公路桥梁施工中现浇箱梁施工技术与质量控制

郝 斌

(山西辰润交通科技有限公司,山西 晋中 030600)

1 工程概况

本工程为山西省某地公路桥梁建设项目,为新建跨线桥施工,上部结构采用30+45+30 m预应力混凝土现浇连续箱梁;下部结构桥墩采用柱式墩、桥台采用肋板台;基础采用柱基础,桥梁全长111.4 m。该公路桥梁施工中的现浇箱梁作业,是整体项目中的重点技术,为充分保障现浇箱梁作用的发挥,对施工标准化提出更高的要求,使现浇箱梁与公路桥梁主体结构形成衔接,具体要求如下。

(1)在正式施工前需要确保合理的施工模式,防止现浇箱梁作业出现严重质量缺陷。

(2)按照设计图纸要求,该桥采用混凝土作为主要浇筑材料,在控制质量指标的基础上,对混凝土材料的比例进行控制,确保各种原材料的比例与实际工程的要求一致,从而提高了现浇箱梁的施工质量。

(3)根据公路桥梁现浇箱梁施工流程,重视支架施工,增强支架结构的承载能力和安全性,避免在操作环节出现结构脱落等质量隐患及事故。

2 现浇箱梁施工与质量控制

2.1 基础施工

在开展基础施工前,需要先完成相应的准备工作。在现浇箱梁施工前,施工单位需对现浇箱梁原材料进行合理准备。对于大部分现浇箱梁原材料都是使用混凝土等材料进行加工制作,如果不能提前准备相关的原材料或者加工制作方法不符合施工要求,很容易造成现浇箱梁原材料的浪费[3]。需要注意的是,为了确保混凝土不会出现流动性差等问题,应提前进行预注水,混凝土拌合水温度不能低于25 ℃,拌合水中含有大量水,如果直接使用混凝土拌合水浇筑将会影响混凝土质量。为确保现浇箱梁施工质量与施工安全完成,施工单位应对施工机械设备及时保养等工作进行部署。

在完成上述准备工作后,结合本次工程实际概况以及施工要求,为提高现浇箱梁施工质量和效率,应当充分把握基础施工要点。首先,严格按照设计要求开展施工现场调查和勘察,确定原有地基土质结构及性能,如满足要求可进行两侧跨地基加固,如不满足设计要求,则需要进行换填处理,并确保其压实率>95%,承载力>300 kPa。这种方法可以有效地防止由于软弱地基引起的不均匀沉降,从而防止现浇箱梁的施工安全。同时,依据现场勘察情况,合理设置支架,加强支架,为后续作业提供良好条件。其次,当地基土质呈现软弱和松软状态时,可采用科学的地基处理技术。在本工程中发现现浇箱梁基础存在粉质黏土、杂填土、淤泥等,因此先对原有土质进行清除,并利用石渣实施填充,配置适当比例的混凝土开展浇筑作业,保证现浇箱梁的地基承载力得到提升。最后,注重防范地基积水现象,施工人员需要合理进行布局,在基础周边设置排水设施,确保雨水顺利排水,尽可能降低沉降系数。

2.2 支架与模板安装

施工人员先要结合现场实际与相关施工参数,完善和优化支架搭设方案,明确合适的支架安装位置、安装方式、安装程序等,提高支架搭设稳定性。在该工程实践中,施工人员需对支架堆载预压流程实施优化,全面收集相关数据信息,严格控制检测预压时间,保证施工符合规范。另外,为预防地面发生塌陷、承杆变形等问题,可灵活调整支架搭设方案。施工人员还需对支架承载能力进行全面分析,比如当施工中支架发生非弹性形变,则需立即进行消除处理[4]。完成纵横向承杆安装后,可采用沙袋随箱梁底部预压处理技术。作业人员还需对各级荷载下的支架变形量开展测量,提高支架搭设安全性和可靠性。本次工程支架搭设施工方案,为实现荷载均布,分别在横梁以及纵梁上放置方木,保证支架的稳定性能和荷载分布情况均符合施工要求。对于支架的横距和纵距可控制在90 cm,加固处理后可投入使用。公路桥梁现浇箱梁支架施工方案示意图见图1。

图1 公路桥梁现浇箱梁支架施工方案示意图(单位:cm)

对于该工程现浇箱梁施工作业,还需掌握模板安装要点。通常情况下,施工人员应当综合考虑钢筋、预应力管道等特点,进一步完善模板安装方案,科学实施埋设作业,提高作业质量。在实践操作中如发现模板中存在杂物或者变形等现象,应当及时开展维修工作,检查全部模板的底脚、连接端部等,消除变形、缺陷。当拆除模板时,应考虑混凝土的强度情况,具体标准如表1所示。

