劉 平 吳美紅

湖北武荊高速公路漢江特大橋6-4×40 m+(62+10×100+62)m+5-4×30 m+3×30 m,全橋長2 774 m;橋梁設(shè)計荷載:公路—Ⅰ級;橋面寬度為(50+1 200+100)cm+100 cm+(100+1 200+50)cm。航道通航等級為Ⅲ級,300年設(shè)計水位SW:46.20 m(黃海高程)。地震基本烈度為6度,按7度設(shè)防。主橋上部結(jié)構(gòu)采用(62+10×100+60)m連續(xù)箱梁。漢江特大橋作為湖北武荊高速公路的控制性工程,其主橋變截面箱梁由于采用掛籃施工,技術(shù)難度較大,具有較大的風(fēng)險,且質(zhì)量不易控制,其主橋的質(zhì)量控制成為全橋質(zhì)量控制的重點。下面從幾個方面談?wù)剴旎@施工質(zhì)量控制所采取的措施[1,2]。

1 掛籃的質(zhì)量要求

1.1 掛籃的設(shè)計要求

1)掛籃承載能力應(yīng)大于懸澆塊件最大重量并有一定的安全儲備,掛籃自身重量及全部附加臨時荷載重量之和控制在580 kN以下。2)各梁段混凝土采用一次澆筑,并保持平衡對稱施工。

1.2 掛籃使用要求

1)掛籃組裝后進行預(yù)壓,以消除非彈性變形,測試彈性變形量。2)掛籃作業(yè)時,后錨桿錨固力本身質(zhì)量可靠,不能被電焊和氣割損傷,確保連接可靠,后錨桿錨固力是檢查的重中之重,受力必須均勻。3)每次掛籃就位后,其前后吊桿裝置都要調(diào)試均勻,并派專人檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。4)為防止在灌注過程中雨水侵襲,掛籃頂可安裝防雨棚。5)所有預(yù)留孔根據(jù)設(shè)計圖紙準確預(yù)留,并控制好預(yù)留孔的豎直度。6)掛籃使用應(yīng)嚴格按照操作規(guī)程,安全規(guī)定作業(yè)。7)掛籃行走時,每側(cè)每節(jié)軌道錨固點不得少于3個,確保牢固可靠。8)掛籃行走至下一梁段就位后,必須錨固好所有后錨桿后工人方可離開現(xiàn)場,以防大風(fēng)等惡劣氣候造成嚴重后果。

2 工程監(jiān)控的相關(guān)要求

1)控制待懸澆箱梁的平面位置,使待懸澆箱梁中軸線在橋軸線方向上。2)待懸澆箱梁高程及截面控制,保證待懸澆箱梁的高程和截面尺寸。3)通過撓度控制,保證分塊懸澆施工的懸臂梁在合龍時平面位置和高差誤差控制在規(guī)范數(shù)值以內(nèi),確保施工質(zhì)量。4)通過掛籃行走及就位控制,使掛籃中線和橋軸線平行。保證掛籃就位時不扭曲、偏移。

3 懸澆混凝土的質(zhì)量控制

3.1 掛籃就位及模板工程

將通過預(yù)壓試驗的掛籃就位,檢查掛籃的軸線、標高及模板的幾何尺寸和牢固性。

掛籃模板工程特別注意以下兩點:1)立模標高必須根據(jù)監(jiān)控單位意見確定;2)底籃吊桿放松必須等到箱梁縱向預(yù)應(yīng)力束張拉完成以后才能進行。

3.2 鋼筋工程及預(yù)應(yīng)力管道布設(shè)

1)鋼筋、預(yù)應(yīng)力材料存放和加工場地必須硬化。2)鋼筋、預(yù)應(yīng)力原材料必須檢驗合格后方可使用,鋼筋焊件經(jīng)試驗合格后方可正式施焊。3)每根豎向預(yù)應(yīng)力筋的下端必須支墊一塊25 cm厚的混凝土墊塊。4)所有預(yù)應(yīng)力管道接頭、管道本身、管道與錨墊板、錨墊板口內(nèi)、壓漿出氣孔管等必須密封,確保澆混凝土?xí)r不進漿、不移動。5)預(yù)應(yīng)力錨固部位受力比較集中,為確保質(zhì)量,必須按圖紙布設(shè)加強鋼筋和螺旋筋,螺旋筋必須位于管道正中心位置并頂緊錨墊板。6)為保證橫向預(yù)應(yīng)力順利壓漿,在P形錨固定端必須加設(shè)出氣或壓漿管,并做好密封,確保暢通。7)對長度超過40 m的要求在管道最高點增設(shè)出氣孔,確保壓漿飽滿密實。8)管道位置必須準確控制,直線段每1 m焊一處定位鋼筋,曲線段每0.5 m或更短距離點焊一處,管道線形直順、曲線圓滑。為確保縱向管道穿束順利,除管道密封固定好外,還在其內(nèi)部穿一根外徑略小于波紋管內(nèi)徑的硬質(zhì)PVC塑料管作襯管。9)施工過程中若鋼筋空間位置發(fā)生矛盾,允許適當調(diào)整布置,但要保證預(yù)應(yīng)力管道位置準確和鋼筋有合適的保護層厚度。10)凡因施工需要斷開的鋼筋當再次連接時,必須進行滿足技術(shù)規(guī)范要求的焊接。

