西北黄土区公路现浇箱梁施工关键技术研究

2022-03-31赵博

建筑与装饰 2022年6期

赵博

中铁建大桥工程局集团西北工程有限公司宁夏银川 750000

1 工程概况

银昆高速公路起于宁夏银川市，止于云南昆明市小街镇，全长约2300km，南北纵贯我国核心腹地，北接呼包银榆、宁夏沿黄、陕甘宁经济区，向南联结关天、成渝经济区、滇中经济区和多个城市群，对推动地区社会经济发展，提高居民出行便捷性有着积极地意义。目前，银昆国家高速公路重庆市境、四川省境和云南省境已通车，陕西省境部分通车，甘肃省境处于施工阶段，宁夏段全长约360km，其中银川至太阳山段已建成通车，总体实施进度呈现出南快北慢的特点。

甘城互通A匝道桥处于中温带半干旱区，年降水量少，且受地形影响强烈，雨季集中，降水分布不均匀，蒸发强烈，全年平均气温低，昼夜温差大，冬期时长约4个月。该地区年平均降水量较少，地表植被覆盖率较低，植被多以草本植物或高度较低灌木组成，年平均风力等级超过5.3级，同时该地区存在严重的水土流失问题，是恶劣天气的高发地。岩土类型主要为全新统冲洪积粉状黄土，结构疏松，河谷地带分布卵石土。上部粉状黄土具有湿陷性，不宜直接作为路基持力层。甘城互通A匝道桥布置和现浇箱梁构造如图1、2所示[1]。

图1-1

图1-2 K0+180甘城互通A匝道桥布置图

图2 K0+180甘城互通A匝道桥现浇箱梁构造图

2 关键技术

为了使现场满足施工条件，施工前需要修筑施工便道，接入所需的水电，清理和平整场地，根据施工方案准备工程材料，安排好施工管理人员和作业人员等。等待所有准备工作结束之后，工程进入到现浇箱梁施工阶段。现浇箱梁施工工艺流程主要包括，地基处理、搭设盘扣支架、架设模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土、施加预应力、拆除模板和支架等。其中搭设盘扣支架和浇筑混凝土是箱梁施工的关键。

2.1 搭设盘扣支架

由于桥址范围内上部土层地基承载力不能满足盘扣支架搭设条件，因此需要对地基进行处理。首先，根据箱梁支架体系方案中搭设支架平面长度、宽度确定基础处理尺寸范围，并用白灰洒出边线。然后对现浇箱梁基地换填水泥土，用振动压路机碾压，压实度不小于93%，地基处理完成后要进行地基承载力检测，根据简算结果，要求地基承载力不小于160kPa。接下来在压实土上浇筑15cm厚C20砼垫层，长度及宽度为支架搭设面积每侧各加宽1米。为避免水对基础的不利影响，在支架搭设范围地基基础四周0.8～1.6m 范围内设顺桥向排水沟，排水沟根据现场情况设置排水坡纵，确保地基不受水的影响。

满堂支架采用直径为48mm钢管盘扣支架，桥梁横向四道腹板处采用0.6m间距布设，其他位置采用0.9m间距布设。桥梁纵向底、腹板加厚段采用90cm间距布设，其他位置采用90cm间距布设。在对支架顶部安装期间，会沿着横纵向布设方木，作用是给予模块足够支撑力，减少模板浇筑形变问题。在对箱梁底模和侧模进行制作时，会在其底部铺设竹胶板（厚度控制在15mm左右，用于固定模板，减少模板位移），而箱梁内模也会使用到竹胶板进行固定，厚度控制在12mm，以满足相应的使用要求。先安装脚手架底托，再安装盘扣支架主杆及水平杆，构件结点以盘扣锁定，用锤子锤击盘扣至锁死为止。等待上述工作全部结束之后，按要求安装支架可调顶托，为了营造更加便捷和安全的高空作业环境，在顶托安装前会提前在地面上对其伸出量进行调出，随后在吊装到支架上部进行安装，起到加快工程作业速度的作用。

在对支架进行搭设处理时，需确保结构纵向和横向间隔、角度保持一致，并且遵循“由下至上”的顺序进行架设，横向和纵向支架保持垂直，每一层都需改变方向交错布置，布设偏差控制在50mm以下，确保支架搭设结束后的稳定性。完成主体支架搭设后，也需要在支架两侧增设交叉支撑，在整个支架的布设中，会利用钢管扣件进行加固处理，同时按要求增设水平杆、斜杆，并在合适位置增设剪力撑，进一步提升支架结构的稳定性。在对水平杆进行布设时，会以两层作为一个加固单位，布设纵、横方向的水平加固杆，位置选择在临近立杆节点的位置。而布设斜杆和剪刀撑则会以4～6m为间距进行布设，角度也会控制在45～60°，借此来提高支架稳固性。

