钢筋混凝土简支桥面施工控制分析

刘好军

（河北省承德市双滦区交通运输局，河北承德 067000）

0 引言

随着我国公路建设事业的日益发展，桥梁的建设数量不断攀升，为人们生产、生活提供了极大便利。但这些桥梁在运营过程中经过车辆荷载的反复作用，有的桥梁桥面铺装层过早出现损坏，如开裂、松散、脱落、坑槽等不良现象，严重影响桥面的行车安全和舒适性。本文以某高速公路为例，探讨中、小跨径的钢筋混凝土简支桥在施工中、预制梁体架设后梁体顶面标高控制的相关要点和措施。梁体架设后出现顶面标高过高或过低，造成铺装层的厚度满足不了设计要求时，必须进行相关的处理和调整，为工程施工造成较大难度，同时增加较多的相关处理费用，严重影响工期进度。

1 工程概况

某高速公路TJ02 标全长28.223km，其中桥隧长10.108km，路基长18.115km。全线含主线桥20 座/10.108km，其中特大桥2座，一般桥梁18座。一般桥梁采用预制小箱梁结构，桥面结构层主要为：桥梁预制结构+10cm 的C40 混凝土整体化层+防水层+10cm 沥青混凝土桥面铺装层。

桥梁上部结构由下至上依次由垫石、支座、楔形块、预制梁、桥面现浇层、桥面铺装层组成。桥面标高涉及要素众多，任何因素出现偏差均会导致桥面铺装层过薄或过厚，严重影响桥面整体质量。桥梁下部结构施工过程基本按设计进行，根据调查和统计，梁体架设后有80%以上桥梁出现铺装层厚度不足的问题。根据分析发现，一般在盖梁施工完成后对垫石进行施工，梁体预制过程中对梁体的预拱度、楔形块、梁高等方面重视度不高，对相关的设计参数考虑不周。在现实的施工中真正影响桥面铺装层厚度偏差约为±6cm，而设计厚度一般为10cm，因此体现出铺装层厚度控制的重要性。影响偏差的主要原因是垫石标高、楔形块精确度、预制梁预拱度、桥面铺装层等方面的因素，应对这些因素采取相应的控制措施。

2 钢筋混凝土简支桥面施工质量控制措施

2.1 垫石施工和标高控制

垫石的施工、标高控制关系到后续的支座安装、梁体架设、桥面铺装等的总体质量和使用。垫石混凝土浇筑完成后不及时对表面进行二次收面而使垫石表面出现较多裂纹、表面不平整等质量缺陷，从而对后期的支座安装、梁体架设等造成较多困难，要浪费大量时间和人力对垫石进行打磨处理，严重影响梁体的架设进度并造成施工成本增加。现从两个方面对垫石标高进行控制。

2.1.1 测量放样

首先根据设计图纸核算桥梁各盖梁顶部垫石的顶面高程与设计高程是否一致，通过桥墩的里程桩号和实际偏距计算该处路面的设计高程，由设计高程按设计纵横坡计算相应垫石处的路面高程，相应地减去桥面铺装层的厚度、预制梁高、支座厚度，得出垫石顶面高程（垫石顶标高=桥面标高-桥面铺装层厚度-预制梁高度-支座厚度）。在预制梁板架设前，应对垫石顶面高程进行测量复核，确保垫石顶面标高准确无误后方可进行支座的安装和梁体架设。在测量过程中，同一垫石测量四个角点，高差应控制在小于0.5mm，尽可能减少误差。在混凝土浇筑前，根据设计高程计算出模板顶面至垫石设计高程的差值，仔细复核，同时注意在计算垫石高程时要使用盖梁中心线处的高程及横坡度。

