公路橋梁施工中現澆箱梁施工技術與質量控制

郝 斌

(山西辰潤交通科技有限公司,山西 晉中 030600)

1 工程概況

本工程為山西省某地公路橋梁建設項目,為新建跨線橋施工,上部結構采用30+45+30 m預應力混凝土現澆連續箱梁;下部結構橋墩采用柱式墩、橋臺采用肋板臺;基礎采用柱基礎,橋梁全長111.4 m。該公路橋梁施工中的現澆箱梁作業,是整體項目中的重點技術,為充分保障現澆箱梁作用的發揮,對施工標準化提出更高的要求,使現澆箱梁與公路橋梁主體結構形成銜接,具體要求如下。

(1)在正式施工前需要確保合理的施工模式,防止現澆箱梁作業出現嚴重質量缺陷。

(2)按照設計圖紙要求,該橋采用混凝土作為主要澆筑材料,在控制質量指標的基礎上,對混凝土材料的比例進行控制,確保各種原材料的比例與實際工程的要求一致,從而提高了現澆箱梁的施工質量。

(3)根據公路橋梁現澆箱梁施工流程,重視支架施工,增強支架結構的承載能力和安全性,避免在操作環節出現結構脫落等質量隱患及事故。

2 現澆箱梁施工與質量控制

2.1 基礎施工

在開展基礎施工前,需要先完成相應的準備工作。在現澆箱梁施工前,施工單位需對現澆箱梁原材料進行合理準備。對于大部分現澆箱梁原材料都是使用混凝土等材料進行加工制作,如果不能提前準備相關的原材料或者加工制作方法不符合施工要求,很容易造成現澆箱梁原材料的浪費[3]。需要注意的是,為了確保混凝土不會出現流動性差等問題,應提前進行預注水,混凝土拌合水溫度不能低于25 ℃,拌合水中含有大量水,如果直接使用混凝土拌合水澆筑將會影響混凝土質量。為確保現澆箱梁施工質量與施工安全完成,施工單位應對施工機械設備及時保養等工作進行部署。

在完成上述準備工作后,結合本次工程實際概況以及施工要求,為提高現澆箱梁施工質量和效率,應當充分把握基礎施工要點。首先,嚴格按照設計要求開展施工現場調查和勘察,確定原有地基土質結構及性能,如滿足要求可進行兩側跨地基加固,如不滿足設計要求,則需要進行換填處理,并確保其壓實率>95%,承載力>300 kPa。這種方法可以有效地防止由于軟弱地基引起的不均勻沉降,從而防止現澆箱梁的施工安全。同時,依據現場勘察情況,合理設置支架,加強支架,為后續作業提供良好條件。其次,當地基土質呈現軟弱和松軟狀態時,可采用科學的地基處理技術。在本工程中發現現澆箱梁基礎存在粉質黏土、雜填土、淤泥等,因此先對原有土質進行清除,并利用石渣實施填充,配置適當比例的混凝土開展澆筑作業,保證現澆箱梁的地基承載力得到提升。最后,注重防范地基積水現象,施工人員需要合理進行布局,在基礎周邊設置排水設施,確保雨水順利排水,盡可能降低沉降系數。

2.2 支架與模板安裝

施工人員先要結合現場實際與相關施工參數,完善和優化支架搭設方案,明確合適的支架安裝位置、安裝方式、安裝程序等,提高支架搭設穩定性。在該工程實踐中,施工人員需對支架堆載預壓流程實施優化,全面收集相關數據信息,嚴格控制檢測預壓時間,保證施工符合規范。另外,為預防地面發生塌陷、承桿變形等問題,可靈活調整支架搭設方案。施工人員還需對支架承載能力進行全面分析,比如當施工中支架發生非彈性形變,則需立即進行消除處理[4]。完成縱橫向承桿安裝后,可采用沙袋隨箱梁底部預壓處理技術。作業人員還需對各級荷載下的支架變形量開展測量,提高支架搭設安全性和可靠性。本次工程支架搭設施工方案,為實現荷載均布,分別在橫梁以及縱梁上放置方木,保證支架的穩定性能和荷載分布情況均符合施工要求。對于支架的橫距和縱距可控制在90 cm,加固處理后可投入使用。公路橋梁現澆箱梁支架施工方案示意圖見圖1。

圖1 公路橋梁現澆箱梁支架施工方案示意圖(單位:cm)

對于該工程現澆箱梁施工作業,還需掌握模板安裝要點。通常情況下,施工人員應當綜合考慮鋼筋、預應力管道等特點,進一步完善模板安裝方案,科學實施埋設作業,提高作業質量。在實踐操作中如發現模板中存在雜物或者變形等現象,應當及時開展維修工作,檢查全部模板的底腳、連接端部等,消除變形、缺陷。當拆除模板時,應考慮混凝土的強度情況,具體標準如表1所示。

