高速公路桥梁施工技术及质量通病防治处理

2023-01-10王领彦

交通世界 2022年18期

关键词：桥面张拉预应力

王领彦

（河北光太路桥工程集团有限公司，河北邯郸 056000）

1 工程概况

某高速公路工程设计全长12.3km，设计行车速度110km/h，其中公路建设中包含大桥1 座，桥梁总长度为300m，其基础采用钻孔灌注桩基础，下部构造为空心薄壁墩，上部结构采用预应力连续箱梁。

2 高速公路桥梁施工技术

2.1 地基处理

（1）工程施工前，施工单位组织人员处理施工场地，将地基存在的垃圾杂物清理干净，并针对存在的软基问题予以处理。经勘查得知，本工程地基存在的软基情况主要分为3 种：①软基深度浅、软基范围小的膨胀土地基；②主要以湿陷性黄土和沙土为主的软土地基；③淤泥土质的地基，其软基深度均在1～10m。

（2）不同的软基情况采用不同的处理措施分类处理，针对存在的小范围膨胀土地基直接选择换填法，利用合格的土质材料将膨胀土换填并压实；针对粉土、湿陷性黄土地基采用强夯法；针对淤泥质土层采用预压法，通过真空预压和堆载预压的方式降低土体的含水率，提升软基的密实度与承载力，经处理后地基承载力达到110MPa即可开展正常施工[1]。

（3）软基问题全部处理合格后，在施工前地基表面要整平并修筑施工便道，保证场地内通车、通水、通电。正式施工前采用全站仪、水准仪等设备开展测量放样作业，放样施工前，利用设备对设计图纸中给出的控制点和水准点给予复核，复核结果准确后利用放桩、放线的方式开展放样，放样结束后即可依据放样位置开始桩基础施工。

2.2 桩基础工程

（1）本工程采用钻孔灌注桩基础，其施工的第一步是埋设护筒，护筒的埋设位置主要分为地上和水下两种情况。地上护筒埋设时先人工开挖导向坑，然后利用振动锤将准备好的钢护筒锤入设计深度，埋设完成后护筒露出地面高度宜不小于30cm，坐标偏差不得大于140cm，垂直度偏差不得大于1%；水下护筒的埋设采用导向架，导向架设置在护筒中心点位，利用吊机将钢护筒吊放至导向架位置，再采用振动锤将其锤入设计深度，埋设完成后护筒漏出水面高度宜不小于2m，位置偏差及坐标偏差与地面要求一致。

（2）护筒埋设到位后制备水泥浆准备泥浆护壁，并开始布设钻机钻孔作业，钻机安装的位置与图纸位置偏差不得超过3cm，垂直度偏差不得大于1%，钻机就位后采用反循环的钻进方法施工。钻进过程中钻进速度要先保持缓慢，待钻进至全冲程后正常钻进，钻进时产生的废渣及时处理，并对孔壁的稳定性、钻进的垂直度进行实时监测，避免出现漏浆、塌孔的问题，钻进至设计深度后将孔底的残渣清除干净，并报由监理单位验收[2]。

（3）监理单位验收签字后，向孔内下方钢筋笼，使用的钢筋笼在加工厂制作完成，并利用板车逐节运输至施工场地拼装，拼接后使用吊车将其吊放至孔内，起吊时2 点起吊避免钢筋笼变形，吊放结束后2 次清孔保持孔内清洁，再利用小导管灌注混凝土，混凝土灌注完成后养护7～14d，待其强度达到设计强度后，开始桥梁地面施工。

2.3 桥梁构造施工

桥梁地面施工中包括桥梁承台、墩柱、盖梁、系梁、垫石、梁体等多项构筑物，其主要施工工序分为钢筋安装、模板安装、混凝土浇筑等，由于桥梁高度较大，人工施工难以达到指定位置，因此需搭设支架作业。

2.3.1 支架搭设

桥梁支架的主要起到操作架及垂直运输的作用，同时需承载桥梁梁体的重量，其必须具有足够的强度、刚度、稳定性，支座的支撑部位需具有足够的承载力、承载面积。基于此，本工程桥梁支架选用碗扣式支架，搭设前检测地基承载力，满足承载要求后在其表面铺筑素混凝土垫层并设置枕木，支架底座设置在枕木上方，支架整体时由横杆和立杆组成，设置时横杆间距控制在1.2m，立杆间距控制在0.9m，设置完成后开展支架预压，其主要作用是消除支架的非弹性变形，预压结束后方可正常使用。

