铁路桥梁大体积混凝土施工技术

罗 敬

中铁十一局集团第五工程有限公司 湖北 武汉 400037

铁路是交通强国建设的关键环节，十四五交通强国铁路规划提出，到2035年全国铁路网达到20万公里左右，其中高铁大约7万公里。此目标实施背景下，将会带动铁路桥梁建设工程的增加，研究铁路桥梁施工技术的应用及管控，提出有效的技术应用管理办法，具有现实意义。通过不断创新技术及应用管理方法，提升大体积混凝土施工水平。现结合大体积混凝土施工技术的具体应用，展开全面分析。

1 大体积混凝土施工技术的特点概述

人们建设铁路系统，需克服地理条件和气候环境等的难题，建造高安全性的基础设施，满足出行的需求。大体积混凝土用材量很大，消耗的水泥很多，项目的投入很大。从施工角度分析，潜在的质量风险很多，例如热量引发断裂，造成的损失极大。根据过往的实践经验总结，采用此技术手段需做好以下关键要点的控制：(1)材料质量。铁路桥梁大体积混凝土工程施工作业中，使用的普遍为低水热化材料，具有发热总量小和散热速度慢的优势，有效减少混凝土断裂。(2)混凝土搅拌。标准化生产作业制度的实施，严格控制混凝土混合料的配比，将误差合理把控在适宜范围内，消除不良隐患与风险，保障混凝土的搅拌质量。(3)温度。铁路桥梁混凝土工程产生问题，很多都是温度因素引发，整个施工期间都必须要做好温度的控制，避免使得大体积混凝土产生裂缝。

2 实例分析铁路桥梁大体积混凝土施工技术要点

2.1 案例概述

以某铁路桥梁项目为例，主桥设计采用1联三线矮塔斜拉桥（117+240+117）m，结构比较复杂，单体工程量比较大。从施工角度分析，大体量混凝土连续浇筑作业施工组织要求很高，并且斜拉桥和梁段同步安装，工程施工工艺比较复杂，工程施工技术难度很大，为全线的重难点。现结合工程施工实践，分析大体积混凝土施工技术的应用控制要点。

2.2 大体量混凝土施工重难点分析

项目中大桥58#主墩工程混凝土浇筑作业的开展，“启动了”桥梁上部结构施工，按照设计方案0号块混凝土体量达到3600 m3，给大体积混凝土连续浇筑作业带来很严苛的要求，而0号块结构受力相对复杂，所以决定采用连续浇筑方案。从浇筑操作的角度分析，水化热为控制的核心与重点，若未能控制好水化热，那么后期很容易产生裂缝，影响着桥梁结构的受力与耐久性。为保证铁路桥梁大体积混凝土工程高质量完成，认真制定混凝土施工组织方案，落实现场浇筑控制措施，有效保障了工程的建造效果。

2.3 混凝土浇筑施工组织方案

项目成功建成后将会促进区域经济社会协调发展，带动区域一体化。为保证大体量混凝土浇筑作业有序推进，施工科学统筹安排，项目加大机械设备和人力资源以及物料的投入，根据现场的情况配置了10台混凝土运输车以及2台混凝土泵送机，组织了超100名工人，为连续浇筑作业的持续开展提供保障。通过现场的全面统筹和控制，严格把控大体积混凝土工程施工技术操作的要点，保障了混凝土浇筑作业高质量完成。整个过程面临很多挑战与风险，经过全体人员的共同奋战，达到了预期的施工效果。

2.4 大体积混凝土施工技术要点

钢筋绑扎。按照大体量混凝土施工技术流程，钢筋绑扎工作为重点环节和核心部分，必须要作为关键要点做好控制。使用的钢筋材料必须要达到铁路桥梁建设标准和有关规定，优选连接套筒结构，例如使用碳素结构钢或者低合金结构钢材料。当钢材料进场时，组织开展外观质量检查，杜绝使用表面和内螺纹位置出现裂纹的材料，严格控制桥梁工程施工的质量。钢筋连接作业时，必须要保证钢筋和套筒规格相互匹配，检查好连接丝没有清洁和损坏问题。借助扳手进行拧紧处理，保证钢筋连接加固达到标准，要求丝头在套筒中心点定位顶紧。结束紧固作业后做好标记，紧固达到要求的使用黄色标记、红色使用红漆进行标记。除此之外，单个套筒两端位置外露位置包含的丝扣不可以超过1个。开展钢筋绑扎作业前，对垫层结构位置要做好放线自测定，明确钢筋布置的位置和根数等基本信息，根据钢筋间距弹线，保证钢筋位置以及间距都达到要求。整个操作环节，按照钢筋绑扎作业标准操作，钢筋交错点都必须做好绑扎，保证牢固度水平达到要求。本次大桥主桥工程设计为矮塔斜拉桥，为项目的全线控制性工程，为保证汛期来临前可以完成节段现浇施工作业，项目提前进行全面部署，并且组织管理与作业人员150名在春节期间留守，全力推进主墩0号块模板搭设以及钢筋绑扎，为后续的作业开展做好准备工作。

