铁路桥梁施工混凝土工艺的质量控制

2018-06-27郭劲光

城市建设理论研究（电子版） 2018年34期

郭劲光

中铁三局运输工程分公司山西晋中 030600

正文：

前言

在现代交通体系中，铁路桥梁成为不可缺少的组成部分，它们克服了传统交通工具输送距离短、承载量小、运行速度慢、易出现自然与人为事故的短板，受到了广大群众的青睐，而铁路桥梁的施工质量如何，也会直接关乎着群众的人身财产安全，因此必须在施工全程中做好质量控制。鉴于在整个工程的施工领域，混凝土材料是最基础的材料类型，会直接影响整个工程的质量，因此必须对混凝土工艺做好更深入的质量控制处理。

1 铁路桥梁施工工艺的现状分析

铁路桥梁作为目前社会交通体系中极为关键而的组成要素，为提高客货输送效率做出了巨大贡献，而目前国内在桥梁施工领域，大多采取无缝钢轨完成铺设，因此保证桥梁在纵向位移方面的基本需求是极为重要的一步，以此控制安全事故的发生。而当前国内工程发展的规模不断扩大，跨度比较大的桥梁铁路结构也早已诞生，这对于混凝土施工来说也不失是一种巨大的挑战。而且，在路桥工程后期完工投入使用后，长期的运输要求桥梁具有较为出色的耐久性能，因此对桥梁铁路做好持续的维修养护也是非常必要的。而最为关键的，是需要在施工阶段实施全面的质量控制，保证其达到施工标准水平。而在施工的全程中，毫无疑问混凝土施工会在整个体系中占大多数比例，因此在在施工前，首先要对控混凝土的质量做严格的把关，排除可能隐藏在施工阶段的质量隐患，科学掌控安全因子；此外，在混凝土的铺设环节，选择正确的技术工艺会对质量起到关键性甚至决定性的影响，所以对混凝土质量及相关工艺做全面的跟踪了解及质量控制，是必不可少的工作要素。鉴于混凝土在各种建筑工程中都同样有着极为频繁的运用，包括在建的铁路、公路、房屋土建工程等等，所以它本身具备较突出的强度高、耐久性佳、可塑性高的优势特征，可以与钢筋材料相搭配形成稳固、实惠、抗震、耐久的钢筋混凝土结构，在后期结合各种不同工程结构的基础状况和特征，进行灵活高效的应用。混凝土的质量其实和其本身的原材料组合、施工工艺程序等等要素都是息息相关的，因此在施工时，为杜绝可能出现的质量隐患，就需要对各环节做准确的检测跟踪和质量把关。

2 铁路桥梁施工的特征

2.1 铁路桥梁跨度相对较大

从目前国内在铁路桥梁施工领域的经验来看，不同施工地区的地理人文状况是影响施工的前提条件，路况的优劣会直接决定施工的内容，从而使得部分铁路桥梁达到100米之远的跨度距离，而目前早已完工的铁路桥梁建筑工程中，桥梁长度大于100 米的工程早已超过200 座，这可谓是一个相当庞大的数字了，基于这样的情况考虑，采用混凝土工艺进行施工时，必须采取恰当的质量控制技术来确保大跨度桥梁的质量。

2.2 铁路桥梁纵向刚度相对较大

当前国内在铁路桥梁施工领域，往往会采取跨区间式的无缝钢轨铺设形式，在这样的背景下，做好铁路桥梁中的纵向位移问题的控制，就是一项非常重要的工作，这也是为了确保铁路桥梁中纵向刚度所必需的强度性和刚度性的必要措施。而唯有采取针对性的混凝土工艺施工技术，才可以起到防止铁路桥梁在施工阶段发生过度纵向位移问题的作用。

2.3 铁路桥梁耐久性相对较高

铁路桥梁在施工结束、投入使用后，必须安排专业的工作人员持续跟进后期的路桥维修与养护工作，以此区别铁路桥梁的耐久性能。在施工时，混凝土工艺材料会起到前提性的作用，唯有整体把握材料的质量，才能打下扎实的基础。而且因为混凝土材料本身的可塑性好、长于耐久、强度性能强，是一种比较有优势的施工材料，加之混凝土原料来源广、获取相对便捷，且价格合适，制作简易，因此在铁路桥梁的施工中，相关单位对混凝土材料的利用有多种选择的机会。在新的经济形势下，混凝土工艺的施工也面临着新的要求，因此施工方必须加强技术的研发和质量控制的力度。

