天生港专用航道桥超高性能混凝土施工工艺及监理控制要点

2020-07-28李汉忠铁四院湖北工程监理咨询有限公司湖北武汉430063

建设监理 2020年4期

李汉忠［铁四院（湖北）工程监理咨询有限公司，湖北武汉 430063］

1 工程概况

天生港专用航道桥是沪通长江大桥的一部分。沪通长江大桥是我国沿海铁路大通道中沪通铁路的控制性工程，上层为双向六车道通锡高速公路，下层为双线沪通铁路和双线通苏嘉城际客运专线，大桥北岸为南通市，南岸为张家港市。大桥北侧跨越天生港专用航道（140＋336＋140）m，主跨 336 m，为目前世界上最大跨径的公铁两用刚性梁柔性拱桥。

铁路桥面超高性能混凝土铺装，分为左右幅，其中半幅铺装宽度为 9.1 m，长度为 614 m。超高性能混凝土铺装层厚度为 60 mm，超高性能混凝土层内布置间距 30 cm 的圆柱头焊钉。超高性能混凝土层内布置纵横向 HRB400 钢筋（直径 10 mm）网，间距 10 cm。横向钢筋须布置在上层，纵向钢筋布置在下层，其中纵向钢筋与钢桥面净距为26 mm。

根据现场施工条件及摊铺设备情况，将施工区域分成4 块，左右幅各 2 块，每块分段浇筑施工，单次浇筑混凝土面积约 2 800 m2。施工缝设置在接近跨中横梁之间。第一块为试验段施工，通过试验段施工总结，检验铁路钢桥面超高性能混凝土铺装施工组织体系及资源配置的合理性，确定施工工艺及检验标准，指导后续桥面铺装施工。

2 本桥超高性能混凝土施工的特点

超高性能混凝土是一种新型高性能水泥基复合材料，具有超高强度、超高耐久性等特点，抗压强度可达 150 MPa，为普通混凝土的 2～4 倍；抗弯强度可达 25 MPa，为普通混凝土的 4～8 倍；抗氯离子渗透系数为普通混凝土的1/50。将其作为铁路桥面铺装层，可起到很好的防水、耐磨作用，且其又具有超高的耐久性，大大减少了运营期间的维护工作。本桥超高性能混凝土施工具有以下特点。

2.1 桥梁端头向中间摊铺

天生港专用航道桥（2 号墩～5 号墩）超高性能混凝土施工时，桥梁前后是没有通行条件的，所有的材料只能通过 11 号墩的提升行吊进到铁路层以及 3 号墩和 1 号墩的塔吊进到公路层；而且航道桥的纵向两端连接是 112 m简支钢桁梁，简支钢桁梁上设置的是槽型梁，它的宽度是4.5 m，与我们要铺装的宽度是 9.1 m 是不对应的。因此，摊铺设备只能从航道桥的端头两侧往中间摊铺。

2.2 垂直运输施工

在地面钢筋棚场地设置干拌工厂，提前将超高性能混凝土材料干拌混合均匀装入储存桶，再由汽车吊吊至公路桥面上以备湿拌。超高性能混凝土干混料加水湿拌在公路桥面跨中位置进行，搭设一个简易的超高性能混凝土湿拌站，配有5 台超高性能混凝土专用湿拌机，产量约 18 m3/h。因超高性能混凝土材料没有粗骨料，所以采用的是在公路层和铁路层上下两层之间设置一个钢导管的溜槽，拌合好之后直接溜到铁路层，然后通过泵送实现超高性能混凝土的摊铺施工。

2.3 拌合站小型化、单元化

普通混凝土拌合站占地面积大，超高性能混凝土拌合站占地面积小，只有 3 m²～5 m²，具有小型化特点。公路桥面上设有 5 个小型拌合站，每个拌合站是一个独立单元。

2.4 高温蒸养

高温蒸汽养护通过蒸汽发生器、蒸汽管道和蒸汽养护棚等设施实现。蒸汽发生器布置在挡砟墙外侧。超高性能混凝土终凝后揭除节水保湿膜，搭设蒸汽养护保温棚。保温棚由帆布和保温棉以及带支架的钢筋网片架设组成。保温棚内按要求布置一定数量的温度、湿度传感器，以监测养护期间的温度和湿度。

