云南托巴水電站大橋拱箱梁施工中試驗(yàn)的作用

曾 紅，劉忠富

（1.華能瀾滄江水電股份有限公司托巴水電工程籌建處，云南 迪慶674600；2.中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長春130061）

1 工程概況

托巴水電站屬一等大（1）型工程，位于云南省迪慶州維西縣中路鄉(xiāng)的瀾滄江干流上，樞紐主要建筑物由擋水建筑物、泄洪建筑物、右岸地下輸水發(fā)電系統(tǒng)等組成。擋水建筑物采用碾壓混凝土重力壩，最大壩高158.0 m。泄洪建筑物包括4 個(gè)溢洪表孔和1 個(gè)泄洪中孔，下游設(shè)置短護(hù)坦及護(hù)岸。輸水發(fā)電系統(tǒng)由進(jìn)水口、引水隧洞、主廠房、主變洞、尾水隧洞、尾水出口等組成，地下廠房安裝4臺(tái)單機(jī)容量為350 MW 的混流式機(jī)組，工程總裝機(jī)容量1 400 MW。為滿足托巴電站兩岸交通的要求，在壩址下游瀾滄江干流上修建托巴大橋，設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽-60 級(jí)（掛-300 驗(yàn)算），橋型為上承式箱型拱橋，主拱箱拱軸線為懸鏈線，拱軸系數(shù)m=1.756，主拱箱為橫向單箱6 室截面，每箱分5段吊裝，每片預(yù)制拱箱梁長9.68 m、寬1.58 m、高2.2 m，C40 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2 混凝土施工配合比復(fù)核與優(yōu)化

預(yù)制拱箱梁混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)為C40，原設(shè)計(jì)配合比為水泥∶砂子∶石子∶水∶聚丙烯纖維∶減水劑=1∶1.53∶2.72∶0.4∶0.009∶0.009，塌落度為10～12 cm，配制強(qiáng)度49.9 MPa，水灰比0.4，砂率36%。對(duì)于高性能混凝土，其工作性能是關(guān)乎工程進(jìn)度工程質(zhì)量的重要指標(biāo)，因此，配合比復(fù)核是非常必要的。根據(jù)JGJ55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》要求，復(fù)核混凝土的配制強(qiáng)度及其他力學(xué)性能、拌合物性能、長期性能、和耐久性能是否滿足設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核混凝土的配制強(qiáng)度為50.1 MPa，達(dá)到原設(shè)計(jì)配制49.9 MPa，砂率由36%提高到37%（規(guī)范一級(jí)配混凝土36%～38%），而且粗砂細(xì)度模數(shù)3.1，且7 d 抗壓強(qiáng)度46.1 MPa，強(qiáng)度能得到保證。

針對(duì)預(yù)制拱箱梁施工后表面出現(xiàn)蜂窩麻面現(xiàn)象，由于結(jié)構(gòu)尺寸、配筋率及混凝土中摻加聚丙烯纖維等原因，造成施工難度較大，特別是混凝土澆筑、振搗施工難度大，通過現(xiàn)場(chǎng)拌合物塌落度、和易性來看，聚丙烯纖維摻量影響混凝土拌合物性能，根據(jù)其它工程經(jīng)驗(yàn)，在聚丙烯纖維摻量分別為0.9%，0.6%，0.3%，0%的情況下，進(jìn)行混凝土拌合物的性能和抗彎拉強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果：在摻量0.3%時(shí)混凝土抗彎拉強(qiáng)度提高8.9%，在摻量0.6%時(shí)混凝土抗彎拉強(qiáng)度提高9.5%，在聚丙烯纖維混凝土摻量0.9%時(shí)混凝土抗彎拉強(qiáng)度提高3.2%，在托巴大橋預(yù)制拱箱梁施工中摻加0.9%聚丙烯纖維對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度提高不大，對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度影響較小，后來經(jīng)過專家開會(huì)討論，取消聚丙烯纖維摻量的混凝土強(qiáng)度也能滿足設(shè)計(jì)要求，見表1。

3 施工原材料的質(zhì)量控制

嚴(yán)格控制施工原材料質(zhì)量，施工單位設(shè)立工地試驗(yàn)室，負(fù)責(zé)施工自檢，試驗(yàn)項(xiàng)目和頻率按照J(rèn)TG/TF50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行，監(jiān)理單位按照施工自檢頻率的5%～7%的比例進(jìn)行平行檢測(cè)，業(yè)主試驗(yàn)中心按照10%的比例進(jìn)行抽檢，共同構(gòu)成托巴水電站工程質(zhì)量三級(jí)試驗(yàn)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)。檢測(cè)結(jié)果施工用的水泥物理力學(xué)性能各項(xiàng)指標(biāo)滿足GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》的要求，比如膠砂3 d 抗折強(qiáng)度為5.0 MPa，28 d抗折強(qiáng)度為7.5 MPa，膠砂3 d 抗壓強(qiáng)度為25.2 MPa，28 d 抗壓強(qiáng)度為55.8 MPa，檢測(cè)結(jié)果均符合規(guī)范要求。施工用的鋼筋機(jī)械性能指標(biāo)滿足國標(biāo)GB1499.2-2007《鋼筋混凝土用鋼第2 部分：熱軋帶肋鋼筋》的要求。現(xiàn)場(chǎng)鋼筋焊接接頭檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)滿足JGJ18-2012《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》的要求。施工用的細(xì)骨料和粗骨料檢測(cè)結(jié)果各項(xiàng)指標(biāo)滿足JTG/TF50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的要求。減水劑使用前試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果滿足減水率12.8%、泌水率比126%，發(fā)現(xiàn)不合格后立即清場(chǎng)，使用新進(jìn)減水劑，經(jīng)檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)滿足GB8076-2008《混凝土外加劑》的要求，確保施工原材料質(zhì)量滿足規(guī)程規(guī)范的要求。

