探析公路桥梁中钢筋混凝土涵洞的施工技术

2020-06-18丁凤

黑龙江交通科技 2020年6期

关键词：钢模管节涵洞

丁凤

(长沙市长东投资发展有限公司，湖南长沙 410000)

1 工程实例与钢筋混凝土涵洞施工设计分析

1.1 工程概况

该高速公路是我国某省高速公路的一段，项目建设总里程为58.1 km，全线采用双向四车道建设标准设计，沥青混凝土路面，路基宽度设为25.5 m，设计速度为100 km/h。

1.2 钢筋混凝土涵洞设计

结合该工程的地质条件特征，选取具备一定刚度与抗剪性能好的钢筋混凝土材料进行涵洞施工设计，由设计人员在施工前组织完成配筋、地基承载力的设计与计算。在配筋设计上，通常钢筋混凝土涵洞的钢筋主要受到轴心向的受压力与结构中的受弯力两个方向上的力，基于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)要求，应将纵向钢筋配筋率设为50%以上，混凝土强度至少为C50，并结合混凝土强度指标进行配筋率的适当提升，提高对压力的承载力；同时，应将受拉构件的钢筋配筋率设为20%以上，保障其符合工程质量要求。在地基承载力计算上，依据该涵洞施工基础底面的总面积与地形条件，应将填土高度设为8 m，计算得出预制侧墙根部纵向的反应力为900 N，因此应选取分离式条形基础应用于承载力大于300 KPa的涵洞。

2 公路桥梁中钢筋混凝土涵洞施工技术的具体应用探讨

2.1 钢筋混凝土管节构造技术

(1)震动器的使用

在钢筋混凝土管节的制作上，选取钢外模与装有震动器的钢内模制成模具，选用2个厚5 mm的半圆筒钢板拼装在一起制成外模，钢板间利用消栓进行连接，并且确保内模下口直径略大于上口，便于在完成管节铸灌后实现模具的顺利取下。在预制场内选取地势平坦开阔位置进行管节的构造，注重在操作过程中针对模板与混凝土的接触面间涂抹润滑剂，保障二者接触面的洁净与光滑。基于施工质量标准与设计要求进行内外模的放置，启动震动器震动10 s，确保模板与底面间实现紧密连接，防止在后续注浆环节出现漏浆问题。随后选用五层灌注方法进行各节涵管的施工，在完成第一层灌注后将其铲平并进行震动处理，待观察到混凝土冒浆后即可停止震动，并照此方法依次完成第二至五层的灌浆作业，确保各层在冒浆的2～3 min后方可进行抹平处理，停止震动。接下来依照由下至上的顺序进行模板吊装作业，选取链滑车将内模板垂直吊起，并通过小幅震动增强内模与混凝土间的连接紧密性，防止产生脱落问题。

(2)运用脱心技术

首先，启动电动机完成调速，将钢模板吊运至离心制管机轮处，确保钢模档围恰好落在机轮上，利用电动机控制皮带转动、带动转轮旋转，使其达到规定转速；其次进行注料作业，启动注料机，利用皮带输送材料，在此过程中应确保皮带运输机与钢模中心保持对应关系，为注料机的来回动作创设适宜条件，使皮带运输机能够直接深入钢模内、沿一侧向另一侧匀速注料，并利用边圈及时调整混凝土料的注入量，待完成材料运输后钢模仍保持持续运转，由此形成高质量壁管；最后逐步调低电气旋转速度，在此需注意将塑性混凝土施工材料的水灰比控制在0.4～0.6以内，避免因旋转过快引发浆液流出现象，以便实现顺利脱模。

(3)采用悬辊法

首先，开启液压阀门，并将门架钡紧油缸拉紧；其次，开启门架旋油油缸，缓慢开启门架至90°后，通过人工操作开启小型制管机开关，并将钢模放入悬辊机的悬辊结构处；最后，合理调节门架的运行速度与停止速度，待其运转2～30 s后，将钢模放在悬浮上，去掉吊钩、启动电机，待转速逐渐提高至标准值后，使其保持匀速旋转，此时启动运料机便可以利用管模完成混凝土料的运输。

