現澆寬箱梁頂板平整度控制技術應用

段同軍 徐明明 張亮亮 李玉鑫 李強 劉杰

（1.山東省路橋集團有限公司，山東 濟南 250000；2.山東高速股份有限公司，山東 濟南 250000）

隨著我國交通運輸事業的不斷發展進步，對道路通行能力的要求也在不斷提高。現在國內許多高速公路都在進行改建擴建，隨著道路的加寬，橋梁等結構物的截面寬度也隨之加寬。京臺高速濟泰段由原來的雙向六車道改為雙向八車道，其中泰安西互通主線橋為現澆混凝土箱型梁橋，其橋面最寬處已達31.536m。高速公路除了要滿足交通量的需求，還要保證行車的舒適度，因而施工過程中需要嚴格控制平整度[1]。普通箱梁在澆筑過程中常因施工工藝的缺陷使得平整度難以滿足規范要求，出現行車顛簸的現象，而寬截面箱梁的截面寬度相較普通箱梁更大，使得梁頂平整度的控制難度進一步加大[2]。為解決這一工程難題，京臺高速濟泰段改擴建工程泰安西互通主線橋現澆箱梁頂板施工采用了加設標高帶輔助控制梁頂平整度的控制措施。

一、工程概況

京臺高速濟泰段起于與濟廣高速交叉的殷家林樞紐立交，向南依次經過濟南市市中區、長清區、泰安市和岱岳區，到達泰山樞紐立交，與青蘭高速相接，既有道路部分橋梁受限于建設年代經濟條件、技術能力等因素不能滿足現在的交通等要求，其設計指標亦不能滿足新規范的要求。加之多年營運，材料及結構性能衰退，大部分結構的承載能力已不能滿足JTGB01-2014《公路工程技術標準》及JTG/T L11-2014《高速公路改擴建設計細則》相關要求，故本次擴建項目結合工程段內各既有橋梁的技術狀況進行了拼寬或新建。其中，泰安西互通主線橋即為原橋墩臺利用，新建上部結構，結構形式為預應力混凝土現澆梁及鋼筋混凝土現澆梁。

泰安西互通主線橋是一座上部結構采用預應力混凝土現澆箱梁及鋼箱梁結構的連續梁橋，上跨徑布置18.4+5×20+20.3+20+21.9+21+8×20+25+28+35+28+25+20.9+22.5+22.5+22.5+20.9+4×20（m），橋面鋪裝為瀝青混凝土鋪裝，橋梁變寬，單幅變截面橋面寬度20.25m～31.536m，如圖1、圖2所示。

圖1 泰安西互通主線橋20.25m寬橫斷面設計圖

圖2 泰安西互通主線橋31.536m寬橫斷面設計圖

二、工程的難點

（一）梁截面較寬、找平面積較大

由于泰安西互通主線橋箱梁頂板截面較寬，且該橋多聯長度均較長，以最后一聯現澆箱梁為例，梁段長度為80m，單幅橋面寬20.25m，總共面積為1620m2。要保證將近2000m2澆筑面積的混凝土表面平整度基本相同，還要控制包括抹面提光在內的所有工序必須在混凝土終凝前完成，難度非常大。如果在寬至31.536m的梁頂橫截面上采用搭設工作平臺的方法供操作工人來回收面，那么搭建的操作平臺剛度不足無法穩定承托工人使用；如果增設穩固件以加大搭建的操作平臺剛度，那么其結構就會較為復雜，建材也會較為沉重，使用過程中來回移動會變得較為困難，并不實用。

（二）梁頂鋼筋對平整度控制施工影響大

只有保證梁頂標高滿足設計要求，才能控制箱梁頂面平整度。而梁頂標高由梁頂鋼筋骨架的基準上保證規定要求的鋼筋保護層厚度得到的，因而，梁頂鋼筋骨架綁扎位置是否精準且固定牢靠，是整個寬截面現澆箱梁頂板標高和平整度控制的關鍵，這就要求在鋼筋綁扎工序時必須加強施工過程中的質量控制，注意保證箱梁頂板鋼筋骨架的幾何尺寸、標高、剛度和穩定度[3]。

（三）混凝土澆筑質量影響大

鋼筋綁扎驗收合格后即可進行現澆混凝土作業，其澆筑效果對梁頂板的平整度控制影響很大。如果混凝土在澆筑時分布不均勻，在后期振搗過程中將會出現明顯的標高差異，需要人工挖高補低，不光精度差，還會浪費混凝土凝結時限前的振搗整平時間，因而在施工過程中需要引起足夠的重視。混凝土的和易性對箱梁頂面平整度控制影響也較大，如果混凝土流動性較大，將難以控制梁頂的標高及縱橫坡，增加施工質量控制的難度。若混凝土坍落度大，則必然含水量過高，在養生過程將伴隨大量水分蒸發，容易出現干縮裂縫，極大影響梁頂平整度的控制[4]。

三、平整度控制施工要點

（一）平整度控制施工要點

1.精密綁扎頂板鋼筋 合理加設標高帶

為了使頂板鋼筋骨架能夠穩定地支撐在頂模上，上下層鋼筋網必須嚴格按架立鋼筋間距要求控制設置，并牢固聯系形成同一整體，且具有較好的剛度。綁扎好頂板鋼筋后，可根據該聯橋面寬度、梁頂設計標高、頂面縱橫坡合理劃分工作面，焊接標高固定筋，加密標高固定筋，要求將標高帶鋼筋的支撐點設置于標高固定筋上，焊接牢固，以保證標高帶自身的剛度。