在支架搭设中也需要做好非弹性变形的处理，在具体实践中，首先应计算得到支架在荷载作用下的弹性变形数据，确定合理的施工预拱度，使箱梁在卸落支架后获得符合设计的标高和外形。完成顶层方木的铺设之后，会在上方利用土袋进行预压处理，预压的总重量为预计荷载的1.1倍，在预压处理时会按照分级预压的方式进行处理，即第一级预压总重量为50%，静置12小时后将预压总重量调整到80%，12小时后，将预压总重量调整到110%。在整体加载过程中，其加载顺序也会保持对称加载的方式进行处理，以免荷载分布不均匀引起局部不规则沉降的问题。

在预压处理过程中，也需要做好分层、均匀堆码工作，不允许进行集中堆码处理，从而避免预压时出现不均匀沉降问题，提高所得预压参数的合理性。预压过程中应按要求开展监测工作，土袋按预压重量要求吊至支架上后，应用防雨布进行覆盖，防止雨水浸入土袋，增加过大负荷，造成支架坍塌。期间也需要安排施工人员对于地基硬化情况进行检查，对于发现的裂缝问题，也需及时对其进行处理，常用处理方法包括灌浆处理技术、表面处理技术、开槽灌浆技术等，以此来提升基础完整性，确保上部支架可以维持稳定的工作状态，提高其应用效果[2]。

2.2 浇筑混凝土

进入到浇筑混凝土环节之后，首要任务便是检查钢筋保护层垫块所处位置，安装数量、紧固情况等参数是否合理，对于发现的问题进行及时处理，确保钢筋保护层厚度尺寸质量的合规性，以防止混凝土浇筑时出现钢筋形变、露出等问题。同时也需要对混凝土振捣设备、泵送设备工作参数进行检查和调试，确定其参数合规之后，投入到使用当中。在浇筑混凝土之前振捣人员应分段明确、责任到人。在对箱梁进行浇筑时，会使用到两台浇筑泵车，采用对称布料和连续浇筑的方式进行处理，对于箱梁的底板，在浇筑时需确保其可以一次成型，在腹板浇筑时则需利用分层浇筑的方法，浇筑时间间隔控制在45min以内，而顶板的浇筑也选择一次成型，以提高箱梁成型结果的可靠性。

从具体施工情况来看，进行底板混凝土浇筑时，因为底板总面积较大，为确保混凝土液面的平整性，一般会先从梁体中间向着梁体两端进行浇筑，为底板收浆抹面工作的开展奠定基础。同时在浇筑时也需要做好腹板混凝土流入底板的预防工作，并且在出现混凝土流入问题时，需要及时清理多余混凝土，防止底板厚度过大，增加梁体结构重量。另外，在箱梁浇筑过程中，其需要浇筑的总时间较长，基本都在3小时以上，这也需要做好浇筑过程中砼表面的观察工作，在满足应养生条件后，及时开展养生工作，确保结构最终的成型质量。

底板混凝土浇筑完成，向两侧腹板浇筑混凝土时应对称均匀，其分层厚度30cm。如果单次浇筑的厚度过大，那么积聚在混凝土中的气泡无法及时排出而聚集在箱梁侧面，使箱梁侧面极易出现麻面、蜂窝等问题。而且浇筑厚度过高，也容易影响到两侧腹板的荷载平衡性，造成箱梁内模偏移的问题。除此之外，单次浇筑厚度过高也会增加振捣时间，使上下层混凝土出现色差，而且也延长了下一层混凝土的浇筑间隔，很容易造成冷缝问题，影响到腹板的整体性。因此必须严格控制浇筑厚度、提高浇筑速度。在具体实践中，为了加快混凝土的浇筑速度和振捣速度，需要在浇筑前对于混凝土的最大坍落度进行控制，尤其是在气温较高的夏季，需要将混凝土塌落度调增到上限值，提高混凝土的流动性，使其可以在较短时间内填满模板空间。同时也需要适当增加振捣器数量，以短振的方式加快混凝土振捣速度，从而缩减浇筑与养护之间的时间间隔，确保混凝土浇筑结果的可靠性。

等待腹板混凝土的浇筑工作完成后，进入到顶板混凝土浇筑环节，在整个浇筑过程中，非常重要的工作任务便是对浇筑时的顶板标高进行控制，以此来提高腹板混凝土浇筑过程的可靠性，满足相应的作业要求。

为保证梁体两端加厚段、锚下及支座和防落梁处混凝土的密实度，端部钢筋较密浇筑方法及振捣尤其需要注意。第一层浇筑下料不宜从端部下料，下料位置应离端部5～6m为宜，第一盘混凝土的和易性往往偏大或偏小。端部钢筋较密振捣棒不易插到底，应设两个专人具体负责。尤其是浇筑底板，靠近端部时，底板和两端钢筋加密区必须从端部开始浇筑混凝土，浇满振实后，然后再浇筑中间段[3]。