簡(jiǎn)析鄭州市隴海路高架橋工程現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土施工技術(shù)

王濤 李丹丹

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)高速公路工程建設(shè)的要求也不斷提高，現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于高速公路施工中，混凝土施工是各類工程中的常見(jiàn)施工技術(shù)。筆者結(jié)合自身實(shí)際工作經(jīng)歷與經(jīng)驗(yàn)，就現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土澆筑施工技術(shù)在鄭州隴海路高架橋工程中的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)探討，以期對(duì)日后同類工作起到借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力混凝土 澆筑 施工 養(yǎng)護(hù)

1 工程概況

鄭州市隴海路快速通道工程BT項(xiàng)目，場(chǎng)址位于鄭州市中心城區(qū)，西起西四環(huán)，東至京港澳高速，路段全長(zhǎng)約32.5km（其中隴海路南水北調(diào)橋及西三環(huán)隴海立交已實(shí)施）。文中標(biāo)段位于該工程中段部位，工程范圍為工人路到鐵英街，樁號(hào)K9+734.055～K12+480，總長(zhǎng)2.746km。主線高架橋采用整幅布置，寬度為25.5～43.5米，標(biāo)準(zhǔn)段寬25.5m，加寬段橋面最寬達(dá)到43.5m。標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)為3×30m、3×33m，跨越路口或規(guī)劃軌道線，采用變高度連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，跨徑布置有：（36.8+58+36.8）m、（30+50+30）m、（25+40+25）m等，興華街路口采用單跨49米的的簡(jiǎn)支鋼箱梁。全線設(shè)置 6處上下橋平行匝道，橋長(zhǎng)146～206.785m，寬度8米。標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)為3×30m、3×33m。匝道橋梁上部結(jié)構(gòu)均采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，標(biāo)準(zhǔn)寬度8m。

由于該項(xiàng)目位于中心城區(qū)，貫穿東西，屬于城市主干道，交通流量及壓力較大；加之工期短，工程量大，尤其是混凝土的澆筑作業(yè)量比較大。下文藉此項(xiàng)目的混凝土澆筑施工進(jìn)行詳細(xì)的探討。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土配料

該工程箱梁混凝土采用C50清水混凝土，混凝土配合比采用清水混凝土配合比，拌制混凝土的細(xì)骨料采用河砂，不得采用人工砂。預(yù)應(yīng)力混凝土配料除符合普通混凝土有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)符合以下要求：

（1）選擇級(jí)配優(yōu)良的的配合比，在構(gòu)件截面尺寸和配筋允許下，盡量采用大粒徑、強(qiáng)度高的骨料，但粗骨料最大粒徑不宜大于25毫米；最小水灰比為0.55；最小水泥用量為350Kg/m3，最大不超過(guò)480Kg/m3，骨料用量準(zhǔn)確到±2%。（2）在拌合料中可摻入適量的高效減水劑，以達(dá)到易于澆筑、早強(qiáng)、節(jié)約水泥的目的，摻入量由試驗(yàn)確定并經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可。水、水泥、減水劑用量準(zhǔn)確到±1%。