2.3.2 钢筋施工

支架搭设完成后开始钢筋施工，本工程采用的钢筋全部在加工棚内下料制作，钢筋的调直、截断、弯曲等全部按照图纸要求进行，加工后的钢筋进行编号并分类运输存放至施工场地，钢筋安装时采用焊接、绑扎的方法，钢筋焊接中主筋的焊接头不得位于同一条直线，接头面积不得高于钢筋总面积的25%，每根主筋只允许设置1处接头，焊接完成后接头位置的中心点误差宜≤2cm，设置混凝土保护层，保护层厚度在1～3cm[3]。

2.3.3 模板安装

钢筋安装完成后开始安装模板，本工程桥梁施工采用的模板为组合式钢模板，模板全部在工厂加工制造，进场时检查模板表面的平整度、尺寸，合格后入场使用，模板安装时先安装底模，再安装侧模及顶模，安装顺序由下向上，安装中模板接缝位置要求密实，不得存在空隙，以避免混凝土浇筑时出现漏浆跑模问题，安装完成后由监理工程师检测模板的安装位置、接缝情况等，验收合格后方可浇筑混凝土。

2.3.4 混凝土施工

（1）本工程采用的混凝土全部在拌和站拌制而成，拌和时采用大型强制式混凝土搅拌机，原材料的称量采用电子秤，称量前电子秤需经过标定，读数偏差控制在0.1kg以内，拌和时混凝土的拌和时间持续90s，拌和后材料混合均匀且颜色一致，无离析泌水问题，拌和完成的混凝土利用罐车运送至施工现场，运输时罐车混凝土的装载量宜控制在2/3 容积，运输过程中罐车采用2.4r/min的速率持续搅拌。

（2）运送至施工现场后的混凝土浇筑施工前需核验混凝土材料，坍落度在180～200mm，浇筑采用泵送的方式，泵送的管道保持畅通，浇筑过程中大型桥梁构件均采用分次、分层对称浇筑的方式，小型构件的浇筑可采用一次浇筑成型的方式，每层混凝土浇筑完成后采用插入式振捣棒振捣密实，振捣时间持续45～60s，为避免浇筑振捣中出现漏浆问题，浇筑过程中安排专业人员对构件的模板、支架、钢筋预埋件等实时监测，保证其位置准确，不发生位移与变形。

（3）每个构件浇筑完成后需立即开展养护工作，养护方式均采用洒水养护与覆盖养护，养护周期持续7～14d，养护过程中待混凝土强度达到设计强度的30%时方可拆除侧模，拆模时轻拿轻放，避免对未完全成型的混凝土造成破坏，同时避免损坏模板影响其下一次使用，待模板拆除后继续养护混凝土至设计强度。

2.4 预应力张拉

（1）本工程梁体混凝土养护至设计强度后开始预应力张拉施工，预应力张拉采用的主要机械有千斤顶与油压表，使用前需通过标定，张拉时采取两端对称张拉的方式，先从初应力张拉至设计应力的10%，再张拉至设计应力的70%，最后张拉至设计应力的100%，张拉过程中注意观察钢绞线的变化，避免出现断丝、滑丝等问题，每个张拉阶段持续2min 的持荷时间，以观察预应力的变化情况。

（2）预应力张拉至设计应力且无异常情况发生后，需在24h内完成孔道压浆施工，本次施工孔道压浆采用真空压浆的方式，采用的设备为抽真空泵、压降泵，先利用真空泵将孔道内的空气抽出，使其维持在真空状态，再利用0.7MPa 的压力持续压浆，待另一侧水泥浆液持续均匀冒出后压浆结束，此时开展封锚作业[4]。