模板工程。铁路桥梁施工是环环相扣的，为保证混凝土浇筑的质量，需做好模板安装环节的严格控制。一般来说，钢筋体系施工完成后再开展模板施工，前期使用绷线进行调直处理，吊垂球修成垂直度。实际操作时主梁和小梁利用拉杆、钢筋结构体系开展焊接连接处理，保证连接后达到牢固性与稳定性要求，做到尺寸匹配。模型安装完成后进行钢筋预埋，将其安装到模板基座内，按照模板尺寸大小进行焊接处理，通过和钢筋骨架连接形成整体，避免产生移动的情况。根据技术操作的标准，模板拼接需要做到严密，不可出现错台的情况。对于接缝的位置，利用双面胶条开展密封处理，粘贴工艺需要保证粘结面进入模板接缝内1mm，同时不可以突出模板面。操作人员必须要严格遵循大体积混凝土施工模板工程作业的标准，将接缝位置按照质量控制B级控制点，采取严格有力控制措施，切实保证铁路桥梁混凝土工程的施工质量达标。

冷却管安装。大体积混凝土工程施工的“温度”风险控制，安装冷却管为重要措施。利用水冷管设施，通过热交换作用，达到温度水平控制的效果，实现水化放热量的有力把控。安装冷却管时，必须精准测量和定位，保证冷却管的尺寸大小和所处的位置都可以达到要求。一般来说，冷却管多设置在钢筋梁上方位于基础结构中层位置，弯曲串联进出水口设置在承台和墩身结构上方。按照设计的技术方案，遵循工程建造的规范和标准，当钢筋绑扎到预埋管标高位置后，启动冷却管安装程序，结束后采取通水试验的检测方法，检验冷却管大整体密闭性，分析是否可以达到标准要求。

混凝土配制和浇筑。铁路桥梁建造对质量的要求很高，混合料的配制结果如何关系到大体积混凝土施工目标的实现与否，因此事前组织开展试验，明确了混凝土坍落度和水灰比参数，将坍落度控制在120-130mm内；水灰比控制在0.4-0.5范围内，防范混凝土材料离析情况的出现。本次工程作业采用的是连续浇筑方案，为保证作业连续化开展，组织充足的施工资源，有序推进各项工程施工作业。通过合理计划运输路线，保证混凝土材料按时运输到现场，并且保证材料性能达到大体积混凝土连续作业的要求。整个操作过程中严格按照技术规范和标准推进，做好振捣和温度监测，严格把关浇筑的质量。若产生泌水的情况，可使用水泵抽取+海绵吸除的做法进行处理[1]。

防裂与养护。大体积混凝土工程施工作业的开展，裂缝问题为质控的重点和要点。一般来说，裂缝的产生同内外温差以及温度变形有很大关系。开展大体积混凝土施工作业时，表面收干之后需要尽量利用塑料薄膜与其他材料做好覆盖处理。完成模板拆除作业后，利用薄膜做好包裹与浇水养护。严格按照养护标准和要求，保护好桥梁混凝土结构施工成果[2]。

3 铁路桥梁大体积混凝土施工技术的应用质量管理办法

3.1 优化桥梁设计方案

铁路桥梁大体积混凝土施工技术的应用效果如何，受到很多因素的影响，尤其是不确定因素，而且铁路桥梁施工现场的环境复杂，增加了技术操作的难度，为避免技术应用质量问题的产生，优化桥梁施工设计方案，具有重要意义。目前，铁路桥梁大体积混凝土工程设计方面，可利用三维软件技术，例如BIM技术，协同钢筋、模板以及浇筑等专业，结合作业现场的气候和环境等因素，展开技术应用分析，提出优化的措施。基于三维设计，可提升项目优化设计质量；可视化设计交底，方便可视化讨论评估，对施工方案进行优化。通过铁路桥梁大体积混凝土施工的三维化模拟分析，还可预测施工作业问题，事前采取防范和应对措施，消除不良影响和风险，切实保障铁路桥梁工程的建造效益[3]。