3 混凝土澆筑

3.1 混凝土澆筑前準(zhǔn)備

（1）倉(cāng)面清理：在具備澆筑條件后，進(jìn)行第三次清倉(cāng)，采用手持式風(fēng)機(jī)及洗車用手持式水槍對(duì)模板面進(jìn)行全面清理，形成的污水及雜物通過(guò)預(yù)留的清掃孔排出。（2）由于箱梁澆筑倉(cāng)面及混凝土量較大，需做好夜間澆筑的照明準(zhǔn)備，施工現(xiàn)場(chǎng)夜間澆筑采用每聯(lián)箱梁架設(shè)2個(gè)2000W金屬氯化物燈作為主要照明工具，布置在箱梁兩端，保證整個(gè)施工場(chǎng)地均有較好的照明。每個(gè)箱室內(nèi)配置安全電壓防潮燈具，按間距5m設(shè)置1盞。（3）由于箱梁混凝土澆筑時(shí)間較長(zhǎng)，在夏季施工時(shí)必須做好覆蓋保濕塑料薄膜及土工布的準(zhǔn)備，根據(jù)澆筑混凝土凝固情況，及時(shí)進(jìn)行覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)。（4）安排專人在整個(gè)混凝土澆筑過(guò)程中檢查支架、模板，出現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)通知停止?jié)仓?，并立即處理。?）箱梁計(jì)劃澆筑前，至少提前一天通知拌合站做好準(zhǔn)備，保證混凝土連續(xù)供應(yīng)；同時(shí)在施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備一臺(tái)150KW發(fā)電機(jī)，以防施工過(guò)程中出現(xiàn)停電。（6）箱梁澆筑混凝土由鄭州市一川商品混凝土拌和站供應(yīng)，平均運(yùn)距為15km。在箱梁澆筑前，提前和交警部門溝通，確?；炷吝\(yùn)輸線路暢通。

3.2 混凝土澆筑方法

（1）混凝土由拌和站統(tǒng)一拌制，混凝土攪拌運(yùn)輸車水平運(yùn)輸，澆筑均采用汽車泵泵送入模。混凝土泵車站位至每聯(lián)箱梁中部進(jìn)行泵送至梁頂澆筑。根據(jù)本工程箱梁質(zhì)量要求，箱梁混凝土達(dá)到清水混凝土質(zhì)量要求?；炷僚浜媳炔捎们逅炷僚浜媳龋柚苹炷恋募?xì)骨料采用河砂，不得采用人工砂?；炷撂涠葹閲?yán)格按照監(jiān)理批復(fù)的配合比所要求進(jìn)行坍落度控制，由專職的質(zhì)檢人員及實(shí)驗(yàn)人員在攪拌及澆筑地點(diǎn)分別進(jìn)行檢測(cè)，不合格的混凝土嚴(yán)禁使用。箱梁混凝土C50，塌落度18～22cm。（2）為了確保澆筑速度，施工中全梁采用全截面對(duì)稱一次澆筑，對(duì)于支架高度大于15m且結(jié)構(gòu)橫斷面高度大于2.5m的現(xiàn)澆混凝土箱梁，采用二次澆筑。澆筑方向由低墩身處向高墩身方向進(jìn)行，對(duì)于變截面箱梁，從低到高對(duì)稱澆筑。澆筑中水平分層、縱向分段、連續(xù)澆筑。上層與下層混凝土前后澆筑距離保持在1.5米以上，混凝土分層厚度為30cm。在澆到最后一跨時(shí)，最后6～8m先澆筑端部，因端部高度大，混凝土重量大，先將端部混凝土先澆筑對(duì)支架壓載，再向中間澆筑，以便減少結(jié)構(gòu)沉降裂縫產(chǎn)生。（3）砼澆筑前要將模板內(nèi)清理干凈，同一聯(lián)梁澆筑點(diǎn)從一端向另一端水平分層、斜向分段、兩側(cè)腹板對(duì)稱、連續(xù)澆筑。澆筑時(shí)同一斷面先澆筑底板，再腹板、最后澆筑頂板。合理安排混凝土澆筑順序及澆筑時(shí)間，混凝土澆筑中間需要間隙，底板混凝土澆筑完成一小時(shí)后，開(kāi)始澆筑腹板。嚴(yán)格控制箱梁底板澆筑長(zhǎng)度，3-4月份控制在20m左右，夏季控制在15m左右，冬季控制在25m左右。（4）澆筑原則：由中間向兩邊、由箱梁較低一端到另一端，澆筑順序是先從兩腹板倒入混凝土，從內(nèi)模兩下角模（內(nèi)模架開(kāi)口處）冒出砼至底板，由于底板較寬，當(dāng)?shù)装逯虚g無(wú)法澆筑到位時(shí)，采用頂部的下料孔下料澆筑。將底板振搗密實(shí)，同時(shí)將多余的混凝土由底板處刮出并抹平，繼續(xù)澆注混凝土至腹板與上翼緣相交處。澆筑混凝土?xí)r有專人檢查模板，防止跑模、漏漿。（5）砼澆筑時(shí)采用分層澆筑，分層振搗，分層時(shí)每層澆筑厚度為30cm，采用插入式振搗器進(jìn)行人工振搗，振搗器要 垂直地插入砼內(nèi)，并要插至前一層砼內(nèi)，以保證新澆混凝土與先澆混凝土結(jié)合良好，插進(jìn)深度一般為5-10cm，振搗時(shí)振搗器應(yīng)盡可能地避免與鋼筋及預(yù)埋件相接觸，以免混凝土產(chǎn)生離析或?qū)︻A(yù)埋件破壞；施工時(shí)不能利用振搗器使砼長(zhǎng)距離流動(dòng)或運(yùn)送砼，以致引起離析。將底板振搗密實(shí)后，同時(shí)將多余的混凝土由底板處刮出并抹平，繼續(xù)澆筑混凝土至腹板與上翼緣相交處。澆筑混凝土?xí)r有專人檢查模板，防止跑模、漏漿。