2.1.2 施工方法

垫石施工一般先在墩（台）盖梁完成后进行，但垫石的钢筋要在盖梁施工中进行预埋。为确保垫石的预埋钢筋位置准确，应在盖梁钢筋安装绑扎完后，进行精准放样。垫石的竖向钢筋与盖梁的钢筋进行点焊固定，确保垫石的竖向钢筋在盖梁的混凝土施工中不发生偏移。盖梁混凝土施工完后，要对每个垫石的纵横轴线进行放样，在盖梁混凝土面上根据垫石的设计尺寸弹线，如与垫石原先预埋的钢筋有偏差，应及时调整好，在核对无误后绑扎垫石钢筋和按线样安装垫石模板，并在垫石模板四角对垫石顶面标高进行放样，使用钉子做好标记，作为垫石混凝土浇筑顶面的控制面。垫石混凝土浇筑过程中，应注意混凝土的振捣密实，顶面根据垫石放样的标高进行收面抹平，还要在垫石混凝土初凝前进行二次收面，防止混凝土收缩而出现表面裂纹。垫石模板拆除后，及时对每个垫石顶面标高进行复核，对顶面水平度存在较大偏差的及时进行打磨处理，确保每个垫石顶面标高和平整度符合设计和规范要求，其他的缺陷及时修补完善。

垫石顶面标高要求准确、表面平整。在平坡情况下，一片梁（板）中两端的垫石和同一墩（台）上的垫石，其顶面高程应一致，相对误差应不超过±1.5mm，同一垫石上的四角高差应小于0.5mm；当顺桥向有纵坡导致两相邻墩（台）标高不同时，对标高的控制应符合设计规定，且同一片梁（板）在考虑坡度后其相邻墩垫石顶面标高的相对误差应不超过3mm。现实施工中，作业人员很难一次性抹平垫石表面混凝土，在支座安装和梁体架设前必须反复用水准仪跟踪测量标高，用水平尺反复检测每个垫石顶面平整度，对顶面未水平的垫石必须打磨找平，使垫石顶面高程、平整度符合设计要求。

此外，垫石施工中应考虑梁体预制施工出现的起拱值，小跨径的箱梁在张拉后出现的起拱值较大。梁体架设后，梁的跨中部分的顶面标高就高出设计标高，而造成桥面铺装层的厚度无法保证。垫石施工中，可根据梁体的起拱度与反拱度的差值，适当降低桥梁的支座标高，施工中一般降低2cm最佳。

2.2 楔形块施工控制

针对桥梁纵横坡设计要求，预制箱梁的梁端采用设置楔形块方式调节纵横坡度。楔块虽然尺寸小，但其结构位置重要，预制施工中易出现质量缺陷，如楔形块在箱梁底端，振捣不实、漏浆，楔块钢板标高不准确。因此，控制梁底楔块施工质量，对保证桥面坡度和桥梁使用寿命也极为重要。

箱梁预制施工中，在预制胎座预留楔块位置采用“干砂法”调节梁底楔块底坡度。胎座浇筑前，根据梁体长度和楔块具体位置，在胎座两端预留楔块凹槽，且低于胎模顶面6cm。根据楔块设计最大高度预留2cm干砂调平层。胎座采用C25钢筋混凝土浇筑，宽度为箱梁底部宽度，高30cm，沿胎座纵向铺设一定数量的ϕ12钢筋，同时每隔30cm设置箍筋一道，箍筋采用ϕ10钢筋。根据模板加劲脚预埋直径5cm 的PVC 管的预留孔，作为对拉螺栓孔。胎座浇筑完成后，顶面铺设厚度8mm的不锈钢板作为底模。

根据预制梁段楔块尺寸，在胎座预留凹槽内侧画墨线，按照墨线位置铺设干砂，安放钢板，用水平尺配合钢尺量测相对高差，调整砂面钢板坡度，确保坡度符合设计要求。梁底楔块坡度调整，应在底模安装前由专业技术人员、测量人员及熟练的工人进行，干砂坡度采用抹刀调整，确保干砂表面坡度与梁底楔块的设计坡度相符。同时干砂表面应平整，并及时在干砂表面盖上钢板，施工过程中不得对钢板进行二次扰动。

2.3 预制梁施工控制

预制梁是桥梁主体的重要构件，预制施工时梁面横坡控制不严格、预拱度控制不当，会导致梁体架设后桥面高程偏差大、纵横坡面平整度差，造成桥面铺装层局部厚度不足，对桥面铺装层施工造成一定难度。