以最后一聯為例，橋面寬20.25m，因自制振動梁的長度約為6m，故可劃分成4個工作面，每5m作為一個工作寬度，在澆筑完混凝土后剛好可以將自制振動梁的兩端安置在相鄰的兩道標高帶上進行振動粗平。確定好標高帶設置線位置后，應根據梁頂設計標高及縱橫坡進行測量放樣，確定出沿標高帶設置線每5m處的點位標高，以此作為標高固定筋設置的頂高，逐根焊接標高固定筋，從而保證振動梁的整平標高準確無誤。仍以最后一聯為例，橋面長80m，則每一標高帶設置線上應布設17根標高固定筋。但此時的標高固定筋設置數量仍顯不足，如果此時將標高帶焊接其上將難以具備足夠的剛度，無法穩固承托振動梁在其上振動行走，故而需對標高固定筋進行加密設置，根據工程實踐，確定加密間距為1m。加密完成后即可在標高固定筋頂面通長焊接標高帶鋼筋。

2.適配混凝土性能 穩步澆筑箱梁頂板

當澆筑箱梁底板、倒角等工作面受限、易出現空洞處時，為了施工方便，保證各部位混凝土澆筑飽滿，需要制備坍落度較大、流動性較好的混凝土。當澆筑工作面為更開闊的頂板時，混凝土不需要很大的流動性就可以在振搗的協助下很容易地充滿整個梁頂，再加上梁頂對于橫坡、縱坡均有設置，如果混凝土的流動性過大，是難以控制梁頂的縱橫坡的，所以在進行頂板混凝土澆筑時需要相應地減小混凝土的含水量，降低其流動性。這樣一來，在同樣減水劑用量下，制拌混凝土的用水量也必然減小，在整平抹面過程中，混凝土水分的蒸發量也就相應減少，體積變化率小了，干縮裂紋出現的數量也少了，平整度的控制效果更好了[3]。

在頂板混凝土澆筑時，應根據所布置的標高帶，由人工用簡易工具將不均勻的混凝土輔助攤平，使其盡可能均勻。用ZN50型插入式振搗棒對堆積的混凝土進行振搗，一次插入振搗時間應不少于20s，然后采用長約6m的自制振動梁根據標高帶的設置進行全幅振動壓密。自制振動梁屬于細長桿件，本身具有一定撓度，再加上振動位移、人工操作等原因，振動整平過的混凝土表面仍易出現一定的高低不平，這時就需要借助輔助3m～5m長鋁合金直尺校正混凝土面，該工序應設專人控制振動行駛速度、鏟料和填料，及時多挖少補，初步控制梁頂板的平整度。

3.二次整平收面須緊跟 注重細節提高整體平整度

振動梁振動密實后須緊跟整平收面工序，抓緊混凝土凝結前的操作時間，注意控制工人的行走范圍應始終位于平板振動梁之后，杜絕在收面后混凝土表面留下腳印。第一次抹面應盡量將混凝土表面的水泥漿排出，保證泌水提漿效果，并總體控制好大面平整度。第一次抹面應在混凝土表面泌水完畢后實施，緊接著使用木抹搓面，并在終凝前多次搓抹，以期能夠提高混凝土表面的密實程度，消除混凝土凝固硬化過程中產生的塑性收縮裂縫。第一次抹面完成之后，應由電動抹光機進行第二次人工找平抹面，抹光機底盤設多片光面金屬抹光板，可以將混凝土表面很好地壓密抹光，從而實現平整度的再次提高。

混凝土在二次抹面后，應立即處理表面拉毛，以便后續防水層施做。表面拉毛處理完成后，可采用土工布和塑料薄膜進行覆蓋保濕養護，整個濕法養生保護的周期應不少于7d。在濕法養生的初期不宜灑水過多，可待混凝土終凝后，再浸水養護；整個濕法養生過程中要使混凝土的表面始終保持濕潤，促進混凝土水化反應均勻發生，盡可能減少干縮裂縫形成，以免影響整體平整度。

（二）平整度控制效果

現澆梁頂板澆筑完成驗收時，應使用3m直尺對梁頂面進行平整度檢測。依據規范，橋梁頂面平整度的檢測頻率應為沿行車道方向每幅每200m測10個點，每點連續測5尺[5]。

通過對比該項目平整度檢測數據與過往項目傳統做法所測數據，發現采用標高帶控制后能使平整度檢測數據符合設計及技術規范要求，且數據的穩定度更高，因而認為本控制方法行之有效。

圖3 平整度檢測數據對比

四、結語

本文以泰安西互通主線橋施工為例，討論在梁頂混凝土澆筑階段，采取根據頂面寬度劃分工作面，設置標高帶的技術措施，可以有效控制現澆混凝土箱梁頂板的平整度，同時，標高帶配合6m自制振動梁振動密實還可以有效提高混凝土澆筑質量，保證箱梁頂板混凝土的外觀，給后續施做防水層、瀝青混凝土鋪裝層等結構奠定良好的基礎。質量驗收中發現平整度檢測指標偏差更小，表現更穩定，該控制技術對于寬截面現澆箱梁平整度控制、提高梁體耐久性具有施工指導意義，可為同類工程施工建設項目提供經驗。