3.2 引入智能化控制技术

铁路桥梁大体积混凝土施工规模很大，若想实现对施工安全与质量的有效控制，引入智能化管控技术手段，搭建智慧化管理系统，辅助项目全过程的精细化管理，可起到积极作用。例如，利用高性能的监测装置，构建大体积混凝土温度监测系统，通过事前预埋温度传感器和各类应力传感器的方式，完成信息化管理基础设施的建设，集成利用采集装置和分析方法，通过和混凝土设计曲线开展对比分析，掌握大体积混凝土施工温度指标的控制情况，采取调整措施，例如降温处理。在智能化系统的支持下，能够全面掌握铁路桥梁大体积混凝土施工作业的情况，结合利用现场的智慧化管理系统，可达到可视化现场作业状态，及时掌握混凝土工程施工现场的视频影像信息和数据参数，为安全与质量管理提供支持，规范工程施工作业，保证铁路桥梁大体积混凝土施工技术的应用质量，避免施工问题的产生。结合项目管理的需求，构建具有项目特色的监测系统和管理系统，全面提升现场管理的水平[4]。目前，很多铁路桥梁工程项目都已经开始构建智慧工地，加大对系统软硬件配置的投入力度，为现场可视化管理和智慧化控制提供支持，力求实现对作业全过程的安全质量有力控制，保障桥梁工程质量目标实现。实践中企业要结合桥梁混凝土施工作业的特点，积极推进信息化建设工作，引入适宜的管理系统，辅助作业的开展，实现智慧化管理的价值，把关现场施工操作，保障桥梁建造的预期目标实现。

3.3 做好现场的监督检查

铁路桥梁大体积混凝土施工技术应用全过程，都必须要做好细致控制，落实现场监督检查工作[5]。首先，根据技术应用管理的要求与大体积混凝土工程施工安排，编制技术应用管理制度与办法，设置现场负责人，实施现场经理责任制度，保证大体积混凝土工程施工有专人负责，保障技术的应用效益目标实现。其次，落实现场监督检查工作。大体积混凝土工程施工质量管理，钢筋绑扎和模板安装以及浇筑等都是管理的要点，必须要设置专门的人员进行旁站监督，督促各个专业的人员按照工程施工作业的要求操作，减少人员操作失误引发的质量问题。对参与钢筋、模板以及浇筑操作的施工人员，事前要做好技术交底以及业务培训，提高作业的质量水平，高效化落实大体积混凝土施工技术措施。作业前积极组织召开班组会议，围绕混凝土浇筑施工作业的内容和安排进行分析，探讨可能会出现的问题，提出防范和应对的措施，合理组织混凝土浇筑施工作业，保证作业的安全性和质量。最后，做好质量的检验检测[6]。将检验检测工作贯穿到铁路桥梁大体积混凝土施工全过程，做好技术质控指标的全面化检查，及时发现存在的问题与质量隐患，采取消除与优化的措施，避免留下隐患与质量风险，严格把控铁路桥梁工程的建造效果，实现技术的应用价值。围绕铁路桥梁混凝土施工作业中遇到的问题，组织相关人员进行探讨和分析，加大项目管理的创新研究，提出优化和改进的措施，实现管理的价值，促使大体积混凝土施工技术应用价值得以实现，创造更多的可能性[7]。

3.4 实施严格的检验检测

从铁路桥梁建造的质量控制角度出发，采取风险识别的手段，结合采用的大体积混凝土施工方案特点，综合考量环境因素和操作因素等的影响，明确主要风险因素和影响程度，为桥梁建造施工管理提供依据和参考。实施严格的检验检测制度，围绕混凝土原材料采购和配制以及施工等方面入手，做好全面控制，保障每个环节都达到了桥梁建造的要求。在铁路桥梁工程施工推进期间，认真落实检验检测制度。设置多个“关卡”，卡住不合格的混凝土材料，卡住不规范的操作，卡住不严格的检查，通过细致严苛的把控，保障桥梁建造的质量。对于桥梁施工作业期间遇到的技术挑战，要积极组织技术力量进行研究，提出应对与解决方案，避免留下隐患与问题。合理控制大体积混凝土施工作业的流程和要点，防范问题的产生。

4 结语

综上所述，铁路桥梁工程建造中大体积混凝土施工技术的应用，对高质量实现建造任务起到关键影响。为保证混凝土工程的建造质量与效益，必须要做好技术要点的控制。文中结合实例，分析了大体积混凝土工程施工技术的具体应用，总结了技术应用质控的要点，提出实施标准化管理措施、引入智能化监测系统等措施，强化大体积混凝土工程施工技术应用质量管理的办法。