桥梁钢纤维混凝土施工技术与质量管理

2011-08-15徐春哲

中国房地产业 2011年3期

关键词：搅拌机桥台钢纤维

徐春哲

（黑龙江省龙建路桥第六工程有限公司）

桥梁钢纤维混凝土施工技术与质量管理

徐春哲

（黑龙江省龙建路桥第六工程有限公司）

首先讨论了高速铁路路桥过渡段设置的建议，接着分析了加强路桥过渡段的施工组织设计，最后研究了钢纤维混凝土施工技术与施工质量管理。因此具有深刻的理论意义和广泛的实际应用。

路桥施工；高速铁路；高速铁路路桥；路桥过渡段；钢纤维混凝土施工；质量控制

一、施工控制的目的与意义

桥梁施工监控是随着桥梁向大跨度方向发展而逐步发展起来的。以前，对于各种中小跨径的桥梁，均采用有支架的施工方法，整个施工过程中主梁结构基本处于无应力状态。随着我国交通事业和经济建设的快速发展，急需修建跨越能力更强的人跨度桥梁结构，以跨越大江、大河、甚至海湾。对于这些大跨度桥梁，若仍采用有支架的施工方法，施工将变得非常困难，有时甚至是不可能的。因此，出现了缆索吊机施工法、悬臂拼装施工法和挂蓝悬臂浇筑施工法及其他多种自架设体系施工法。自架设体系施工方法的采用，在施工过程中必然给桥梁结构带来较为复杂的内力和位移变化，给桥梁的建设带来了新的任务—桥梁施工过程中的施工控制。

二、高速铁路路桥过渡段设置的建议

1、台后地基的处理。控制台后路基的沉降变形中，控制地基的沉降是其中的重要组成部分，在软土及松软土路基地段，地基处理应采用水泥搅拌桩、粉喷桩等半刚性复合地基。秦沈客运专线软土路基试验研究表明，半刚性桩在处理深度较深、基本打透软弱层且桩身强度达到设计要求的情况下，复合地基的总沉降量、沉降速率、工后沉降都很小。挤密砂桩、挤密碎石桩在软土中的挤密约束作用小，桩体质量不易达到要求，其加固效果得不到充分发挥。袋装砂井或塑料排水板处理软土地基，处理时间较长，需进行堆载预压，处理中地基的沉降值也较大，但处理费用相对较低。

2、台后基坑的回填。基坑应采用素混凝土或片石混凝土回填，面积较大时采用碎石分层夯填，达到规定的压实要求。

3、过渡段的几何形式。过渡段沿线路纵向的布置形式，国外大多采用上窄上宽的正梯形结构形式。我国秦沈客运专线均采用了上窄上宽的梯形结构形式，从刚度过渡来看均可满足要求，但采用正梯形对桥台稳定和路基施工更为有利。

4、过渡段填料的选择。过渡段应使用强度高、变形小的优质填料。日本、法国、德国通常采用级配碎石或级配砂砾石中加入6A左右的水泥进行过渡段填筑。我国秦沈线在过渡段大多采用级配碎石填筑，桥台背后大型机械压实困难的情况下，在级配碎石中加入水泥、使用小型机械进行夯实，实践证明效果良好。

5、桥台与路基间设置钢筋混凝土搭板。国外高速铁路、我国秦沈客运专线及高速公路的大量事实证明，台后过渡段设置钢筋混凝土搭板可显著改善路基与桥台在抗垂直变形能力方面的巨大差异，有效实现路基与桥台的刚度渐变。对软土、松软土地基地段更应加强钢筋混凝土搭板的设置与研究。

三、钢纤维混凝土施工技术

1、搅拌投料顺序和搅拌时间。为防止钢纤维结团，需采取分级投料，先干后湿工艺。即按技术交底工作，材料的质量控制和机构设备的质量保证。过渡段的施工组织设计应该有利于减少路桥间的沉降差，在桥台结构完成后尽快安排过渡段陆地与一般填土路堤的施工，使用同样压实能量的压实机械把过渡段路堤与一般路堤的碾压面按大致机同的高度进行填筑碾压，分层填筑时，每层松铺厚度必须控制在15㎝以内，并在台背墙上划上记号，以保证厚度的均匀性，方便施工人员检查。在路堤砂→钢纤维→碎石→水泥。混和料先在搅拌机内干拌 1min，然后加水和外加剂湿拌2min。

