景 通
(中國水利水電第十一工程局有限公司,河南 鄭州 450000)
日地溝橋位于四川省甘孜州雅江縣瓦多鄉境內的日地溝內,是雅礱江兩河口水電站庫區復建雅江縣至道孚縣公路上的一座連續板梁橋,橋梁最大高度18 m,全長86 m,設計5跨,單跨跨度為16 m,連續板設計厚度80 cm。橋梁位置海拔約2 930 m,處于嚴寒高原區,多年平均氣溫為10.9 ℃,極端最高氣溫35.9 ℃,極端最低氣溫-15.9 ℃,流域內冬季少雨干燥,日照多,日溫差大,可達20余攝氏度。為了滿足道路按期通車,橋梁連續板混凝土澆筑安排在11月下旬進行澆筑,根據現場一段時間溫度測定,橋梁連續板混凝土施工時最低氣溫為-8 ℃~-10 ℃,因此橋梁連續板混凝土澆筑施工時已處于低溫環境。
橋梁連續板為橋梁上部結構,是橋梁的關鍵部位,在低溫環境下進行混凝土施工極易出現質量問題,從而直接影響橋梁的結構安全和使用壽命。為防止施工過程中質量問題的發生,連續板現澆時混凝土施工質量必須從混凝土澆筑過程施工質量、澆筑過程中的保溫及澆筑后的保溫保濕等幾個方面進行控制。
混凝土澆筑過程中施工質量控制直接影響連續板結構安全,在混凝土澆筑過程中主要采取以下措施控制混凝土施工質量:
1)選取適合工程結構特性的混凝土拌合材料。日地溝橋上部結構連續板混凝土設計強度等級為C40,為了防止低溫環境對前期強度的影響,膠凝材料選擇P.O52.5R普通硅酸鹽水泥,減水劑選擇聚羧酸高性能減水劑。由于現場沒有滿足設計強度等級的混凝土拌合集料,施工時拌合集料選取距離施工區約170 km處的砂石料廠生產的花崗巖質粗、細集料。
2)合理選擇混凝土配合比。為滿足現場施工要求,確保混凝土施工連續性,滿足施工質量要求,連續板混凝土采用泵送混凝土,澆筑施工采用混凝土泵車泵送施工,從連續板一端向另一端推進。因此施工時選擇的混凝土配合比為0.41∶1∶1.97∶2.62∶0.006(水∶水泥∶細集料∶粗集料∶減水劑)。根據現場施工過程來看,混凝土配合比選擇滿足現場施工需要,保證了橋梁連續板的順利施工。
3)確保承重支架搭設滿足設計要求。日地溝橋所處位置兩側山體陡峻,深度較大,溝內場地狹窄,結合現場施工條件,連續板采用現澆方式進行施工。承重支架施工采取以下措施:施工前編制承重支架專項施工方案,并由公司組織專家論證通過后進行現場施工;選用符合規范標準的腳手架鋼管和扣件;支架基礎根據地形條件,兩側巖石邊坡采用挖臺階,中間溝內采用石渣回填、分層碾壓密實,頂部澆筑50 cm厚的C30混凝土層形成基礎,防止局部沉降,保證支架搭設質量;支架搭設和預壓嚴格按照設計方案進行,結果滿足規范要求后再進行連續板混凝土底模安裝,為了減小腳手架鋼管對底部混凝土基礎的破壞,在鋼管底部設置鋼板墊塊,預壓采用水壓方式;預壓結束后根據測量結果設置預拱度進行底模安裝,保證連續板結構體型滿足設計要求。
4)加強模板施工質量。支架安裝完成后,采用水壓方式進行支架預壓,經檢測滿足要求后進行底模安裝。連續板梁模板均采用木模板,在施工現場根據設計尺寸進行制作。模板采用厚度為15 mm的優質竹膠板。在進行底模板的鋪設時,應按照先中間再邊緣的順序進行模板的固定。在底模安裝前,須按設計位置準確安放支座,再鋪底模,并保證支座不移位。底模安裝前先用全站儀放出梁身的底板邊線,兩端點拉線確定底模的安裝邊線。安裝完成后進行標高復測,復測無誤后再安裝側模,并進行精確度調整,然后進行模板加固。端模安裝要做到位置準確,連接緊密,同時在邊緣縫隙間采用雙面膠進行粘結,確保模板接縫的嚴密性,同時減少氣溫對模板的收縮變形影響[1]。模板安裝完成后對模板均勻涂刷脫模劑,脫模劑涂刷要在干燥的環境進行,不能在有露水的夜里或霧天里進行涂刷。