3 铁路桥梁施工混凝土工艺的质量控制具体方法

本文结合银西铁路甘宁段紫墩子G211 国道立交特大桥的施工案例，进行说明。该项目位于宁夏省吴忠市惠安堡镇，桥址区属丘陵缓坡区，地形起伏，地面高程1275-1313m.地表多为风积沙覆盖，植被较稀疏，部分地段基岩裸露。本桥（48+2*80+48）m连续梁跨银西高速公路。公路的两幅分别在两个80跨径的连续梁下。

3.1 混凝土原材料质量控制

混凝土原材料的性能、质量如何，会在后期整个混凝土施工工艺的利用中，产生决定性的影响，而对混凝土原材料进行质量控制也是对施工标准的控制手段。因此在施工前，需要就进入施工现场的各种原材料做前期的审查和检验。原材料中的重要组成部分包含了水泥、砂石和其他部分辅助材料。在检验时，需要做好几个方面的工作。

首先，施工方要对提供原材料的厂家加以调查了解，唯有达到质量标准的材料才能参与施工作业。其次，需要了解各种材料的特性，并且对材料做合理的选择。比如在原材料中的砂石会具有比较明显的变异性，含泥量高于3% 的砂与高于2% 的碎石，就可能在集料表层形成包裹层，进而导致集料无法和水泥紧密粘合，使得需水量被成倍增长。而且，当各种碎石超粒径颗粒的占比出现改变的时候，混凝土的级配也必须随之改变。石超粒径颗粒含量的变化会引起新拌混凝土和易性出现波动。若骨料的含水比例有所不同，则混凝土水灰配比将出现与之前不同的现象，混凝土的质量将因此受到完全不同的影响。因此，在混凝土原材料择取过程中，就要选取含泥量最为适宜的砂和碎石材料，以此强化水泥和集料的粘和度。当然，对混凝土原材料的级配和骨料含水量加以控制的过程中，需要关注混凝土的和易性变化，并且尽可能地杜绝开裂、强度太低的问题发生。如在紫墩子G211 国道立交特大桥的混凝土质量检验中，连续梁梁体结构外形尺寸需满足下表规范要求：

3.2 混凝土配合比控制

混凝土的配比也是影响整体质量的重要因素，通常情况下，必须在前期采取恰当的配比试验，对配比做精确的把握，以此提升配比的科学度，最终起到增强铁路桥梁混凝土强度与刚度的重要作用，从而使得桥梁建设的工艺更上一个层次水平。当原材料检验合格后，被运往施工现场，此时可以选取恰当的材料样本，将其运到实验室做进一步的检验和试配处理，并大致把握混凝土的配合比水平，保证最终成型的混凝土可以达到铁路桥梁工程施工的材料标准。此外，相关工作人员还需要根据当前施工现场的实际质量，做必要的现场调配，科学地调节部分配合比，通过必要的调节处理，可以使得混凝土材料在真实的施工现场内处于最佳配合比的状态，使其具备足够的和易性、耐久性和强度水平，最契合施工环境与工程需要的材料在运用时无疑可以更进一步地改善施工效率，使得施工的质量得到更充分地保证。为不断增强配合比的科学性，还要随时根据有关的技术性能指标，对水泥、骨料、添加剂等材料做合理的选择，把握水泥强度性能，保证砂细度模数达到2.5～3.2的数值范围，碎石粒径的最高值必须控制在25mm，含泥量最高控制在0.5%，以此保证混凝土的整体强度和抗裂性能达标。而在工程施工中，往往会运用到预应力空心板的结构，为避免空心板在后期出现裂缝，就可以考虑在混凝土中添加一定量的高效减水剂，增强其和易性和稳定性。如在该工程48+2×80+48m 连续梁的挂篮施工中，要求混凝土偏载——箱梁两侧腹板浇筑偏差重量10t 计算,施加方法同混凝土自重部分，只是一侧加载总量减少10t。

