公路桥梁工程的施工技术要点及质量控制措施研究

2022-08-15曾建华

交通世界 2022年19期

曾建华

（贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州贵阳 550001）

0 引言

高速公路是我国路网的重要组成部分，由于线路长、地形水文环境复杂，所以现场施工的管理工作是需要关注的重点[1]。尤其是桥梁、隧道等分项工程，不仅对测量放样、施工工艺、质量检验等方面提出了更高的要求，而且必须优化配置人、机、料等各种生产资源，才能确保施工质量。以下结合笔者的工作经验，针对公路桥梁工程的施工技术和质量控制工作进行探讨。

1 工程概况

某高速公路工程位于贵州省西部地区，是宜宾至六盘水高速公路的重要组成部分，对完善当地高速公路网、加快区域旅游经济发展、促进矿产资源开发及工业化、城镇化和农业产业化快速发展具有重要作用，也能为当地扶贫开发创造良好条件。本合同段起讫桩号为K91+750—K100+770.004，线路总长9.02km，道路等级为双向四车道；路基宽度：整体式24.5m，分离式12.25m，桥梁和路基同宽；行车道宽度2×3.75m，设计车速80km/h；汽车荷载标准为Ⅰ级，抗震设防烈度K91+750—K95+570 段为 Ⅵ 度， K95+570—K100+770.004段为Ⅶ度。

2 施工方案

本合同段共有桥梁10 座，主要结构为29m、30m、40m 预应力混凝土T 梁，18～32m 跨径不等的现浇连续箱梁；天桥2 座，主要结构为30～40m 跨径不等的现浇连续箱梁。其中，高峰坝特大桥是全线控制性桥梁，实际工期要求紧、任务重。该桥左幅采用11×30+2×40+（106.8+200+106.8）m 的T 梁、连续刚构，全长920.6m，桩基总长1 941m；右幅采用2×30+7×40+（106.8+200+106.8）m 的T 梁、连续刚构，全长760.6m，桩基总长1 740m。桥台为柱式台桩基础、肋板台，墩柱为圆柱墩、薄壁空心墩、桩基础，上部结构均是预制安装T梁和预应力混凝土连续刚构。

上部构造施工方案：现浇箱梁采用支架现浇施工（满堂支架或牛腿+贝雷桁梁+钢管支架或钢管桩+贝雷桁梁+钢管支架），T 梁采用预制场集中预制、架桥机安装施工。T 梁预制在基础及下部构造施工的同时进行，在下部构造完成后及时安排进行梁体吊装及桥面系施工。

下部构造施工方案：因桥梁跨越公路及铁路，地形起伏较大，部分墩柱较高，故高墩须配置臂长60m的塔吊辅助翻模施工。高峰坝特大桥最高墩高达148m，模板5#、6#主墩采用专门定制6.15m/节的大型钢模板（液压爬模），过渡墩采用专门定制2.25 m/节的大型钢模板，支架采用带操作平台的液压爬架。由于该桥是分离式桥，两幅中间间距大，在5#墩设置2 台双笼电梯，6 号墩设置2 台单笼电梯，刚构施工配置4 套挂篮。桩基施工中，地质较差、桩基较长的桩位，采用冲击钻施工，其余孔桩采用人工挖孔施工。桥墩盖梁拟采用“钢棒+工字钢+槽钢”的工艺进行施工。

3 施工技术要点

桥梁工程施工工序复杂，主要包括基础施工、墩台身施工、上部结构施工、前面系施工四个部分，技术要点总结如下。

3.1 基础施工

以挖孔灌注桩基础为例，施工顺序是准备工作→人工挖孔及护壁→清孔、签证→钢筋笼制作及安装→浇筑混凝土→养护及检测签证→墩、台施工。其中，挖孔和浇筑混凝土是两个关键环节。

