现浇宽箱梁顶板平整度控制技术应用

段同军 徐明明 张亮亮 李玉鑫 李强 刘杰

（1.山东省路桥集团有限公司，山东 济南 250000；2.山东高速股份有限公司，山东 济南 250000）

随着我国交通运输事业的不断发展进步，对道路通行能力的要求也在不断提高。现在国内许多高速公路都在进行改建扩建，随着道路的加宽，桥梁等结构物的截面宽度也随之加宽。京台高速济泰段由原来的双向六车道改为双向八车道，其中泰安西互通主线桥为现浇混凝土箱型梁桥，其桥面最宽处已达31.536m。高速公路除了要满足交通量的需求，还要保证行车的舒适度，因而施工过程中需要严格控制平整度[1]。普通箱梁在浇筑过程中常因施工工艺的缺陷使得平整度难以满足规范要求，出现行车颠簸的现象，而宽截面箱梁的截面宽度相较普通箱梁更大，使得梁顶平整度的控制难度进一步加大[2]。为解决这一工程难题，京台高速济泰段改扩建工程泰安西互通主线桥现浇箱梁顶板施工采用了加设标高带辅助控制梁顶平整度的控制措施。

一、工程概况

京台高速济泰段起于与济广高速交叉的殷家林枢纽立交，向南依次经过济南市市中区、长清区、泰安市和岱岳区，到达泰山枢纽立交，与青兰高速相接，既有道路部分桥梁受限于建设年代经济条件、技术能力等因素不能满足现在的交通等要求，其设计指标亦不能满足新规范的要求。加之多年营运，材料及结构性能衰退，大部分结构的承载能力已不能满足JTGB01-2014《公路工程技术标准》及JTG/T L11-2014《高速公路改扩建设计细则》相关要求，故本次扩建项目结合工程段内各既有桥梁的技术状况进行了拼宽或新建。其中，泰安西互通主线桥即为原桥墩台利用，新建上部结构，结构形式为预应力混凝土现浇梁及钢筋混凝土现浇梁。

泰安西互通主线桥是一座上部结构采用预应力混凝土现浇箱梁及钢箱梁结构的连续梁桥，上跨径布置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），桥面铺装为沥青混凝土铺装，桥梁变宽，单幅变截面桥面宽度20.25m～31.536m，如图1、图2所示。

图1 泰安西互通主线桥20.25m宽横断面设计图

图2 泰安西互通主线桥31.536m宽横断面设计图

二、工程的难点

（一）梁截面较宽、找平面积较大

由于泰安西互通主线桥箱梁顶板截面较宽，且该桥多联长度均较长，以最后一联现浇箱梁为例，梁段长度为80m，单幅桥面宽20.25m，总共面积为1620m2。要保证将近2000m2浇筑面积的混凝土表面平整度基本相同，还要控制包括抹面提光在内的所有工序必须在混凝土终凝前完成，难度非常大。如果在宽至31.536m的梁顶横截面上采用搭设工作平台的方法供操作工人来回收面，那么搭建的操作平台刚度不足无法稳定承托工人使用；如果增设稳固件以加大搭建的操作平台刚度，那么其结构就会较为复杂，建材也会较为沉重，使用过程中来回移动会变得较为困难，并不实用。

（二）梁顶钢筋对平整度控制施工影响大

只有保证梁顶标高满足设计要求，才能控制箱梁顶面平整度。而梁顶标高由梁顶钢筋骨架的基准上保证规定要求的钢筋保护层厚度得到的，因而，梁顶钢筋骨架绑扎位置是否精准且固定牢靠，是整个宽截面现浇箱梁顶板标高和平整度控制的关键，这就要求在钢筋绑扎工序时必须加强施工过程中的质量控制，注意保证箱梁顶板钢筋骨架的几何尺寸、标高、刚度和稳定度[3]。

（三）混凝土浇筑质量影响大

钢筋绑扎验收合格后即可进行现浇混凝土作业，其浇筑效果对梁顶板的平整度控制影响很大。如果混凝土在浇筑时分布不均匀，在后期振捣过程中将会出现明显的标高差异，需要人工挖高补低，不光精度差，还会浪费混凝土凝结时限前的振捣整平时间，因而在施工过程中需要引起足够的重视。混凝土的和易性对箱梁顶面平整度控制影响也较大，如果混凝土流动性较大，将难以控制梁顶的标高及纵横坡，增加施工质量控制的难度。若混凝土坍落度大，则必然含水量过高，在养生过程将伴随大量水分蒸发，容易出现干缩裂缝，极大影响梁顶平整度的控制[4]。

三、平整度控制施工要点

（一）平整度控制施工要点

1.精密绑扎顶板钢筋 合理加设标高带

为了使顶板钢筋骨架能够稳定地支撑在顶模上，上下层钢筋网必须严格按架立钢筋间距要求控制设置，并牢固联系形成同一整体，且具有较好的刚度。绑扎好顶板钢筋后，可根据该联桥面宽度、梁顶设计标高、顶面纵横坡合理划分工作面，焊接标高固定筋，加密标高固定筋，要求将标高带钢筋的支撑点设置于标高固定筋上，焊接牢固，以保证标高带自身的刚度。