3.3 混凝土拌制控制

混凝土拌制所需的材料大部分是从水上混凝土厂、小型搅拌站和大型搅拌站等等地方所收集而来的，而水上混凝土厂大部分是对应着深水桥墩的建设施工，小型搅拌站则发挥着帮助混凝土快速高效搅拌的功能，大型搅拌站一般会直接生产出成型的商品混凝土供施工方采购，这三类不同的拌制渠道都表现出了各自的特征。而从具体的方式来说，混凝土的拌制主要依靠机械和人工两种。其中人工拌制的方法更多适应于规模较小的工程项目施工中，而对于较为大规模的铁路桥梁施工来说，往往是采取机械手法拌制混凝土。而无论是通过怎样的拌制方式，都需要保证以石子表面包满砂浆，以拌制后的混凝土和易性如何来衡量其是否合格。在整个拌制阶段，若需采取加入外加剂的方法，则需要将其调和成溶液混入材料中，投入拌制工序。

3.4 混凝土浇筑控制

混凝土的浇筑工作是其投入施工使用的关键一步，为了保证浇筑的质量，需要在浇筑前就严格审查钢筋和模板的型号规格，而且，预埋构件的具体位置和模板的稳固度、密实度都是需要检验的重要内容。除此之外，工作人员需要将模板的表面清扫干净，保证混凝土得到顺利浇筑。铁路桥梁混凝土的浇筑办法常见的有一次性浇筑和分层次浇筑两种。而分层浇筑的方法又有水平和斜面分层的不同。采用何种浇筑方法，必须根据实际情况确定，而浇筑的效果又会最终影响混凝土材料的物理性能。在浇筑时，必须关注几个重要的指标，也就是混凝土拌制的效果、振捣力、温度和浇筑速度等，并且在实际操作中及时观察进度状况，如果出现意外的突发状况，必须迅速加以解决。而分层浇筑的方法更多的被运用在桥梁构建厚度较大的工程中。混凝土的振捣方式也会对其分层的浇筑厚度、稠度等构成影响。在施工作业环节，往往会采取插入式振捣器的步骤，这一步的作用在于可以使振捣器使用部分长度的1. 25 倍成为混凝土分层浇筑的最佳厚度。而采用平板振捣器进行混凝土振捣作业，就应该保证浇筑厚度为20cm 以下; 采用侧向着式振捣器时，则应合理控制浇筑厚度，浇筑厚度一般控制为30cm ～ 40cm 范围内。水平分层浇筑法多用于铁路中小跨径的T 型桥梁，如果梁体高而长，为保证浇筑进度则应采用斜面分层浇筑法。对于铁路桥梁空心板梁混凝土浇筑，首先应该对底板进行浇筑，然后立芯模及进行顶面钢筋扎焊，然后再将肋板和面板之间的缝隙进行浇筑。混凝土初步凝固后，可以将芯模抽卸掉。同时，处理存在时间间隔的混凝土结合缝隙时，必须将混凝土表面完全清理干净，并且用适量水清洗干净。浇筑必须采取正确的工序，如紫墩子G211国道立交特大桥的浇筑顺序如下：

4 铁路桥梁的整体质量控制措施

4.1 加强质量监督，降低安全风险

因为在铁路桥梁的施工体系内，存在众多作业环节和材料要素，而它们彼此之前存在着极为紧密的关联，因此为了确保混凝土施工工艺的质量，就要从整体入手，做好全面的统筹与控制，实现质量的整体提升。而在质量管理体系中，有力的质量监督构成了铁路桥梁安全高效施工的基本前提。在施工阶段，一切作业流程和工作环节，都需要得到施工单位专业管理部门的全程跟踪与严格把关。而在现场的质检工作人员也需要对混凝土材料、机械设施、技术流程等做充分的了解检验。在上一阶段的工作结束后，需要经过标准的质检流程，并且通过审核才能进入下一步的工作，而检查的结果必须记录在案，以便于对之后的工序管理人员做好技术交底。管理人员需要随时跟进、完善施工项目的具体内容，保证所登记的数据是客观精确的，运用合理高效的管理方式，全面控制铁路桥梁及其混凝土施工的质量，体现工程价值。

4.2 完善质控措施，健全组织机构

在铁路桥梁施工操作过程中，必须制定和落实严格的质量措施。为了使质量控制工作走向更加系统化、专业化的阶段，就需要在前期设置完善的组织结构，组建专业工作小组、合理安排工作岗位，配置技术人才；并且要对技术工人、施工人员以及管理人员均实施规范而严格的管理，要求其严格按照职责开展工作。在施工过程中，必须严格按照设计图纸进行，不能随意变通甚至改变。