表1 現澆箱梁安裝模板拆除所需混凝土強度

最后,施工人員要檢查螺栓連接部位、模板接縫等,預防模板脫落以及漏漿等質量缺陷。

2.3 箱梁鋼筋施工與預應力施工

在現代公路橋梁施工技術中,傳統作業工藝難以保障現澆箱梁的穩定性,因此鋼筋綁扎技術在實際工程中的應用越來越廣泛,通過提前焊接鋼筋保證結構的穩定性[5]。在本次工程中,施工人員需要充分掌握箱梁鋼筋施工技術要點。即在現澆箱梁安裝環節,根據標準化施工要求合理選擇鋼筋尺寸、形狀等,并做好安裝作業,嚴格控制安裝位置、間距等[6]。開展鋼筋綁扎作業時,需實施焊接操作以確保其牢固性,按照設計要求把控焊接飽滿度和長度,比如該工程安裝現澆箱梁工序中,要結合施工圖紙預留適當的孔道位置,一旦發現鋼筋安裝存在矛盾或者沖突,需及時進行調整,設計方案與實際施工保持一致,使箱梁結構具有良好穩定性[7]。為充分發揮鋼筋性能,應當做好防潮和防銹工作,避免將鋼筋材料放置在潮濕環境下,在使用之前還需對鋼筋型號以及規格等進行復核,切實提高箱梁鋼筋安裝質量。現澆箱梁鋼筋施工程序見圖2。

圖2 現澆箱梁鋼筋施工程序

在公路橋梁現澆箱梁安裝作業中,預應力施工是重要內容。在開展操作之前,相關人員應當注意檢查鋼絞線的表面清潔度,并對所用機械設備進行全面的性能檢測,發現損傷則需及時開展檢修維護工作[8]。在本次工程中針對現澆箱梁的安裝,還應在拉張工序之前,清除雜物,當混凝土強度符合施工要求,則可控制箱梁帶模張拉,并委派專門人員負責監測和控制摩阻值,目的是不斷調節張拉的張力,保證預應力施工開展的有效性。

2.4 混凝土澆筑施工

混凝土澆筑施工在公路橋梁現澆箱梁作業中具有較高的地位,其流程見圖3。

圖3 混凝土澆筑施工流程圖

具體措施分析如下。

在現場做好混凝土攪拌工作,保證混合料的均勻性。通過試驗確定混凝土的水灰比為0.32,坍落度16～20 cm,對泵送混凝土配合比設計為水泥∶砂∶碎石∶水∶外加劑=497∶754∶1 041∶159∶14.91。

澆筑之前,對模板內的雜物實施全面清除,如果發現問題則在第一時間解決,為保證混凝土澆筑質量提供良好保障。

借助吊車開展澆筑,按照設計施工方案中的既定程序,分別對腹板、底板、翼板、頂板進行兩次澆筑,保障混凝土入模后不會發生離析現象,采用分層入模技術,控制每層厚度為30 cm,下料過程均衡、對稱,防止支架出現偏心而導致變形等問題。下層混凝土澆筑順序為從橫斷面中心向兩側進行,頂板混凝土澆筑順序為從翼板兩端對稱向中心推進,澆筑過程中還要科學處理出現的施工縫隙。完成澆筑施工后采用護蓋進行防護,最大限度地提高現澆箱梁施工質量。

嚴格按照上述論述內容完成對現澆梁的施工后,其施工質量基本得到控制。為進一步提升質量控制的效果,在現澆箱梁的施工過程中,需要加強對鋼筋混凝土施工質量控制和管理,保證施工質量達到優良。具體而言,(1)要保證混凝土拌合物質量。(2)必須嚴格控制混凝土原材料質量和水泥用量。(3)要及時將澆筑時產生的飛灰和雜物清除干凈。(4)混凝土攪拌過程中應充分攪拌,保證混凝土有足夠的流動性。在現澆箱梁澆筑過程中,需要合理選擇振動器,保證澆筑過程中混凝土不會產生離析現象,保證混凝土質量良好。混凝土澆筑過程中要控制振動器在一定時間內處于工作狀態,保證澆筑質量。澆筑完成后應及時檢查混凝土內部結構是否存在裂縫以及松散現象。只有做好這兩方面的工作,才能確保鋼筋混凝土澆筑質量得到保證。

3 施工效果分析

嚴格按照上述內容,完成對山西省某地公路橋梁建設項目的施工后,為對其質量控制效果分析,對施工后箱梁結構的張拉力進行測定與分析。由于在施工中,由于箱梁板質量存在問題常常會導致預應力的損失,其損失量可由以下公式得到

(1)

式中:σ為張拉過程中預應力產生的損失量,MPa;σk為箱梁結構接觸面上的摩擦力影響系數;k為常數;x為箱梁長度,m;μ為摩擦力,N;θ為夾角,(°)。

根據該工程項目的質量要求,現澆箱梁在進行施工張拉時,其差值不得超過6%,根據這一依據,計算各個現澆箱梁張拉時的實際數值與標準數值之間的差值結果。將現澆箱梁施工張拉情況進行記錄,如表2所示。

表2 現澆箱梁施工張拉情況記錄表

從表2中數據可以看出,應用上述施工技術及質量控制方法后,現澆箱梁張拉差值均在允許范圍內,符合項目施工質量要求。進一步證明,采用上述提出的施工技術及質量控制方法可以有效促進現澆箱梁施工質量的提高。

4 結束語

在現階段的公路橋梁建設中,現澆箱梁已經逐漸開始應用于多個領域,其中在高速公路工程中應用最為廣泛的就是現澆箱梁。與其他類型公路橋梁相比,現澆箱梁制作技術與質量控制較難,因此如何正確選擇和使用技術已成為當前公路橋梁工程建設過程的重中之重。合理應用技術可以使橋梁工程得以順利進行,還可以避免因盲目施工帶來的安全隱患,所以科學合理地選擇技術具有重要意義。