3.3 混凝土振搗

砼的振搗用平板振搗器和插入式振搗棒配合使用，底板砼以平板振搗器為主，輔以插入式振搗器，腹板砼以插入式振搗器為主，頂板和翼緣板以平板振搗器為主，輔以插入式振搗器。搗固時(shí)搗固棒插點(diǎn)間距為搗固棒作用半徑的1.5倍，同時(shí)振動(dòng)棒插入下層混凝土中5～10cm，移動(dòng)間距不宜大于振搗器作用半徑的1.5倍，與側(cè)模保持5～10cm距離，防止漏振。振動(dòng)時(shí)要快插慢拔，不斷上下移動(dòng)振動(dòng)棒，以便搗實(shí)均勻，減少混凝土表面氣泡。振動(dòng)的時(shí)間依砼密實(shí)度而調(diào)整，兩側(cè)對(duì)稱振搗，振搗以混凝土不再下沉，表面平整開(kāi)始泛漿，混凝土不再大量冒出氣泡為準(zhǔn)。嚴(yán)禁搗固棒碰撞模板、波紋管及預(yù)埋件。澆筑混凝土堅(jiān)持動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制和“三方值班制”（現(xiàn)場(chǎng)工區(qū)負(fù)責(zé)人、技術(shù)人員、試驗(yàn)人員），人、機(jī)、料、工各環(huán)節(jié)有一不具備，不得進(jìn)行混凝土澆筑。為保證箱梁斜腹板砼的振搗密實(shí)、防止出現(xiàn)漏振現(xiàn)象，經(jīng)與項(xiàng)目部協(xié)商采用Φ150鋼管制作一個(gè)振搗棒下行通道，振搗棒通過(guò)此通道能夠順利的下到斜腹板的底部，保證斜腹板底部的砼能夠振搗密實(shí)。

3.4 混凝土收面

（1）在箱梁澆筑過(guò)程中，根據(jù)澆筑速度及底板澆筑情況，每個(gè)箱室內(nèi)安排至少5人進(jìn)入箱室內(nèi)進(jìn)行箱室底板收面。先采用木抹子收平，隨后再用鐵抹子收面，在混凝土接近初凝時(shí)再用鐵抹子壓光。（2）為控制梁頂面混凝土高程，確保橋面鋪裝層厚度及橫坡符合設(shè)計(jì)要求，橫向掛設(shè)細(xì)鋼絲繩（間距2m），或者每隔2m設(shè)置一個(gè)鋼筋頭，用膠帶和原頂板鋼筋纏住，定位控制梁頂面高程?；炷撩嫜囟ㄎ讳摻罟胃苷移?，并形成設(shè)計(jì)要求的橫坡。待混凝土初凝前，將定位的鋼筋取出，然后把混凝土表面收平。