2、设置钢纤维分散装置。由于钢纤维一次性直接投入搅拌机易出现结团现象，为使钢纤维充分分散，宜将钢纤维通过分散机再进入搅拌机。分散机功率宜为0175kw～110 kw，分散为宜为20kg/min～60kg/min。钢纤维应事先与细骨料定量拌合均匀或选择直径较粗、材质较好的纤维，并在料斗入口处设置振动筛。

3、采用强制式搅拌机。钢纤维混凝土搅拌机，一般最好使用强制式搅拌机和双锥反转出料搅拌机。当纤维掺量较高和坍落度较小时，为不使搅拌机超负荷工作，搅拌机的利用率相应有所降低。

4、浇注和振捣。钢纤维混凝土在浇注时，不得有明显的浇柱接头。每次倒料必须相压15㎝-20㎝，使钢纤维混凝土保持整体连续性。同时，钢纤维混凝土的浇注必须连续进行。因使用插入式振动棒插入钢纤维混凝土进行振捣，会使钢纤维朝振动着的振动棒聚集，产生集束效应，为确保钢纤维的二维分布，宜使用平板振动器振捣成型。当采用振捣棒时，为保证边角混凝土密实，应使钢纤维纵向条状集束排列有利于抵抗板体收缩应力、温度应力及荷载的传递。振捣好的混凝土表面应抹平，将外露的钢纤维压入混凝土中，以防止露出表面的纤维锈蚀或剌入。

5、成型。钢纤维混凝土具有粗骨料细、砂率大、纤维乱向分布的特点，因此钢纤维混凝土路面宜采用真空吸水工艺，机械抹平以防止钢纤维外露。采用压纹机压纹工艺以避免拉毛产生纤维外露现象。拆模后对纤维外露或漏振时，应及时处理。

6、接缝施工。钢纤维混凝土的收缩性小、抗裂性能好。有条件封闭交通的施工路段，采用混凝土摊铺机可做成整幅式，不设纵缝。钢纤维浇筑养生达设计强度50%后切锯缩缝。

7、运输。钢纤维混凝土在运输过程中，坍落度和含气量都人有损失。拌和物稠度下降。由于在运输时受到振动使钢纤维下沉，影响了钢纤维混凝土的均匀性。因此钢纤维混凝土的运输距离就尽量缩短，料斗出口尺寸要大一些。有大条件时也可以采用泵送。

四、施工质量管理

桥梁施工控制的对象就是桥梁施工本身，施工管理好坏直接影响桥梁施工质量、进度等。特别是施工进度一旦不按计划进行，必然给施工控制带来一定难度。以悬壁施工的混凝土连续梁、连续刚构桥为例，如果梁相对悬臂施工进度存在差别，就必然使悬臂在合拢前等待不同的时间，从而产生不同的徐变变形，由于徐变变形较难准确估计，所以容易造成最终合拢困难。

桥梁施工质量控制是对施工全过程各工序进行检查、监督和管理，消除影响工程质量的各种不利因素，使所建造的工程符合设计图纸、技术规范和验收标准的要求。桥梁施工控制就是对桥梁施工过程中结构的受力、变形及稳定进行监控，使施工中的结构状态处于最优状态，保证施工过程安全和成桥状态（包括内力和线形状态）符合设计、规范要求。

五、发展趋势

通过对国内外大跨径桥梁施工控制技术的研究现状进行对比分析可知，建立智能化的结构状态监测分系统和结构系统辩识分系统，实现连续刚构桥施工控制发展和必然趋势和方向。

智能控制之所以是桥梁施工控制的发展必然趋势，是因为大型桥梁工程，结构复杂，规模巨大，已难以用一般的手段来监测与控制；桥梁跨度的不民增大，也对施工监控技术提出了更高的、更新的要求。大型桥梁的施工监控必须引入先进的量测仪器，通过埋设新型传感器和应用先进的信号处理技术，依靠现代通信手段，直接量测结果输入计算机处理，实现对桥梁的动态、实时、远程监控；其次要将现代控制理论、计算机仿真技术、专家系统等的最新研究成果引入施工控制，并且开发出配套的可视化软件，从而实现施工监控系统的科学化、自动化和智能化，提高桥梁施工控制的科学性、可靠性和可操作性。