3.3 混凝土工程

1)混凝土的質(zhì)量控制。嚴格掌握混凝土的配合比和施工所用砂石質(zhì)量,水泥要用同一標號、同一廠家的產(chǎn)品,并且每次灌注混凝土?xí)r試驗室人員要在現(xiàn)場值班,控制混凝土的坍落度,不合格的混凝土要嚴禁使用,以免影響梁體質(zhì)量。2)混凝土的運輸和澆筑。本橋混凝土采用大型拌合站集中拌和,罐車運至施工現(xiàn)場,通過地泵垂直輸送入模。灌注前先用清水以及1∶1.5水泥砂漿潤滑輸送管道。施工時不允許砂漿泵入箱梁內(nèi),在夏季高溫時要用濕草袋覆蓋輸送混凝土管道,并澆水降溫,防止管內(nèi)混凝土坍落度損失過快堵管。每半小時測定進出口混凝土的坍落度并及時調(diào)整。3)混凝土澆筑方式。箱梁混凝土采用全斷面一次澆筑。澆筑順序為由下而上,先底板,再腹板,最后頂板。澆筑混凝土期間,應(yīng)安排專人檢查支架、模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道及預(yù)埋件的穩(wěn)固情況,當發(fā)現(xiàn)有松動、變形、移位時,應(yīng)及時處理。4)混凝土澆筑過程中沉降觀測。在灌注箱梁混凝土的過程中,要及時測量掛籃主桁、前后橫梁、底板、腹板、頂板的撓度變化,發(fā)現(xiàn)實際沉落與預(yù)留量不符合時,采取措施避免結(jié)構(gòu)超限下垂。5)混凝土養(yǎng)護。在混凝土澆筑完畢后,應(yīng)在收漿后及時進行養(yǎng)護。養(yǎng)護時用土工布覆蓋并經(jīng)常灑水,養(yǎng)護時間一般為7 d,每天灑水次數(shù)以能保持混凝土表面經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)為度。6)鑿毛。混凝土強度達到2.5 MPa后及時拆除端頭模板,并采用人工鑿毛。鑿毛時應(yīng)將混凝土表面的水泥砂漿和松散層全部鑿除,露出新鮮的混凝土,并用水沖洗干凈。

4 合龍段的質(zhì)量控制

安裝調(diào)試好中跨合龍吊架,檢查梁端豎向誤差和軸線偏位是否滿足設(shè)計要求(10 mm),如不滿足,采取設(shè)計單位和監(jiān)理工程師同意的處理方案進行處理,直至合格。滿足要求后,按規(guī)范要求立模、綁扎底板鋼筋、底板束預(yù)應(yīng)力管道和部分腹板鋼筋后,把預(yù)制好的合龍勁性骨架安放就位,合龍段進行水箱壓重,在合適溫度(一天中最低且為15℃～20℃)合龍鎖定勁性骨架。在一天中最低氣溫澆筑合龍段混凝土,澆筑時中跨水箱與混凝土等重放水,邊跨側(cè)配重不變。澆筑時特別注意勁性骨架以下混凝土的振搗工作,需特別細心,確保密實,混凝土澆完后加強養(yǎng)生。混凝土強度達到85%且3 d后張拉、壓漿、錨固合龍束,張拉橫豎向預(yù)應(yīng)力并壓漿,最后釋放配重,拆除所有掛籃及吊架,拆除臨時支座,完成體系轉(zhuǎn)換,按先長束后短束的順序張拉跨中底板縱向束,完成對預(yù)留孔道的壓漿,結(jié)束半幅橋施工。

5 施工中碰到的典型問題的處理

5.1 張拉錨頭混凝土拉崩,錨墊板破碎

原因分析:錨頭附近混凝土振搗不夠密實,錨頭附近混凝土粗骨料偏少,養(yǎng)生不徹底,造成張拉時混凝土強度值達不到設(shè)計張拉標準;錨墊板定位或角度不精確,導(dǎo)致張拉時受力不均。