预应力梁体预制施工时，应注意胎座地基的施工、胎模的反拱度设置、梁体的高度控制等环节。为防止胎座下沉，对预制场地要求要严格，地基碾压要密实，确保梁体施工过程中胎模不发生沉降。预制胎座的设计和施工要考虑胎座反拱度的设置，一般根据设计要求的反预拱度建议值进行设置。施工中，梁体经预应力张拉后出现起拱度偏大，梁体底部起拱，因此，在胎座中设置反拱度时，应对设计的反预拱度建议值和实际张拉起拱值进行综合考虑，确保梁体张拉后梁体底部成为直线。同时，梁体顶部也要相应设置反拱度，梁体顶部不设置反拱度，只设置梁体底部的，梁体混凝土浇筑完后将出现梁顶平、梁底凹的现象，梁体张拉后，由于预应力钢筋的作用，向上的拱度抵消梁底的凹拱，却产生了梁顶的凸拱，反拱度的设置也就失去意义。反拱度的设置是“凹”形线形，按二次抛物线进行分配。但在施工设置中，往往反拱度设置过小，梁体顶面也不设置反拱度，梁体张拉后起拱较大，梁体顶面起拱较为严重，就会造成梁体架设后跨中处的桥面铺装厚度不能满足设计厚度，因此影响桥面的耐久性及梁体的使用寿命。反拱度设置过大，梁体张拉后起拱值不能抵消反拱值而使梁体底部、顶面出现凹陷。为保证桥面铺装设计标高，需增加桥跨中段铺装层厚度，导致桥梁自身荷载超标，既降低了梁体的承载储备又造成浪费。

在梁体预制施工时，其高度施工规范要求误差为±10mm，应严格控制梁体的混凝土浇筑高度。在模板安装过程中，控制模板的高度，特别是梁体两侧的翼缘板厚度，按梁体高度调整控制模板的顶面标高，使梁体混凝土浇筑顶面按模板顶面标高进行控制，确保梁体的总体高度。

2.4 桥面铺装层施工控制

要控制好桥面混凝土铺装层的厚度，在施工前应对梁体顶面的实际标高进行复核测量，按10m一个断面进行，然后集中采集分析总体标高数据。梁体总体实测标高与设计标高相差较大的，应采取调整桥面纵断面的设计参数进行处理；对梁体总体实测标高与设计标高离散性较大的，特别是当大桥各跨偏差不等，厚薄不均时，应采取局部凿除处理，确保桥面混凝土铺装层的厚度。梁体顶面标高处理好后，应对铺装层的钢筋保护层、混凝土的浇筑施工，采取适当的控制措施。铺装层的钢筋网铺设应严格按设计要求进行，钢筋混凝土垫块的规格、强度符合规范并与钢筋绑扎牢固，同时要与梁体上预埋的抗剪锚固筋点焊固定，确保保护层的厚度。

混凝土浇筑采用三辊轴进行找平，钢筋网绑扎完后，在桥面两侧用8号槽钢安装简易轨道。轨道的顶面标高应根据三辊轴的滚轴、槽钢高度等计算出铺装层的顶面标高。三辊轴置放于轨道上，在混凝土布料中，人工配合粗平并振捣密实，浇筑长度在3～5m后采用三辊轴进行来回滚动找平，对边角不到位的位置采用人工配合。通过三辊轴找平混凝土面后，在浇筑的混凝土初凝前用磨光机对混凝土面进行磨平收面，防止混凝土表面由于收缩而出现表面裂纹，同时根据需要对混凝土面进行拉毛处理。混凝土强度达到2.5MPa 后应及时按适当长度切割假缝，防止在温度应力作用下产生横向不规则的裂缝，影响桥面质量。根据现场施工经验，为能够更好地防止在铣刨过程中钢筋被铣刨断，建议将混凝土铺装层的标高提高1～1.5cm，预留好后面的铣刨厚度。

3 结语

控制梁体架设的顶面标高，对确保钢筋混凝土简支桥面铺装层的厚度等至关重要，能确保桥梁的总体质量，使桥梁在以后的运行中少出现桥面开裂、松散、脱落、坑槽等不良的损坏现象，减少桥梁后期的维护和养护成本。而预制梁体架设后的顶面标高往往又与垫石、梁体的底部楔形块、反拱度的设置等因素有关。因此，在大桥的施工中要采取相应的措施和对策，保证桥面铺装层厚度和施工质量，确保桥面施工质量符合设计要求。