為提高箱梁頂混凝土早期強(qiáng)度，防止混凝土表面收縮裂縫，混凝土澆筑完畢，管頂混凝土出面時(shí)采用磨光機(jī)抹平，隨后人工收面，用木抹子抹成毛面，在終凝以后進(jìn)行拉毛處理，以便和上部鋪裝層更好的粘結(jié)。

4 混凝土養(yǎng)護(hù)

由于混凝土施工，對(duì)環(huán)境、氣候等因素有一定的要求，除了需對(duì)混凝土進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)護(hù)外，在不同的、特殊的時(shí)段內(nèi)，還需要采取不同的養(yǎng)護(hù)措施。

4.1 冬季施工的保證措施

4.1.1 原材料冬季質(zhì)量控制

（1）水泥：水泥優(yōu)先選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，應(yīng)注意其中摻合材料對(duì)混凝土抗凍、抗?jié)B性能的影響；（2）骨料：粗細(xì)骨料必須置于防風(fēng)、防雨的棚內(nèi)，保證骨料清潔，不得含有冰雪凍結(jié)物及易凍裂的礦物物質(zhì)，粗細(xì)骨料拌合前必須置于暖棚內(nèi)，暖棚內(nèi)溫度不低于5℃；（3）外加劑：在冬期施工期間，選用具有防凍性能復(fù)合減水劑，嚴(yán)禁使用含氯鹽類防凍劑，嚴(yán)禁在施工現(xiàn)場(chǎng)自行將減水劑與防凍劑混合使用。

4.1.2 混凝土拌合和運(yùn)輸

（1）混凝土攪拌必須在暖棚內(nèi)進(jìn)行，棚內(nèi)設(shè)取暖措施，棚內(nèi)溫度不低于5℃；（2）混凝土原材料使用時(shí)的溫度根據(jù)熱工計(jì)算和實(shí)際試拌情況確定，確?；炷寥肽囟葷M足相關(guān)要求（≥10℃）；（3）攪拌時(shí)應(yīng)先投入骨料、水，充分?jǐn)嚢韬笤偻度胨?、礦物摻合料、外加劑等。攪拌時(shí)間以最后一種材料投入攪拌機(jī)內(nèi)開(kāi)始計(jì)算。攪拌時(shí)間一般較正常溫度下延長(zhǎng)50%左右；（4）輸水管、送料帶、混凝土罐車、泵車和管道采取遮蔽、包裹等保溫措施，盡量減少中間倒運(yùn)環(huán)節(jié)縮短運(yùn)輸時(shí)間，減少混凝土施工過(guò)程中的熱量散失；（5）當(dāng)拌制的混凝土出現(xiàn)坍落度減小或發(fā)生速凝現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整拌合料的加熱溫度；（6）混凝土入模前，應(yīng)采用專用設(shè)備測(cè)定混凝土的溫度、坍落度、含氣量及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合設(shè)計(jì)或配合比要求的混凝土方可入模澆筑?；炷涟韬臀锶肽囟炔坏玫陀?℃。

4.1.3 混凝土澆筑

采用暖棚法保溫：采用電熱風(fēng)機(jī)供暖加熱。（1）每聯(lián)現(xiàn)澆梁周圍用Φ48鋼管搭設(shè)兩排縱桿間距0.75米；橫桿間距1米；頂上水平桿間距1米長(zhǎng)20米布設(shè)鋼管；（2）暖棚內(nèi)底部溫度不低于5℃，當(dāng)?shù)陀?℃時(shí)應(yīng)采取增加火爐保溫的辦法。混凝土養(yǎng)護(hù)期間，安排專人對(duì)火爐進(jìn)行檢查，填加燃料，保持棚內(nèi)溫度；（3）暖棚內(nèi)應(yīng)有一定的濕度（由實(shí)驗(yàn)室測(cè)定），當(dāng)濕度過(guò)高時(shí)，要向混凝土面及模板灑水或覆蓋潤(rùn)濕的土工布。