處理措施:控制現(xiàn)場混凝土施工工藝,錨頭附近混凝土應(yīng)采用新鮮混凝土振搗密實,另外在錨頭附近增加幾根“井”字形鋼筋網(wǎng),在混凝土初凝后及時灑水覆蓋養(yǎng)生,確保錨頭處混凝土的強度,將已張拉預(yù)應(yīng)力放松后方能處理。如果錨墊板破壞,破碎混凝土不多,則將其鑿盡,錨墊板表面鑿平,表面緊貼一塊45 cm×45 cm,厚度4 cm的鋼板代替錨墊板將其鋼絞線張拉;如果是錨頭附近破碎混凝土較嚴重,則將所有錨墊板碎片和破碎混凝土全部鑿盡,重新安裝錨墊板,支設(shè)模板,用環(huán)氧樹脂砂漿補滿,待強度達到設(shè)計要求時再次張拉。

5.2 橫向、豎向預(yù)應(yīng)力壓漿困難

原因分析:橫向、豎向波紋管接頭沒有處理好,混凝土施工時有漿進入。豎向預(yù)應(yīng)力波紋管下端壓漿管三通處在安裝時未包扎嚴實,澆筑混凝土?xí)r進漿將其堵塞;出漿口未包裹,澆筑混凝土?xí)r進漿堵塞;出漿塑料管施工時將其破壞或被混凝土掩埋;上出漿口張拉后長時間未壓漿,上墊板和上螺母之間的縫隙被雜物堵塞。

處理方法:加強現(xiàn)場控制,對接頭部位包扎處理好。

5.3 頂齒板混凝土張拉后出現(xiàn)細小裂紋

原因分析:齒板中心位置不準確,導(dǎo)致錨墊板外側(cè)保護層太小,低于設(shè)計張拉力;頂齒板前端傾斜角度不準確,不利于齒板受力,增大向下的分力,導(dǎo)致混凝土超出設(shè)計承受力;與設(shè)計有一定關(guān)系,齒板鋼筋直徑太大,不利于混凝土受力。

處理方法:在制作齒板時,鋼筋、模板、波紋管位置要準確。必要時加大混凝土厚度以及鋼筋根數(shù)。已經(jīng)形成的:在承受設(shè)計張拉力和滿足設(shè)計要求的前提下,裂縫長時間沒有變化的齒板,在齒板周圍重新支設(shè)模板加厚15 cm混凝土,中間補加鋼筋網(wǎng)片,用同標號混凝土補全,有利于齒板的受力;出現(xiàn)大的裂縫的齒板,將其混凝土鑿盡,用環(huán)氧樹脂處理;右幅施工時,在保證施工質(zhì)量和設(shè)計要求的前提下,適當加大齒板的尺寸,增加齒板內(nèi)細鋼筋的數(shù)量,提高齒板的受力,保證張拉質(zhì)量。

5.4 長束鋼絞線穿束困難

原因分析:鐵波紋管接頭處沒有對接完好,鋼絞線在穿束過程中前端撕劃開波紋管,劃開的波紋管擠攢到一起,將其鋼絞線卡住無法穿過;澆筑混凝土過程中波紋管漏漿進入未清洗干凈,將其波紋管堵塞;鋼絞線太長,阻力太大;定位鋼筋將波紋管擠壓變形,使其空間小于鋼束直徑。

處理方法:使用大型號卷揚機,使其增加牽引力;找到波紋管堵塞的地方,將其混凝土鑿開擴大波紋管的直徑,穿過以后用同標號混凝土修補完全。

5.5 懸臂兩端不對稱平衡施工

原因分析:澆筑過程中一側(cè)澆筑混凝土過多。

處理方法:在高起的一側(cè)加載鋼絞線或水箱等重物,使其平衡。應(yīng)加強現(xiàn)場施工控制,保證澆筑兩側(cè)均衡;另外要加大0號塊處的8根拉桿的拉力。

6 結(jié)語

變截面連續(xù)箱梁橋由于具有線形美觀、結(jié)構(gòu)變形小、剛度好、行車平順、舒適、伸縮縫少、養(yǎng)護簡單、抗震性能強、造價適中等諸多優(yōu)點,在當今城市橋梁規(guī)劃和高速公路跨越寬闊河流時,被廣泛地使用,其質(zhì)量控制往往成為我們項目質(zhì)量管理的重點。希望借此文與廣大的橋梁建設(shè)者共同探討橋梁建設(shè)的技術(shù)管理問題,不斷提高中國橋梁建設(shè)者的水平。

[1]王曉坤.懸澆變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋施工技術(shù)[J].山西建筑,2009,35(30):334-335.

[2]黃 文,毛學(xué)舜,王新定.掛籃懸澆連續(xù)箱梁橋施工控制技術(shù)[J].山西建筑,2008,34(1):318-319.