3 超高性能混凝土施工工艺流程

本桥总体施工工艺及流程为：桥面板喷砂除锈→防腐涂装→焊接栓钉→绑扎钢筋网→浇筑超高性能混凝土→超高性能混凝土层高温蒸养。

4 超高性能混凝土施工质量控制

4.1 原材料的质量控制

超高性能混凝土的主要组成材料有：水泥、核心料、石英砂和钢纤维。

监理对施工单位申请进场的原材料的质量证明文件进行检查，主要检查文件是否齐全、是否在有效期内，原材料的生产厂商是否与报审一致；对材料存放处进行实物检查，主要检查实物的规格是否符合设计要求及规范要求，外观有无损坏、损伤，数量是否与报审一致。

对于有复试要求的材料，监理与施工单位试验人员现场进行见证取样。现场取样的试品、试件报送有资质的试验检测单位进行检测，试验检测合格后方可使用。

4.2 喷砂除锈及防腐涂装的质量控制

喷砂设备采用带吸尘装置的移动式自动无尘打砂机，对于施工区域边缘采用手提式打磨机进行除锈作业。除锈作业完毕按照规范 GB/T 8923.1—2011《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定》中的方法，对喷砂除锈后的钢桥面板表面清洁度达到 Sa2.5 级的要求，粗糙度达到60 μm～100 μm 的要求进行检查控制。

喷砂除锈检查合格后立即进行防腐材料涂装。防腐涂料采用环氧富锌涂层，干膜厚度为 160 μm（图纸要求），喷漆作业采用高压无气喷涂法，局部补涂时采用刷涂法，涂装表面色泽均匀，漆膜无流挂、针孔、气泡、裂纹等缺陷；漆膜厚度采用测厚仪进行检测，检测保证 95% 的部位满足设计要求，局部偏薄的地方进行补涂。漆膜完全硬化后，参照 GB/T 5210—2006《色漆和清漆拉开法附着力试验》进行界面抗拉拔强度试验，现场检测界面拉拔强度在6.7 MPa～12.5 MPa 之间，设计要求＞6.0 MPa。

4.3 剪力钉焊接的质量控制

对照设计图纸中剪力钉的位置在桥面板上采用墨线定位，并用手磨机对栓钉焊接部位进行局部打磨，确保焊接处桥面板表面平整、光滑、洁净。打磨后在定位好的位置采用电弧螺柱焊机在桥面焊接剪力钉。栓钉焊接后检查周边焊缝，焊缝外形应饱满，表面无气孔、夹渣、裂纹等明显缺陷，不得有未焊接或熔透的部分。用锤子横向敲击栓钉，栓钉不出现脱落、歪斜等现象。如不满足要求，则重新焊接。

4.4 钢筋绑扎的质量控制

钢筋绑扎前核对钢筋的品种、直径、尺寸、数量、钢筋网布置图等。钢筋搭接长度不小于 35 d，搭接位置应错开，同一断面位置搭接钢筋的面积不超过 50%。绑扎完成后进行间距及绑扎牢固检验。

4.5 浇筑超高性能混凝土的质量控制

超高性能混凝土拌合前，检查搅拌设备状态，严格按施工配合比进行拌合。采用具有计量系统的强制式搅拌设备拌合，严格控制搅拌时间。

摊铺前，检查设备状态，确保设备行走装置、振动装置正常，保持超高性能混凝土专业摊铺机料斗处于湿润状态；根据摊铺厚度、坍落度大小，确定摊铺速度，保证施工的连续性；摊铺过程中，派专人进行摊铺厚度检查并及时反馈修正。摊铺完成后立即进行人工抹面，边抹边用铝合金直尺检测成型后超高性能混凝土表面的平整度，并采用高压水枪水雾喷射覆盖保湿薄膜进行养护。保湿养护过程中，加强巡查力度，发现有保湿膜覆盖不到位、缺水等现象，及时处理并补水养护。

摊铺过程中，监理全过程进行旁站，按照设计和规范要求及时对厚度、扩展度、坍落度等指标进行检查，并见证、留置超高性能混凝土抗压、抗折试件。

4.6 高温蒸汽养护的质量控制

高温蒸汽养护期间，检查保温棚周围是否用中砂或钢筋条压实密封，以减少蒸汽的泄漏。蒸汽高温养护时的升温阶段，升温速度 ≤12 ℃/h；养护结束后，以不超过 15 ℃/h 的降温速度将温度逐渐降至环境温度。养护温度恒定在 80 ℃～90 ℃ 时，养护时间不应少于 72 h。升温阶段和养护结束降温阶段每隔 1 h 进行一次测温记录，养护温度恒定阶段每隔 4 h进行一次测温记录。养护过程中蒸汽养护棚内的相对湿度不低于 95%。