表1 預(yù)制C40 混凝土強(qiáng)度（不同纖維摻量）對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

4 施工過程中質(zhì)量控制

加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土施工拌合物質(zhì)量控制，施工期間1～2 h 一次，檢查混凝土拌合物的塌落度，以及混凝土拌合物的均勻性，比如棍度、含砂情況、粘聚性、保水性。特別是塌落度的控制，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)當(dāng)混凝土塌落度為8 cm，2 d 混凝土強(qiáng)度為23.5 MPa；當(dāng)混凝土塌落度為10 cm，2 d 混凝土強(qiáng)度為18.6 MPa；當(dāng)塌落度為15 cm，2 d 混凝土強(qiáng)度為2.1 MPa。因此，在保證混凝土強(qiáng)度的情況下，現(xiàn)場(chǎng)要控制拌合物的塌落度在9～10 cm，混凝土拆模時(shí)間由1 d 改為2 d。根據(jù)澆筑完后混凝土的外觀質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)加強(qiáng)振搗，特別是附著式振搗器要使用，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行。

5 試驗(yàn)指導(dǎo)拱箱梁吊裝施工

根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》，結(jié)合施工需要，現(xiàn)場(chǎng)取樣調(diào)整施工配合比后的混凝土試件，在制取6 組與拱箱梁同條件養(yǎng)生的試件，測(cè)試成型時(shí)間分別為1，2，3，5，7，10 d 的混凝土試件強(qiáng)度，作為吊裝施工階段的強(qiáng)度依據(jù)。

參考有關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)折減系數(shù)按0.73 考慮推算實(shí)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，根據(jù)規(guī)范JTG/TF50-2011 和設(shè)計(jì)要求，要在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%才能進(jìn)行預(yù)制件吊裝，現(xiàn)場(chǎng)大橋混凝土拱箱梁設(shè)計(jì)C40 的85%為34 MPa，因此，根據(jù)試驗(yàn)資料，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工質(zhì)量，混凝土澆筑7 d 后強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%，進(jìn)行拱箱梁吊裝施工，見表2。

表2 同條件養(yǎng)生條件下拱箱梁不同齡期的混凝土試件和實(shí)體強(qiáng)度

6 拱箱梁施工質(zhì)量評(píng)定

托巴大橋預(yù)制拱箱梁混凝土抗壓強(qiáng)度質(zhì)量，評(píng)定結(jié)果滿足JTGF80/1-2004《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》要求，質(zhì)量評(píng)定為合格。2015年1月25日（12 號(hào)）拱箱梁施工以后，混凝土強(qiáng)度有很大提高，2月6 號(hào)取消聚丙烯纖維以后，混凝土抗壓強(qiáng)度有所提高，最大值59.8 MPa，最小值40.7 MPa，總體來看混凝土平均強(qiáng)度52.8 MPa，超出設(shè)計(jì)要求31.8%，混凝土抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，標(biāo)準(zhǔn)差Sn 為8.4 MPa，而且離差系數(shù)為0.27較小，說明混凝土質(zhì)量較好。

7 結(jié) 語

試驗(yàn)檢測(cè)作為橋梁施工質(zhì)量控制的有效手段，是指對(duì)某施工項(xiàng)目或產(chǎn)品進(jìn)行針對(duì)性的檢測(cè)，同時(shí)根據(jù)實(shí)際檢測(cè)結(jié)果，判斷該施工項(xiàng)目或產(chǎn)品的質(zhì)量，以期滿足國家現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)施工項(xiàng)目或產(chǎn)品的質(zhì)量起著直接性的作用。針對(duì)公路橋梁施工而言，試驗(yàn)檢測(cè)作為施工質(zhì)量控制的重要組成部分，試驗(yàn)資料的科學(xué)性往往直接影響著對(duì)施工質(zhì)量的情況，因此，必須重視公路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)拱座，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)公路橋梁施工質(zhì)量的提高。

［1］ 劉娟.關(guān)于公路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用探究［J］.商品與質(zhì)量·學(xué)術(shù)觀察，2013（8）：57—58.

［2］ 彭杰.探討如何提高公路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)水平［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2011（32）：93—94.

［3］ 徐宏峰.在新形勢(shì)下如何提高工程質(zhì)量監(jiān)督水平［J］.山西建筑，2011，37（5）：225—226.

［4］ 徐靜.探討如何提高公路橋梁試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（14）：29—30.

［5］ 高霞.淺究我國公路橋梁工程的試驗(yàn)與檢測(cè)技術(shù)［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（34）：15—17.