5)保證混凝土拌合質量。混凝土拌合過程直接影響混凝土質量,為此主要采取的控制措施有:嚴格按照施工配合比進行混凝土拌制;通過相關熱工計算來確定拌合用水的溫度,如出現混凝土坍落度變小或出現快凝現象時及時調整拌合水的溫度;及時進行溫度測定并記錄,同時根據拌合站出機口的混凝土溫度來檢查、調整拌合料的加熱溫度,確保出機口溫度不小于10 ℃;按照規范對混凝土進行留樣,根據同條件養護試件的檢測結果確定保溫及拆模時間。
6)確保混凝土運輸過程中的質量控制。混凝土運輸過程也對混凝土施工質量有一定的影響,因此對混凝土運輸過程采取以下措施:對混凝土運輸罐車罐體采用保溫棉篷布包裹,同時在運輸前對罐體采用熱水進行預熱,以減少混凝土運輸過程中混凝土拌合物的溫度損失;確保混凝土運輸車輛運輸道路的順暢通行,減小混凝土的運輸時間;入倉前及時進行混凝土溫度測量和記錄,及時調整時混凝土的入倉溫度不小于10 ℃;如果運輸道路出現積雪或結冰時,混凝土運輸車輪胎及時安裝防滑鏈。
7)確保混凝土入倉溫度控制。由于混凝土施工時處于低溫環境,因此澆筑時必須確保混凝土入倉溫度不小于10 ℃。施工時除了嚴格按照配合比進行混凝土拌制,還要對混凝土原材料進
行預熱處理(膠凝材料除外)。采取的措施主要為:對運輸至料倉內的骨料及時進行覆蓋;對拌合用水進行加熱,根據計算拌合水溫度不能小于55 ℃,施工時在拌合站附近設置水箱,在水箱內設置電熱管用于加熱拌合用水;適當延長混凝土拌合時間,根據現場試驗混凝土攪拌時間需要延長50%才能滿足施工要求。
由于橋梁連續板混凝土施工時環境溫度為-8 ℃~-10 ℃,因此施工時采用大棚保溫措施。大棚搭設骨架采用腳手架鋼管,由兩側安全通道外側上引形成,外側覆蓋篷布,為了確保保溫效果,篷布從頂部至支架底部形成全覆蓋,而且連接必須牢固。篷布采用兩層,規格采用10 m×20 m,根據需要搭接形成整體,綁扎在骨架上。
為了使混凝土倉內溫度滿足施工需要,確保混凝土澆筑質量,施工前先對棚內進行升溫至10 ℃以上。為此施工前在倉內布置適當數量的小太陽取暖器,并由專人進行管理,對棚內進行升溫,同時采用溫度計進行溫度測量并形成記錄,滿足要求后進行混凝土澆筑。
混凝土澆筑完成,表面收漿后盡快對混凝土進行養護,混凝土在拆模以前均連續保持濕潤,不得干濕循環。施工過程中,混凝土表面收漿后首先在表面覆蓋兩層塑料薄膜,薄膜搭接不少于20 cm,整個板梁表面形成完全防水覆蓋,不得灑水養護。
再在塑料薄膜上面覆蓋1層棉被,棉被上覆蓋電熱毯,澆筑初期在混凝土未散熱之前確保混凝土的表面溫度與棚內溫度溫差不超過20 ℃,防止混凝土表面產生裂紋。
后期保溫保濕由專人負責,同時采用溫度計及時進行溫度測定。根據測定的溫度高低,逐漸減少棚內加溫,使棚內溫度逐漸過渡到棚外的環境溫度,以確保齡期增長過程中連續板混凝土的質量。
在低溫環境下,通過對連續板現澆時混凝土澆筑過程施工質量、澆筑過程中的保溫及澆筑后的保溫保濕等方面進行控制,保證了連續板混凝土的施工質量。在連續板達到齡期、承重支架拆除完成后,通過對連續板體現場測量和實體強度現場檢測,達到了預期的施工效果,為橋梁的后期運行提供了保證,同時對低溫環境下類似混凝土連續板梁施工具有參考意義。