4.1.4 梁體混凝土的養(yǎng)護(hù)

（1）梁體混凝土澆筑成型后，應(yīng)立即進(jìn)行防寒保溫，防寒保溫措施分為蓄熱法和外部熱源加熱法。當(dāng)室外最低氣溫高于-15℃時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)表面系數(shù)（冷卻面積和體積的比值）不大于15m-1的工程應(yīng)優(yōu)先采用蓄熱法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，但應(yīng)保證混凝土結(jié)構(gòu)小環(huán)境溫度不得低于5℃；（2）在暖棚內(nèi)利用熱風(fēng)機(jī)和火爐加熱取暖，進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)；（3）安排專人對(duì)結(jié)構(gòu)物進(jìn)行溫度測(cè)量，拆模時(shí)混凝土芯部與表面，表面與環(huán)境的溫差不得大于15℃，當(dāng)養(yǎng)護(hù)完畢后的環(huán)境溫度仍在0℃以下時(shí)，應(yīng)待混凝土冷卻至5℃以下且混凝土與環(huán)境溫之間的溫差不大于15℃后，放可拆除模板；（4）冬期施工不得直接灑水養(yǎng)護(hù)，宜噴涂養(yǎng)護(hù)劑或保濕增濕措施。

4.2 雨季混凝土施工技術(shù)保證措施

在雨季之前，制訂防雨、防洪措施，備足水泥、砂、碎石等主要材料，為施工人員配備必要的勞動(dòng)保護(hù)用品，以期達(dá)到連續(xù)施工，不間斷生產(chǎn)?；炷翑嚢柽^(guò)程中應(yīng)始終注意坍落度，如與原定的不符，立即糾正。（1）遇到大雨應(yīng)停止?jié)仓炷?，已澆筑的部位?yīng)加以覆蓋?，F(xiàn)澆筑的混凝土應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)情況和可能，多考慮幾道施工縫的留置；（2）雨期施工時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土粗細(xì)骨料含水量的測(cè)定，及時(shí)調(diào)整用水量；（3）大面積的混凝土澆筑前（如現(xiàn)澆箱梁），要了解2-3天的天氣預(yù)報(bào)，盡量避開(kāi)大雨；混凝土澆筑現(xiàn)場(chǎng)要準(zhǔn)備大量的防雨材料，以備澆筑時(shí)突然遇雨進(jìn)行覆蓋。

4.3 高溫季節(jié)施工措施

（1）砼拌制與攪拌。對(duì)水泥、砂、石料遮陰防曬，并可在砂石料上噴水降溫，配合比中考慮坍落度的損失；摻入減水劑，減少水泥用量，提高砼早期強(qiáng)度；摻入粉煤灰，減少水泥用量；拌和設(shè)備盡可能遮陰，并保證最佳拌和時(shí)間。（2）砼的運(yùn)輸和澆筑。采用砼攪拌車，運(yùn)輸中慢速攪拌；砼施工準(zhǔn)備充分，保證連續(xù)施工，盡量縮短砼從拌和機(jī)到入倉(cāng)的傳遞時(shí)間及澆筑時(shí)間，砼初凝后，立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；砼澆筑溫度控制在30°C以下；對(duì)混凝土溫度進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)（環(huán)境溫度、砼出機(jī)口及入倉(cāng)溫度、砼內(nèi)部溫度）。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）.

[2] 《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50204-2011）.

[3] 《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（CJJ 2-2008）.

[4] 《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/F50-2011）.

[5] 《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/1-2004）.

作者簡(jiǎn)介：王濤（1975—），男，河南三門峽人，本科，畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)，高級(jí)工程師，目前擔(dān)任中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司第五分局副總工。