2.2 钢筋混凝土管节拼接与安装

基于由下至上顺序进行管节拼装，严格依据技术标准将各管节放置在相应垫层或基座表面位置，确保各管节间实现均匀受力。在此过程中应加强对管节铺设情况的管理，确保其坡度符合设计要求，内部保持整齐、薄厚一致，并提高管节内部的清洁度，清理掉其中的多余砂浆及废料。在管节安装环节，首先应控制管座混凝土与管深实现充分接触，针对不含有底座的圆管可将其制成弧形结构，以此实现与管身的充分接触；其次需针对管座两端进行平行连接，将两处接缝的间隔距离控制在1 mm以内，并采用沥青、麻絮等材料进行接缝的填充处理；最后，还应合理调节管节与基础的下沉量，将二者缝隙的间隔距离控制在2～3 mm以内，并采用沥青、麻絮等进行紧密填充。

在钢筋混凝土管节的拼装预制过程中，还需注重把握以下几项技术要点：其一是围绕管节预制到运输至施工现场的过程进行严格管理，如在运输过程中选用铺稻草、垫木等方式做好管节的固定处理，防止对管节造成磕碰损坏；其二是在管节安装前，需基于质量要求做好管节检查；其三是依据工程实际建设情况进行拼接施工方法的选取，例如在采用滚木拼接法时，需将管节滚动至距安装位置1 m处，并将其旋转90°，实现与涵管的有效对接；其四是在安装结束后做好安装质量的检查，确保对接处缝隙合理，以此为后续施工与工程质量打下良好基础。

2.3 涵洞基底施工技术

首先在基底施工前，施工人员应现场测量基坑相关参数并做好记录，综合考察施工现场的地基土质、地下水分布情况等信息，对照设计标准完成测量放样，保障测得数据的合理性与准确性。其次在基底开挖环节，需针对放线环节得出的中线、边线、标高等数据进行审核检验，完成技术交底，并确认好地下水位、地下管线分布情况，为机械挖掘作业创设良好的前提条件；在机械开挖环节，当开挖深度超过4 m时，可采用塑料薄膜覆盖的方法进行边坡坡度控制，防止出现边坡塌陷问题，待采用机械开挖至基坑底部标高的高线位置后，需预留一定厚度的土层，改用人工作业方式进行开挖，并将挖掘出的土方运输至基槽2 m外的位置。最后在地基养护环节，需基于开挖基础的标定位置上方确定具体的沉降线，为后续钢筋预埋、混凝土浇筑、混凝土振捣与养护作业打下良好基础，保障地基强度符合设计要求。

2.4 钢筋绑扎与模板安装技术

在钢筋绑扎环节，施工人员需预先针对钢筋材料的规格、型号、数量、质量资格证书等进行查验，对照测量数据进行钢筋的预埋处理，并合理运用脚手架控制钢筋的垂直度；在完成涵洞台身钢筋绑扎后，可采用闪光焊接技术进行焊接处理，并照此完成钢筋骨架的绑扎，提升涵洞台身钢筋骨架结构的稳定性。在模板安装环节，施工人员应事先做好模板表面的清洁与除锈处理，均匀涂抹上脱模剂，按照顺序依次完成模板安装，采用螺栓实现模板的有效连接，并围绕模板间连接部位选用海绵条进行密封处理，防止后续浇筑环节出现浆液外泄问题，提升涵洞模板安装施工的技术水平。

2.5 混凝土结构施工技术

首先应加强对混凝土材料配比的检查，选用水泥混凝土泵车进行混凝土浇筑，将一次混凝土浇筑高度控制在30 cm以内；随后采用插入式振捣棒进行混凝土的均匀振捣，保障其密实度符合工程要求；在混凝土达到一定强度后进行拆模，以免造成管体的损坏，选用麻袋或塑料薄膜配合洒水方式进行混凝土养护，并在后期定时洒水，防范混凝土出现裂缝。

2.6 涵洞台背回填与质量检验

涵洞台背回填的主要目的是防止路基沉降，对此需首先做好台背的排水措施，选取砂石材料进行松软地基的换填，并严格检查相关材料的配比，防范涵洞台背出现不均匀沉降问题。此外，还需完善涵洞施工质量检验机制的建设，围绕构件预制施工、构件拼装、基底施工、钢筋绑扎、模板安装、混凝土结构施工、台背回填等环节细化具体的质量检验标准，最大限度提升钢筋混凝土涵洞的施工质量。以构件预制与拼装环节的质量控制标准为例，其允许偏差范围如表1所示。