以最后一联为例，桥面宽20.25m，因自制振动梁的长度约为6m，故可划分成4个工作面，每5m作为一个工作宽度，在浇筑完混凝土后刚好可以将自制振动梁的两端安置在相邻的两道标高带上进行振动粗平。确定好标高带设置线位置后，应根据梁顶设计标高及纵横坡进行测量放样，确定出沿标高带设置线每5m处的点位标高，以此作为标高固定筋设置的顶高，逐根焊接标高固定筋，从而保证振动梁的整平标高准确无误。仍以最后一联为例，桥面长80m，则每一标高带设置线上应布设17根标高固定筋。但此时的标高固定筋设置数量仍显不足，如果此时将标高带焊接其上将难以具备足够的刚度，无法稳固承托振动梁在其上振动行走，故而需对标高固定筋进行加密设置，根据工程实践，确定加密间距为1m。加密完成后即可在标高固定筋顶面通长焊接标高带钢筋。

2.适配混凝土性能 稳步浇筑箱梁顶板

当浇筑箱梁底板、倒角等工作面受限、易出现空洞处时，为了施工方便，保证各部位混凝土浇筑饱满，需要制备坍落度较大、流动性较好的混凝土。当浇筑工作面为更开阔的顶板时，混凝土不需要很大的流动性就可以在振捣的协助下很容易地充满整个梁顶，再加上梁顶对于横坡、纵坡均有设置，如果混凝土的流动性过大，是难以控制梁顶的纵横坡的，所以在进行顶板混凝土浇筑时需要相应地减小混凝土的含水量，降低其流动性。这样一来，在同样减水剂用量下，制拌混凝土的用水量也必然减小，在整平抹面过程中，混凝土水分的蒸发量也就相应减少，体积变化率小了，干缩裂纹出现的数量也少了，平整度的控制效果更好了[3]。

在顶板混凝土浇筑时，应根据所布置的标高带，由人工用简易工具将不均匀的混凝土辅助摊平，使其尽可能均匀。用ZN50型插入式振捣棒对堆积的混凝土进行振捣，一次插入振捣时间应不少于20s，然后采用长约6m的自制振动梁根据标高带的设置进行全幅振动压密。自制振动梁属于细长杆件，本身具有一定挠度，再加上振动位移、人工操作等原因，振动整平过的混凝土表面仍易出现一定的高低不平，这时就需要借助辅助3m～5m长铝合金直尺校正混凝土面，该工序应设专人控制振动行驶速度、铲料和填料，及时多挖少补，初步控制梁顶板的平整度。

3.二次整平收面须紧跟 注重细节提高整体平整度

振动梁振动密实后须紧跟整平收面工序，抓紧混凝土凝结前的操作时间，注意控制工人的行走范围应始终位于平板振动梁之后，杜绝在收面后混凝土表面留下脚印。第一次抹面应尽量将混凝土表面的水泥浆排出，保证泌水提浆效果，并总体控制好大面平整度。第一次抹面应在混凝土表面泌水完毕后实施，紧接着使用木抹搓面，并在终凝前多次搓抹，以期能够提高混凝土表面的密实程度，消除混凝土凝固硬化过程中产生的塑性收缩裂缝。第一次抹面完成之后，应由电动抹光机进行第二次人工找平抹面，抹光机底盘设多片光面金属抹光板，可以将混凝土表面很好地压密抹光，从而实现平整度的再次提高。

混凝土在二次抹面后，应立即处理表面拉毛，以便后续防水层施做。表面拉毛处理完成后，可采用土工布和塑料薄膜进行覆盖保湿养护，整个湿法养生保护的周期应不少于7d。在湿法养生的初期不宜洒水过多，可待混凝土终凝后，再浸水养护；整个湿法养生过程中要使混凝土的表面始终保持湿润，促进混凝土水化反应均匀发生，尽可能减少干缩裂缝形成，以免影响整体平整度。

（二）平整度控制效果

现浇梁顶板浇筑完成验收时，应使用3m直尺对梁顶面进行平整度检测。依据规范，桥梁顶面平整度的检测频率应为沿行车道方向每幅每200m测10个点，每点连续测5尺[5]。

通过对比该项目平整度检测数据与过往项目传统做法所测数据，发现采用标高带控制后能使平整度检测数据符合设计及技术规范要求，且数据的稳定度更高，因而认为本控制方法行之有效。

图3 平整度检测数据对比

四、结语

本文以泰安西互通主线桥施工为例，讨论在梁顶混凝土浇筑阶段，采取根据顶面宽度划分工作面，设置标高带的技术措施，可以有效控制现浇混凝土箱梁顶板的平整度，同时，标高带配合6m自制振动梁振动密实还可以有效提高混凝土浇筑质量，保证箱梁顶板混凝土的外观，给后续施做防水层、沥青混凝土铺装层等结构奠定良好的基础。质量验收中发现平整度检测指标偏差更小，表现更稳定，该控制技术对于宽截面现浇箱梁平整度控制、提高梁体耐久性具有施工指导意义，可为同类工程施工建设项目提供经验。