基于支架現澆法的特大橋箱梁施工技術與質量控制
【摘要】對于特大橋現澆連續箱梁來說，關鍵的兩道施工工序無疑是支架預壓和混凝土澆筑，關系著橋梁工程施工的整體質量，本文結合工程實踐就支架預壓技術和分層分次澆筑技術進行了分析，針對大體積混凝土澆筑過程中常見的質量問題提出了有效的控制措施。
【關鍵詞】特大橋；支架預壓；混凝土澆筑；質量控制
橋梁工程中，尤其是現澆混凝土模板工程的支架，在進行上部混凝土澆筑前都要進行預壓，支架預壓是支架搭設加固、箱梁底模安裝完成后和鋼筋綁扎施工前必不可少的施工工序，它是模擬上部結構的荷載形式，檢測支架和地基的安全性，檢測支架承受荷載后的彈塑性變形量和地基沉降變形量，最終目的是消除支架的非彈性變形和基礎沉降，整理分析預壓過程和觀測數據，為箱梁支架地基處理和支架、模板預拱度設置提供指導和參考依據，確保施工安全及避免因撓度太大而影響混凝土成形后的美觀。
1.項目概況
某特大橋全長1050米，施工圖設計均為現澆連續箱梁，單跨長30米，四跨一聯，120米每聯，寬24.5米，每聯約2200立方米混凝土。
結合本工程橋跨數量多、支架及混凝土情況，擬對該特大橋采用支架預壓和分次澆筑混凝土技術，其中混凝土分兩次澆筑。
2.支架預壓
?。?）預壓方法
本工程所在地水源充足，采用水荷載預壓方法，減少了土方卸載的工程量，既卸載方便，又經濟環保。其中圍堰是水荷載預壓的關鍵工序，簡便安全很重要，在本工程中將采用膠質材料訂制一個大型水袋，使受壓面積達9×9m，用直徑為48mm的鋼管、直徑為14mm的對拉螺桿及模板作支撐水袋搭設成大型水箱。1個水袋則為1個預壓單元，根據支架搭設進度，采用兩個單元進行預壓加載。本工程以水荷載預壓為主，在端橫梁等處結合砂袋預壓，最大限度的模擬實際的施工情況，按各段設計荷載的1.1倍進行預壓，且觀測點的位置在堆積砂袋時預留出來，預留孔洞的大小應以能放進豎直塔尺為準。
?。?）施工要點和安全保證措施
1）在加載時，圍堰一般會有漏水的現象發生，因此地基的排水要求必須通暢；2）水袋的用料是關鍵，質量差的材料能使用的次數少，一旦出現漏水現象將無法修補，因此水袋材料一般宜選擇較厚的塑料布或者帆布，且在使用過程中，要隨時準備好材料以修補發生破裂的水袋；3）水袋加載后會有較大的側向壓力產生，因此要求圍堰的支撐必須牢靠，應驗算關鍵桿件，且工人在安裝桿件時須認真，技術要高；在加載過程中，必須派專人觀察圍堰的變化，如遇危情應立即有效排除；4）應根據地基情況選擇卸載方法，當地基穩固，排水快，則可直接拆除水袋卸載，當地基較差，應用抽水機向外抽排。
?。?）預壓沉降觀測
1）根據箱梁結構，本次預壓箱梁模板底沉降觀測共布置5排觀測點，位置分別為縱橋向兩側端部、箱梁跨中和1/4跨處，每排3個觀測點，位置分別為每排翼緣板兩側和箱體中部，共15點；2）為保證加載過程的安全，箱梁支架和模板整體安裝完畢后，按觀測點位布置圖設好模板沉降觀測點和支架地基觀測桿，其觀測點與箱梁模板沉降點相對應，同樣觀測15點，且在加載之前測定出各自的標高。為方便觀測和保證數據的準確性，觀測點設置在緊貼圍堰的邊線上。
?。?）數據整理
1）根據壓載和卸載后的觀測值確定所產生的彈性變形和非彈性變形，并繪制彈性變形和非彈性變形曲線，從而確定各梁段澆筑混凝土時所產生的彈性變形值；2）分析數據整理的成果以確定箱梁的預拱度，調整碗扣支架頂托的標高以控制箱梁底板預拱度的高度。
