梁由10聯現澆預應力混凝土和現澆混凝土連續箱梁（13～17軸此聯上部結構采用兩端張拉，其余連續箱梁預應力都采用單端張拉）組成。本工程主橋合攏段第五聯大體積（長度分為四跨：36m*4跨=144m，寬度：52.45m）混凝土澆筑分兩次進行，第一次為底板與腹板同時澆筑（混凝土量：4400m3），第二次為頂板一次澆筑。下面我們以第五聯底板與腹板一次澆筑為例進行講解。

二、橋梁混凝土施工質量問題分析

在高架橋混凝土施工過程中，仍存在以下幾種病害和裂縫，不僅影響了高架橋的正常使用，而且會導致高架橋發生坍塌和破損事故，對人們的生命安全造成嚴重的威脅。

1. 混凝土的抗拉力不足，底板開裂

在橋梁施工中，底板經常出現開裂現象，究其原因，大部分是由于混凝土的抗拉力不足。混凝土由水泥、砂子、碎石和水組成，是經過攪拌和硬化后形成的。混凝土骨架、砂石直接影響到混凝土的抗收縮能力。骨料的表面和骨料之間容易存有裂縫，需要采用水泥漿進行填充。混凝土在硬化過程中，將骨料和水泥相接，其硬度較高。混凝土具有較好的硬度，但其抗拉性存在嚴重的不足。如混凝土的砂石、水泥等抗拉性較差。

2. 混凝土的彈性不足，箱梁底板形成裂縫

由于混凝土抗壓強度較高，如果加入摻合料，將會大大提升混凝土抗壓強度。但同時也會導致混凝土彈性不夠，這將難以滿足高架橋施工需求。另外，考慮到高架橋荷載較大，經常出現受力不均的情況，從而導致某些混凝土構件重力作用較大，且混凝土構件的彈性較差，結果導致路橋面裂縫的產生。

混凝土自身具有熱脹冷縮的特性，當結構的內部及外部溫度出現較大變化時，混凝土結構就會發生收縮，使得混凝土結構的內部產生較強的應力，在應力作用下，混凝土的抗拉強度難以承受，進而形成溫度裂縫。在高架橋施工過程中，由于混凝土溫度變化而結硬，混凝土內部水分就會逐漸消失，從而降低其濕度和體積，當混凝土內部和外部蒸發速度不一時，就會產生收縮裂縫。

3. 混凝土施工工藝不規范

在高架橋混凝土施工過程中，對施工步驟和施工工藝要求較高，如果不按照規范來進行施工，就會導致混凝土施工技術達不到要求，進而影響到高架橋施工的整體質量。

三、橋梁混凝土施工過程控制

1.施工前的準備

（1）前道工序必須檢驗合格。同時應對混凝土進行檢查。（2）由于環境復雜，橋梁兩側均有存在已有建筑物，無法站車，本工程采用天泵、地泵結合形式于主跨段縱向兩端進行澆筑，合理安排泵車的站車位置及對天泵換地泵的結合時間點把控到位。（3）安排好混凝土澆筑部位，不能留有施工縫。（4）安排12批（地泵每班組14人，天泵每班組10人）專業混凝土澆筑工人進行輪班澆筑。（5）機械配備：地泵8臺，天泵4臺；自助發電機兩臺；振動棒22臺；對講機12對。（6）嚴格控制混凝土標號、設計配合比。（7）每臺澆筑設備配備一位施工員進行跟蹤控制。（8）箱梁底板混凝土澆筑前，嚴格檢查高支模的安全情況，驗收合格后方可進行澆筑。

2.混凝土配合比確定

混凝土攪拌站按我方提供的配合比及材料要求進行材料采購，采用同批次材料，避免不同批材料引起的色差。

混凝土配合比計量要準確，拌合要集中、均勻，混凝土到場泵送的坍落度與壓力泌水總量控制在160～180mm的范圍內。

3. 混凝土泵送

兩端地泵同時從中部位置橫向開始澆筑，以地泵每小時澆筑30m3計算，每段沿縱向澆筑12m后往返保證最先澆筑的混凝土不超過其初凝時間，防止施工縫的出現。地泵澆筑至最后一跨時，改用天泵進行澆筑，注意控制好搭接時間，預先留天泵排放位置。

（1）檢查混凝土輸送泵，輸送管及支架情況，然后用同批次同型號1∶1水泥砂漿0.5m3潤滑管道，注意潤滑管道砂漿均勻分布于底板，不能集中布置影響箱梁混凝土結構的局部強度。

（2）泵送開始前應進行泵管連接布置到位，避免混凝土車到位后等待時間過長，嚴格檢查管道連接及支架是否穩固等情況。泵送開始后，檢查是否有漏漿、堵管等情況出現。

（3）砼卸入泵的受料斗后應在泵同時利用泵的攪拌葉片對砼進行攪拌。

（4）泵送過程中，應隨時觀察壓力表的變化，壓力不能超過系統溢流壓力的75%，超過時應及時高速減少泵送排量。

（5）泵送時應盡量減少停泵，對不可避免的長時間停泵，應關閉泵的動力來源，每隔10～15min應作幾次正反泵運轉。

（6）超過30min停泵或管路堵塞，要將砼反泵抽出，再作砼泵送。

（7）液壓系統油溫超過80℃，應及時采用溫水降溫等措施。

（8）因堵管原因，拆卸管路時，首先應反泵消除管內殘余壓力，防止砼砂漿噴出傷人。

（9）地泵澆筑完成后，需進行洗管，注意洗管最后排出的水不能直接排放于已澆混凝土中。

4.混凝土的振搗

混凝土振搗采用30～50mm插入式振搗器振搗為主，頂板用平板振動器配合，其移動間距不應超過振搗器作用半徑的1.5倍，豎向分層厚度不大于50cm，與側模及波紋管應保持5～10cm的距離，應插入下層混凝土5～10cm，每一處振搗完畢后應邊振邊徐徐提出振動棒，應避免振動棒碰撞模板、鋼筋、波紋管及其它預埋件。對每一振搗部位必須振搗到該部位混凝土密實為止。密實的標志是混凝土停止下沉，不再冒氣泡，表面呈平坦、泛漿，接近初凝時刮平。

5. 混凝土養護

采用土工布覆蓋淋水養護，使混凝土表面處于濕潤狀態，養護時間不少于14天。

6.其他方面施工過程控制

（1）混凝土澆筑前，材料員檢查廠方材料準備是否充分。

（2）隱蔽驗收完成，并清理干凈模板內的垃圾，特別是腹板、橫梁及墊石位置，澆筑期間提前淋水濕潤模板。

（3）安排專人負責混凝土送料單的混凝強度等級、坍落度及出廠時間的檢查，確保強度等級正確，坍落度是否符合16～18cm的要求。

（4）重點控制特殊部位的布料點、布料速度、分層厚度、振棒及振搗方式是否符合要求。

（5）混凝土接近初凝時，及時作好表面處理，根據厚度或標高控制點進行刮面。

（6）混凝土刮面處理后，強度未達到2.5MPa嚴禁上人。

（7）初凝后及時覆蓋土工布，12小時后開始灑水養護。

（8）養護期間保持混凝土面濕潤，養護時間不少于14天。

四、結語

綜上所述，在高架橋混凝土施工過程中，經常會受到各種因素的影響，因此，在施工中我們要控制好各個環節的質量，如混凝土配合比確定、混凝土泵送、混凝土的振搗、混凝土養護等環節，以提高整個橋梁的使用性能，確保高架橋混凝土施工質量，延長橋梁的使用壽命。