3.1.1 挖孔

采用人工开挖法，以1.2～1.5m 为一个掘进尺度，开挖后及时浇筑混凝土护壁，厚度为15cm。两节护壁之间，预留20～30cm的空隙，支承时使用合适的短木，既满足空隙尺寸大小，又不干扰混凝土的浇筑。挖孔时，一边开挖、一边检查平面位置和桩孔大小，偏差控制在允许范围内：桩位误差不大于100mm，排架桩位误差不大于50mm，倾斜度不大于1%桩长，孔径、孔深符合设计要求。如果发现有渗水现象，及时采取措施对孔壁进行支撑防护，将孔内的积水有效排出，避免坍孔；遇到潜水层承压水时，使用水泥砂浆压灌卵石环圈。当开挖至设计深度，处理孔底并进行验收。

3.1.2 浇筑混凝土

渗水较小的灌注桩，采用常规混凝土浇筑工艺；渗水量大于6mm/min，采用水下灌注混凝土的方案，一边浇筑、一边提升导管，距离孔底250～400mm。首批混凝土数量要大，满足两个条件：一是导管初次埋置深度不小于1m；二是填充导管底部间隙[2]。灌注期间，测量孔内混凝土面的高程，调整出料口位置，确保无水进入。混凝土连续浇筑完成，顶面标高要满足设计要求或达到截断高度要求，确保截断面以下的混凝土强度均达标。

3.2 墩台身施工

本工程中，墩身高度小于25m 的圆柱式墩（小方墩），采用吊车配合翻模施工；墩身高度大于25m 的薄壁实心墩（矩形墩），采用塔吊配合翻模施工。以圆（方）柱式桥墩墩身为例，墩身均采用钢管支架作为施工操作平台，桥墩采用钢模拼装成整体分次浇筑混凝土，盖梁采用钢管满堂支架或钢棒法方案，吊车吊装混凝土入模施工或高架泵车泵送施工，工艺流程见图1。

图1 墩柱施工工艺流程图

3.2.1 脚手架施工

本工程脚手架采用双排钢管落地式脚手架，立杆横距为1m，纵距为1.5m，大小横杆步距为1.8m；内排架距模板边缘长度为15cm，钢管类型为ϕ48×3.0。安装时，严格按照规范标准施工，保证步距、间距、纵距、立杆垂直度；合理设置横撑和斜撑，提高立杆支撑牢固性；随着墩身增高，还要设置侧面剪刀撑。在脚手架顶面设置脚手板、栏杆、安全网作为施工平台，保证施工人员的安全。

3.2.2 模板施工

施工前，先进行测量放样，定出控制桩，使用墨线弹出墩身的准确位置，提供标高数据。模板安装时，采用人工配合汽车吊安装模板，分节拼装、分节吊装[3]。本工程中，使用节高0.5m、1.0m 及1.5m 的模板作为底模调节块，以控制模板标高准确。还要注意调整板缝，安装后进行检验，见表1，合格后进入下一道工序。模板拆除时，按照先安后拆、后安先拆的原则，注意保护混凝土成品；并对模板进行清理，针对破损部位进行修复。

表1 桥墩模板允许偏差和检验方法

3.3 上部结构施工

箱梁采用支架现浇施工，T 梁均采用预制场集中预制、后张法施工，配合架桥机吊装。以T梁为例，施工顺序为：台座制作→底模上脱模剂→安装肋板及横隔板钢筋→正弯矩波纹管预埋→侧模安装→安装翼板钢筋→预埋负弯矩波纹管→混凝土浇筑养生→施加预应力→压浆→出坑堆放→运输安装。其中，预应力张拉及压浆施工是关键，技术要点如下：①准备工作。测试混凝土强度，要求达到100%设计值；对预应力孔道进行清洗，不能存在水泥浆和杂物等。②预应力钢绞线采用智能张拉法，既要控制张拉力，又要对预应力钢绞线的伸长率进行校核，严格控制实际伸长值。③按照设计图纸的要求进行张拉，程序是：0→10%σK→100%σK（持荷2min锚固）。④压浆时采用真空压浆法，在孔道一端用真空泵抽真空，产生-0.06～-0.1MPa 的真空度；然后从孔道另一端灌入压浆料，施加≤0.7MPa的正压力，确保灌浆饱满密实[4]。