3.混凝土澆筑
本工程每聯約2200立方米混凝土，一次澆筑量大于1000立方米，符合大體積混凝土的特點。大體積混凝土中水泥水化熱釋放相對集中，不易散發，加之混凝土抗拉能力低，易使其產生裂縫，出現蜂窩麻面、漏筋、保護層厚度偏差等質量問題，這給工程施工和正常使用帶來巨大的安全病患。分層分次澆筑不僅可以防止因水化熱不易散發而引起的裂縫，而且對支模系統有利，可減少混凝土一次澆筑量，易于組織施工。
?。?）分層澆筑
1）布料：混凝土按一定厚度、順序和方向分層澆筑；分層澆筑時，上層混凝土宜在下層混凝土初凝前澆筑；上下層同時澆筑時，前后澆筑距離應保持1.5m以上。
2）振搗：澆筑混凝土時，采用振動器搗實，邊角處可采用人工輔助振搗，不漏振、過振；分次啟動振搗器，先中頻再高頻，插入式振搗與附著式振搗相結合；每一處振動完成后應邊振動邊緩慢拔出振動棒，避免振搗棒碰撞鋼筋、預埋件、模板等。
?。?）質量控制措施
1）裂縫：降低混凝土的水化熱，混凝土的中心溫度與表面溫度之間的最大差值應不大于25～30℃。盡量選用低或中熱、質量穩定、泌水較少的水泥，盡量減少水泥用量，例如本工程選用強度等級為42.5MPa普通硅酸鹽水泥，水泥用量僅為380kg/m3；上層混凝土澆筑完成須在下層混凝土初凝之前，層間最長時間間隔應小于混凝土初凝時間；盡量避開炎熱天氣施工，采取覆蓋和搭設避陽設施等措施避免陽光直曬集料和運輸工具；骨料可用冷水噴灑、浸泡以降低其溫度，夜間澆筑，并加強模內通風以散發熱量，降低拌和物入模溫度。
2）蜂窩麻面：下料量應嚴格按照配合比控制，混凝土下料時的自由傾落高度不宜大于兩米，如超過，應選取串筒或溜槽下料，且充分均勻攪拌；在模板灌注混凝土前其模板面一定要清理干凈，無殘留積水，并確保模板縫隙拼接的嚴密性。振搗時如有漏漿，要立即停止灌注，并及時進行修整；必須嚴格按照操作規程分層振搗，嚴防漏搗，將振搗棒插入下層混凝土5cm以保證上下層混凝土結合良好，振搗至混凝土不再顯著下沉，不再出現氣泡排除時停止。也可選擇優質的引氣劑添加于混凝土中。
3）漏筋：鋼筋保護層應在灌漿前完成，并固定好鋼筋墊塊，水泥砂漿墊塊應每隔1米左右固定在鋼筋上，并保證模板面有充足的水分；混凝土自由傾落高度不宜超過2米，如超過，應采用串筒或溜槽；根據試塊試驗結果確定拆模時間，不宜過早和過遲；操作過程中時刻觀察鋼筋狀態，如有脫扣或者踩彎，應綁好脫扣，及時調直。
4）保護層厚度偏差：要預防保護層厚度偏差，對內模板及支撐有要求。首先是模板剛度，可通過材料力學驗算和技術論證或參考成熟的同類工程實踐經驗，以確定模板選材及厚度、模板支撐布置形式，不斷完善模板的穩定性。其次是支撐，可在分布鋼筋上設置“I”型支撐筋或將原“U”型支撐筋點焊在上面，以達到支撐和定位的雙重目的。
4.結束語
在大體積混凝土澆筑而成的連續箱梁施工過程中，確保成功澆筑完成施工的關鍵在于支架的穩定性，因此必須在支架檢算驗收合格后方可進行下道工序。支架預壓可有效檢驗支架的整體受力情況從而確定支架預拱度，減小支架非彈性變形，提高預定施工精度，確保成橋優質、美觀。其次，混凝土的澆筑質量是工程質量好壞的決定因素，對于大體積混凝土來說控制降溫速度是關鍵，每一個施工環節均應落實好，使工程質量問題得以預防，實現施工質量穩步提高的目的。
參考文獻
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