表1 现浇箱梁安装模板拆除所需混凝土强度

最后,施工人员要检查螺栓连接部位、模板接缝等,预防模板脱落以及漏浆等质量缺陷。

2.3 箱梁钢筋施工与预应力施工

在现代公路桥梁施工技术中,传统作业工艺难以保障现浇箱梁的稳定性,因此钢筋绑扎技术在实际工程中的应用越来越广泛,通过提前焊接钢筋保证结构的稳定性[5]。在本次工程中,施工人员需要充分掌握箱梁钢筋施工技术要点。即在现浇箱梁安装环节,根据标准化施工要求合理选择钢筋尺寸、形状等,并做好安装作业,严格控制安装位置、间距等[6]。开展钢筋绑扎作业时,需实施焊接操作以确保其牢固性,按照设计要求把控焊接饱满度和长度,比如该工程安装现浇箱梁工序中,要结合施工图纸预留适当的孔道位置,一旦发现钢筋安装存在矛盾或者冲突,需及时进行调整,设计方案与实际施工保持一致,使箱梁结构具有良好稳定性[7]。为充分发挥钢筋性能,应当做好防潮和防锈工作,避免将钢筋材料放置在潮湿环境下,在使用之前还需对钢筋型号以及规格等进行复核,切实提高箱梁钢筋安装质量。现浇箱梁钢筋施工程序见图2。

图2 现浇箱梁钢筋施工程序

在公路桥梁现浇箱梁安装作业中,预应力施工是重要内容。在开展操作之前,相关人员应当注意检查钢绞线的表面清洁度,并对所用机械设备进行全面的性能检测,发现损伤则需及时开展检修维护工作[8]。在本次工程中针对现浇箱梁的安装,还应在拉张工序之前,清除杂物,当混凝土强度符合施工要求,则可控制箱梁带模张拉,并委派专门人员负责监测和控制摩阻值,目的是不断调节张拉的张力,保证预应力施工开展的有效性。

2.4 混凝土浇筑施工

混凝土浇筑施工在公路桥梁现浇箱梁作业中具有较高的地位,其流程见图3。

图3 混凝土浇筑施工流程图

具体措施分析如下。

在现场做好混凝土搅拌工作,保证混合料的均匀性。通过试验确定混凝土的水灰比为0.32,坍落度16～20 cm,对泵送混凝土配合比设计为水泥∶砂∶碎石∶水∶外加剂=497∶754∶1 041∶159∶14.91。

浇筑之前,对模板内的杂物实施全面清除,如果发现问题则在第一时间解决,为保证混凝土浇筑质量提供良好保障。

借助吊车开展浇筑,按照设计施工方案中的既定程序,分别对腹板、底板、翼板、顶板进行两次浇筑,保障混凝土入模后不会发生离析现象,采用分层入模技术,控制每层厚度为30 cm,下料过程均衡、对称,防止支架出现偏心而导致变形等问题。下层混凝土浇筑顺序为从横断面中心向两侧进行,顶板混凝土浇筑顺序为从翼板两端对称向中心推进,浇筑过程中还要科学处理出现的施工缝隙。完成浇筑施工后采用护盖进行防护,最大限度地提高现浇箱梁施工质量。

严格按照上述论述内容完成对现浇梁的施工后,其施工质量基本得到控制。为进一步提升质量控制的效果,在现浇箱梁的施工过程中,需要加强对钢筋混凝土施工质量控制和管理,保证施工质量达到优良。具体而言,(1)要保证混凝土拌合物质量。(2)必须严格控制混凝土原材料质量和水泥用量。(3)要及时将浇筑时产生的飞灰和杂物清除干净。(4)混凝土搅拌过程中应充分搅拌,保证混凝土有足够的流动性。在现浇箱梁浇筑过程中,需要合理选择振动器,保证浇筑过程中混凝土不会产生离析现象,保证混凝土质量良好。混凝土浇筑过程中要控制振动器在一定时间内处于工作状态,保证浇筑质量。浇筑完成后应及时检查混凝土内部结构是否存在裂缝以及松散现象。只有做好这两方面的工作,才能确保钢筋混凝土浇筑质量得到保证。

3 施工效果分析

严格按照上述内容,完成对山西省某地公路桥梁建设项目的施工后,为对其质量控制效果分析,对施工后箱梁结构的张拉力进行测定与分析。由于在施工中,由于箱梁板质量存在问题常常会导致预应力的损失,其损失量可由以下公式得到

(1)

式中:σ为张拉过程中预应力产生的损失量,MPa;σk为箱梁结构接触面上的摩擦力影响系数;k为常数;x为箱梁长度,m;μ为摩擦力,N;θ为夹角,(°)。

根据该工程项目的质量要求,现浇箱梁在进行施工张拉时,其差值不得超过6%,根据这一依据,计算各个现浇箱梁张拉时的实际数值与标准数值之间的差值结果。将现浇箱梁施工张拉情况进行记录,如表2所示。

表2 现浇箱梁施工张拉情况记录表

从表2中数据可以看出,应用上述施工技术及质量控制方法后,现浇箱梁张拉差值均在允许范围内,符合项目施工质量要求。进一步证明,采用上述提出的施工技术及质量控制方法可以有效促进现浇箱梁施工质量的提高。

4 结束语

在现阶段的公路桥梁建设中,现浇箱梁已经逐渐开始应用于多个领域,其中在高速公路工程中应用最为广泛的就是现浇箱梁。与其他类型公路桥梁相比,现浇箱梁制作技术与质量控制较难,因此如何正确选择和使用技术已成为当前公路桥梁工程建设过程的重中之重。合理应用技术可以使桥梁工程得以顺利进行,还可以避免因盲目施工带来的安全隐患,所以科学合理地选择技术具有重要意义。