2.5 桥面伸缩缝安装

（1）预应力桥梁张拉结束后，桥梁整体结构基本已经施工完成，此时需要开始铺装桥面并安装桥梁伸缩缝。本工程伸缩缝安装前先利用切割机切缝开槽，切缝时沿着桥面两侧标记的边缘线开始切割，开槽的尺寸、位置与图纸要求相一致，开槽后槽内的钢筋混凝土利用风镐破碎挖出，并对槽内的混凝土凿毛处理。

（2）开槽结束且槽内清理干净后，在槽内安放尺寸为10cm×10cm，长度为3m 的方木，方木的距离为3～5m，方木安放就位后利用小型机械将伸缩缝吊放至其上方开始安装，安装时伸缩缝的中线位置与梁体中心线相对应，位置确定后将伸缩缝的钢筋与梁体的预留钢筋焊接在一起，焊接时采用对称点焊，焊接长度≥5cm，焊接完成后检查伸缩缝型钢与桥面的差距，将其控制在1mm以内即可撤除锁定夹具，开始使用。

3 桥梁质量通病防治处理

3.1 裂缝问题防治

桥梁施工过程中最为常见的质量通病就是裂缝，裂缝的发生主要位于桥梁墩柱、桥梁梁体等位置，裂缝的存在直接影响桥梁整体的稳定性、美观度，严重的还会导致桥梁结构出现破坏，为避免桥梁裂缝问题的发生，本工程施工过程中可做好以下3点：

（1）桥梁混凝土浇筑质量直接决定混凝土的性能，如浇筑效果不到位，则混凝土的密实度、强度均会明显发生变化，因此，浇筑施工中要注意大体积混凝土的分层浇筑，控制混凝土的入模温度，每层混凝土浇筑完成后必须充分振捣，保证梁体中预应力管道附近、模板周围不存在欠振、漏振的问题，以保证混凝土的密实性。

（2）在混凝土浇筑完成后要及时按规范要求开展混凝土的养护工作，养护时间过短会直接影响混凝土的强度，强度不足混凝土表面就容易出现裂缝。因此，养护时间要保持充分，同时养护过程中必须定期洒水，降低混凝土表面与混凝土内部的温度差，从而避免裂缝问题的产生。

（3）要保证预应力张拉时的张拉效果，预应力张拉时产生的应力过大或不足均会对桥梁性能造成影响，从而导致裂缝的发生，张拉时要严格控制应力变化，使其满足设计规范的要求，从而降低裂缝出现的可能性。

3.2 钢筋锈蚀问题防治

（1）钢筋与空气中的水分接触会导致钢筋出现锈蚀问题，而在桥梁结构施工中钢筋作为桥梁的主要材料，一旦发生锈蚀情况会直接造成桥梁结构强度的下降，如锈蚀情况严重甚至会发生桥梁坍塌等重大安全事故[5]。本工程钢筋锈蚀的防治主要为钢筋表面防治与钢筋锈蚀防治。针对钢筋表面防治主要是施加保护层避免桥梁钢筋直接与空气接触，同时降低混凝土中水分的含量；针对钢筋锈蚀的防治主要是在钢筋表面涂刷防腐涂料，或采用化学阴极保护法。

（2）本工程钢筋锈蚀的防治主要从2方面入手，即钢筋表面防治与钢筋锈蚀防治。针对钢筋表面防治主要是对钢筋表面进行保护，施加保护层避免桥梁钢筋直接与空气接触，同时降低混凝土中水分的含量，避免造成钢筋锈蚀问题的发生；针对钢筋锈蚀的防治主要是在钢筋表面涂刷防腐涂料，或采用化学阴极保护法，避免铁锈的出现，以达到防锈的目的。

3.3 桥面耐久性问题防治

桥面耐久性直接决定桥面的行车质量，如桥面耐久性不足，则行车过程中容易导致桥面磨损出现坑槽问题，从而引发安全事故，尤其是高速公路，车辆行驶速度普遍在100km/h 以上，一旦出现问题后果不堪设想，因此，为保证本工程桥面的耐久性，在桥面施工中要严格控制原材料质量，同时施工中做好施工过程的控制，合理设置桥面的排水系统，以避免桥面耐久性因雨水的侵蚀而降低，待桥面施工完成后安排检测人员开展检测验收工作，不满足标准要求的一律返工整改，直至满足验收标准为止。