3.4 桥面系施工

桥面系安装严格照图施工，关键内容有：伸缩缝位置、泄水孔位置、预留铺装厚度等。梁体安装后，对顶部凿毛处理，经高压水冲洗，表面不留杂质。桥面钢筋、梁体钢筋，两者尽量相连在一起，提高桥梁结构的整体性，减轻桥面铺装损坏程度，延长使用寿命。现场施工时，技术要点如下：①施工时，在栏杆两侧预留50cm，作为混凝土的基准带，将平整度控制在3mm 以内。②结合设计图纸，不论是振动横梁，还是滚筒均呈现为长条形；调整平整度时，调节预留的螺栓即可。③浇筑混凝土时，为了实现精准控制，使用电子称量配料系统，浇筑和振动连续进行，除了伸缩缝、分联缝以外不能中断。④对混凝土振捣时，在不同部位分别使用插入式平板振动器及振动横梁，确保振捣密实。⑤先提浆再抹光，本项目由人工作业进行抹平，平整度要求在3mm 以内。⑥制作防撞栏时，关键部位在于钢筋，要求按照施工图纸制作；同时注意保护成品，防撞栏要顺直、整齐、美观。

4 施工质量控制

通过施工前对工程具体问题进行分析，发现高峰坝特大桥刚构施工较容易出现质量问题的施工环节在施工阶段、预应力张拉、高空泵送混凝土三个方面。基于此，组建质量保证体系领导小组，设置质量管理组织机构，明确质量方针与目标；然后明确质量管理重难点，提出完善可行的质量控制措施。具体如下：

（1）施工阶段质量控制。①严格执行施工规范，进场后制定工艺技术质量标准细则，为施工管理提供依据。②对设计文件图纸进行逐级会审，对技术方案进行逐级交底，并且留下记录以便检查。③注重质量检查，设计并优化检查程序，确保每个施工环节均处于受控状态，发现问题及时纠正。④技术资料、施工资料等要真实完整，能反映出现场施工全过程，满足竣工验收要求。⑤进行施工组织设计并组织落实，对重要工艺流程、重点环节进行摄影和编辑。⑥按规定办理各类变更设计，签证手续齐全。⑦针对专业技术工种进行岗位培训，施工人员需持证上岗。⑧针对原材料、成品、半成品，进行严格检验，不合格材料不得进场使用。

（2）预应力张拉质量控制。采用智能张拉法技术，在张拉过程中，一边控制张拉力度，一边对钢绞线的伸长值进行监测，扣除混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。①在钢筋加工区，预留合适位置用于钢绞线的下料、编束要求场地平整，铺设混凝土垫层（厚度10cm），并在地面标记出下料长度。②张拉设备在首次使用或使用超过三个月及修理后进行校验。③采用真空压浆工艺：先在孔道一端抽真空，将负压控制在-0.06～-0.1MPa 之间；然后使用压浆设备从另一端灌注压浆料。为了保证灌浆的饱满度和密实度，要达到以下两个条件：一是孔道内均匀充满压浆料，二是施加一定压力（一般控制在0.7MPa以内）。

（3）高空泵送混凝土质量控制。对于墩柱高度较高的桥梁，盖梁混凝土采用配置的塔吊提运浇筑。①浇筑混凝土前，测量人员复测墩柱中心，由监理工程师检查钢筋、模板工程是否合格，所有项目达标后才能浇筑。②混凝土由混凝土搅拌站提供，配置专用的搅拌车、泵车或吊车进行运输和泵送，在实验室取样并检查混凝土的均匀性和坍落度。③使用振动棒振捣，注意振捣方法，混凝土堆放厚度小于30cm，以免产生漏振。④浇筑混凝土时，底模在重力、压力作用下，跨中容易产生挠度。为了避免这一情况，从立柱顶开始浇筑，向中间靠拢，最后抹平表面，满足设计标高要求。⑤浇筑作业中，安排专人检查支架、模板、钢筋和预埋件，确保构件牢固、没有变形移位。