關(guān)于大小井特大橋工程拱座大體積混凝土的施工控制分析

王 捷

(貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550001)

在橋梁工程當(dāng)中，基礎(chǔ)、承臺、橋墩與拱座施工較為復(fù)雜，特別是拱座保施工體積大、結(jié)構(gòu)較厚，施工難度大，橋梁工程對拱座大體積混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求特別高。為了保證橋梁工程拱座大體積混凝土的整體施工質(zhì)量，本文重點(diǎn)研究大小井特大橋工程拱座大體積混凝施工質(zhì)量控制要點(diǎn)。

1 工程概況

大小井特大橋橫跨大井河及鄉(xiāng)村道路，位于羅甸縣沫陽鎮(zhèn)董當(dāng)鄉(xiāng)大井村，距離省級風(fēng)景區(qū)大小井約1.5 km。橋梁呈北東-南西走向，主橋中心樁號K70+655.0，左幅橋長1 501 m；右幅橋長1 486 m。橋區(qū)內(nèi)縣道、鄉(xiāng)村公路相連，交通條件便利。主橋采用計算跨徑450 m的上承式鋼管混凝土變截面桁架拱，拱軸線采用懸鏈線，拱軸線系數(shù)m=1.55，矢高h(yuǎn)=100 m，矢跨比f=1/4.5。引橋上部結(jié)構(gòu)采用40 m預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制T梁，預(yù)制梁高2.5 m，半幅橋每孔布置5片T梁，梁間距2.45 m。平塘岸引橋的橋跨布置為5×40+4×40，分為兩聯(lián)，羅甸岸為4×(4×40)m，分為四聯(lián)。

2 混凝土施工注意事項

第一，大小井特大橋拱座齒塊開挖過程當(dāng)中，采用冷開挖施工方法進(jìn)行開挖，將聲測管設(shè)置在合理位置。

第二，開挖施工作業(yè)人員需要加強(qiáng)標(biāo)高控制力度，做好對樁基鋼筋的保護(hù)工作。

第三，拱座鋼筋需要在鋼筋房集中加工為半成品，使用平板車運(yùn)送到施工現(xiàn)場，使用吊車進(jìn)行安裝。

第四，因為大橋拱座結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，尺寸特別大，在進(jìn)行大體積混凝土施工時，作業(yè)人員需要嚴(yán)格控制大體積混凝土配合比，采用科學(xué)的溫控方案，保證大體積混凝土澆筑質(zhì)量。

第五，大橋拱座混凝土澆筑宜運(yùn)用分層澆筑方法進(jìn)行澆筑，并結(jié)合分層厚度，做好拱座鋼筋與模板施工工作，在安裝鋼筋時，需要安裝好冷卻水管。

第六，拱座定位鋼支架采用在鋼結(jié)構(gòu)拼裝場加工，用吊車吊入拱座進(jìn)行準(zhǔn)確安裝。拱座預(yù)埋件鋼結(jié)構(gòu)廠家負(fù)責(zé)加工，運(yùn)動到施工現(xiàn)場，運(yùn)用吊車進(jìn)行安裝就位。

3 拱座大體積混凝土的施工控制措施研究

3.1 施工準(zhǔn)備要點(diǎn)

(1)做好技術(shù)準(zhǔn)備工作。合理確定大體積混凝土配合比，在混凝土澆筑之前，結(jié)合澆筑分塊圖，準(zhǔn)備好混凝土運(yùn)輸車與泵車等。施工場地中的供水與供電需要滿足大體積混凝土連續(xù)施工要求，如果可能發(fā)生斷電現(xiàn)象，需要采用雙回路供電，或者自備電源。

(2)加強(qiáng)材料準(zhǔn)備。由于大體積混凝土施工技術(shù)要求特別高，在具體的施工環(huán)節(jié)，要避免大體積混凝土受水泥水化熱影響，出現(xiàn)溫差現(xiàn)象，產(chǎn)生大面積的溫度裂縫。所以，施工單位要準(zhǔn)備高質(zhì)量的施工材料。

(3)做好施工機(jī)械準(zhǔn)備工作。在大小井特大橋工程拱座混凝土施工環(huán)節(jié)，需要配備下述機(jī)械設(shè)備：混凝土車載泵車、地泵、混凝土運(yùn)輸車、運(yùn)輸車、裝載機(jī)。重點(diǎn)使用的機(jī)具為串筒、大小平鐵鏟、鐵板、鐵桿等。

3.2 大體積混凝土配合比

為了大小井特大橋工程拱座大體積混凝土內(nèi)部溫度得到更好控制，施工單位要嚴(yán)格控制混凝土中水泥的使用量，并加強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計，重點(diǎn)注意以下問題：

第一，合理選擇水泥品種，通常使用普通硅酸鹽水泥比較多。

第二，在大體積混凝土當(dāng)中添加適量的摻合料，保證混凝土性能得到更好改善，減少水泥使用量。對于已經(jīng)確定的混凝土配合比，做好溫升計算工作，進(jìn)而采取良好的降溫措施。

在該工程的混凝土當(dāng)中，采用摻粉煤灰取代水泥用量，水泥使用量不斷下降，降低了水化熱，改善了混凝土和易性與可泵性。該工程混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級為C30和C40。根據(jù)試驗室提供的配合比及相關(guān)的強(qiáng)度試驗報告，試配而成的配合比見表1。

表1 混凝土配合比

3.3 大體積混凝土的溫控與防裂措施

(1)拱座大體積混凝土進(jìn)行分層、分塊澆筑

由于橋梁拱座結(jié)構(gòu)的尺寸比較大，為了更好的減少溫度應(yīng)力裂縫的產(chǎn)生，運(yùn)用分層、分塊澆筑方法至關(guān)重要。通過采用分層、分塊澆筑法，能夠減小混凝土澆筑層厚度，減少約束作用，在澆筑的同時，可以采取相應(yīng)的散熱措施，保證混凝土內(nèi)部溫度不斷下降。結(jié)合大小井特大橋工程拱座結(jié)構(gòu)特征能夠得知，其高度比較的，需要分7次進(jìn)行澆筑，拱腳定位支架與預(yù)埋段安裝完畢后，可以一次性澆筑C40混凝土。

(2)科學(xué)設(shè)置冷卻水管

通常來講，冷卻水管為外徑40 mm、壁厚2.5 mm的鋼管，采用電焊的方法進(jìn)行焊接，每一層的冷卻水管按照蛇形來布置，水管之間的距離為1.5 m左右，上層與下層之間的距離為1.2 m左右。冷卻水管不密閉接頭需要使用塑料膠布進(jìn)行包裹，避免大體積混凝土澆筑環(huán)節(jié)，水泥砂漿竄入到冷卻水管內(nèi)部，水管出現(xiàn)堵塞。

待混凝土達(dá)到水管標(biāo)高位置之后，方可進(jìn)行通水，冷卻水管內(nèi)部的水流速度不能夠小于0.6 m/s。在具體的通水環(huán)節(jié)，如果混凝土內(nèi)部與外部的溫度差達(dá)到25 ℃，可以適當(dāng)加大進(jìn)水流量，減小溫差，并采取合理的養(yǎng)護(hù)與保溫方案，保證混凝土外層溫度得到更好控制，混凝土內(nèi)外的溫度差不能夠超過25 ℃。

(3)混凝土采取合理的養(yǎng)護(hù)、保溫措施，減小混凝土體內(nèi)外溫差

在大小井特大橋工程當(dāng)中，為了更好的保證混凝土外觀質(zhì)量，施工作業(yè)人員可以采用剛度比較大的鋼模板進(jìn)行施工，并有效延長模板的拆除時間，在模板外側(cè)覆蓋一層土工布，利用煤爐進(jìn)行加溫，并使用冷卻水管內(nèi)部的熱水進(jìn)行淋灑。模板拆除之后，使用土工布進(jìn)行覆蓋，并用熱水進(jìn)行灑水養(yǎng)生。大體積混凝土的養(yǎng)生時間不能夠少于14 d。

(4)防裂措施

常見的防裂措施見表2。

表2 防裂措施分析

大體積混凝土澆筑完畢后，施工單位需要結(jié)合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收》(GB50204-2015)規(guī)范條例，做好養(yǎng)護(hù)工作。在進(jìn)行大體積混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)時，為了避免混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大面積的裂縫，混凝土澆筑完畢后，作業(yè)人員需要在12 h之內(nèi)覆蓋保溫層，可以在保溫層覆蓋前覆蓋塑料薄膜，保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差符合有關(guān)規(guī)定。

此外，為了避免拱座大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大面積裂縫，施工作業(yè)人員在具體的施工環(huán)節(jié)，要認(rèn)真聽取監(jiān)理人員提出的意見。對于監(jiān)理人員來講，要對工程中的各項原材料定期或者不定期進(jìn)行檢驗，一旦發(fā)現(xiàn)材料檢驗不達(dá)標(biāo)，要立即通知施工單位進(jìn)行更換。針對大小井特大橋工程拱座大體積混凝土施工各個環(huán)節(jié)，要進(jìn)行全面監(jiān)測，保證混凝土施工環(huán)節(jié)銜接更為緊密，有效提升大體積混凝土施工質(zhì)量。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過對大小井特大橋工程拱座大體積混凝土施工質(zhì)量控制措施進(jìn)行合理分析，例如，做好施工準(zhǔn)備工作、合理確定大體積混凝土配合比，采取科學(xué)的大體積混凝土溫控與防裂措施等等，能夠保證混凝土施工質(zhì)量得到全面提升。經(jīng)過檢驗部門的檢測之后，大小井特大橋工程拱座大體積混凝土施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)，故可以為類似工程提供良好的參考與借鑒。