橋梁水中承臺(tái)施工技術(shù)及質(zhì)量控制探討

鄭莉

在深水橋墩施工中，水中承臺(tái)施工是整個(gè)橋梁工程的施工難點(diǎn)和重點(diǎn)，對(duì)橋梁工程整體施工質(zhì)量、進(jìn)度和成本有著重大影響，需給予高度重視。文章結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)高速公路橋梁水中承臺(tái)施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施進(jìn)行探討。

橋梁;水中承臺(tái);施工技術(shù);質(zhì)量控制

0?引言

隨著高速公路橋梁建設(shè)的快速發(fā)展，橋梁工程需要進(jìn)行深水橋墩施工的情況越來(lái)越多，水中承臺(tái)在工程中應(yīng)用得也越來(lái)越頻繁。而水中承臺(tái)施工復(fù)雜，很容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，如圍堰滲漏嚴(yán)重，直接影響承臺(tái)質(zhì)量、工期和安全;又如大體積混凝土施工時(shí)，不注意溫度控制，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)裂縫等。因此，在深水橋墩施工中，水中承臺(tái)施工是整個(gè)橋梁工程施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)，對(duì)橋梁工程整體施工質(zhì)量、進(jìn)度、成本有著重大影響，必須予以深入探討。

1?工程概況

廣西境內(nèi)泉南高速公路洛維大橋跨越柳江，橋址區(qū)位于紅花水利樞紐上游約12 km，屬于紅花水利樞紐庫(kù)區(qū)范圍，全長(zhǎng)約964 m（0#～21#墩），主橋?yàn)椋?0+2×125+75） m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)形式，下構(gòu)主墩為鋼筋混凝土空心薄壁墩，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，橋臺(tái)采用U型橋臺(tái)接樁基礎(chǔ)。該大橋9#～11#橋墩為主橋墩，其承臺(tái)尺寸為（22×9.3×4）m。主墩承臺(tái)采用單壁鋼吊箱施工，采用這種施工方法遇到的技術(shù)難題有：

（1）洛維大橋主墩墩位區(qū)域水流流速因受下游紅花水電站蓄水發(fā)電影響，開(kāi)閘發(fā)電過(guò)程中水流流速較快，鋼吊箱下放過(guò)程中定位難度較大。

（2）洛維大橋9#～11#主墩承臺(tái)外側(cè)四周因設(shè)置防撞護(hù)舷，考慮護(hù)舷安裝空間，造成鋼吊箱尺寸加大，重量加重，相應(yīng)下放吊點(diǎn)將增多，增加了對(duì)千斤頂同步下放控制的難度。

（3）鋼吊箱平面尺寸較大（25×12.3 m），如何保證吊箱封底混凝土澆筑質(zhì)量是該工程施工的難點(diǎn)。

（4）主墩承臺(tái)平面尺寸較大，單次澆筑方量約為391 m3。承臺(tái)施工過(guò)程中混凝土攤鋪及澆筑后承臺(tái)內(nèi)外混凝土溫度控制難度較大。

因此，本工程主墩承臺(tái)施工已成為整個(gè)橋梁工程施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)，其施工質(zhì)量直接影響到橋梁的使用性能，在施工中需給予高度重視，應(yīng)采取相應(yīng)的施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施，以確保其施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。下面對(duì)本工程主墩承臺(tái)施工技術(shù)及質(zhì)量控制情況進(jìn)行討論。

2?施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1?施工流程

本工程主墩承臺(tái)的施工流程如圖1所示。

2.2?鋼吊箱施工技術(shù)及質(zhì)量控制

2.2.1?鋼吊箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本工程承臺(tái)鋼吊箱采用單壁結(jié)構(gòu)，空間尺寸（長(zhǎng)×寬×高）約為25 m×12.3 m×8.6 m，總重為213.663 t，分為底板、側(cè)板、內(nèi)支撐、懸吊系統(tǒng)四大部分。

2.2.2?鋼吊箱底板拼裝平臺(tái)搭建

本工程鋼吊箱底板拼裝平臺(tái)由牛腿與主梁組成，均采用36 b型工字鋼加工而成。焊接三角形牛腿時(shí)應(yīng)注意，牛腿朝向應(yīng)與底板主梁一致，待牛腿焊接完成以后，橫橋向擺放拼裝平臺(tái)主梁于牛腿之上。為保證日后拼裝平臺(tái)拆除方便，同時(shí)防止拼裝平臺(tái)主梁與吊點(diǎn)位置沖突時(shí)可調(diào)節(jié)位置，暫時(shí)不需將主梁焊接固定于牛腿之上。

2.2.3?鋼吊箱加工制作

鋼吊箱除側(cè)模由大塊鋼模板組成外，其余部分均由型鋼、鋼板現(xiàn)場(chǎng)組拼而成。模板加工完畢后，需進(jìn)行試拼且經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)員和質(zhì)檢員驗(yàn)收合格報(bào)監(jiān)理單位相關(guān)人員驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方能用于承臺(tái)施工。

2.2.4?鋼吊箱底板拼裝

待鋼吊箱底板拼裝平臺(tái)安裝完成后，便可鋪裝吊箱底板。吊箱底板由下至上依次由雙拼36b型槽鋼主梁、28b型工字鋼背楞、6 mm厚底板面板組成。鋪裝順序由下至上鋪設(shè)，主梁鋪設(shè)間距約為2.0～3.3 m，背楞鋪設(shè)間距約為0.4 m。待底板面板鋪設(shè)完成后，在面板上放出各吊點(diǎn)位置，開(kāi)好吊桿孔，提前安裝好吊點(diǎn)螺母及墊板，臨時(shí)固定于主梁上。

2.2.5?鋼吊箱起吊系統(tǒng)安裝

鋼吊箱起吊系統(tǒng)由十字扁擔(dān)梁及懸吊牛腿（雙拼36b型工字鋼）、32 mm精軋螺紋鋼吊桿及相配套的螺母、墊板組成。在吊箱底板組拼期間，起吊系統(tǒng)十字扁擔(dān)梁及懸吊牛腿可事先焊接于鋼護(hù)筒頂部。十字扁擔(dān)梁下層扁擔(dān)需鑲嵌于護(hù)筒頂口開(kāi)口處，扁擔(dān)梁吊桿位置及與護(hù)筒壁交接位置需加焊抗剪鋼板進(jìn)行加強(qiáng)。因在封底混凝土澆筑階段，懸吊牛腿與護(hù)筒交接處存在較大局部應(yīng)力，需對(duì)牛腿高度范圍內(nèi)（約1.6 m高）的護(hù)筒進(jìn)行加強(qiáng)，采用護(hù)筒內(nèi)部灌注混凝土的方式。

2.2.6?鋼吊箱定位及下放

為保證鋼吊箱下放順利，主墩鋼吊箱下放前和應(yīng)紅花水電站溝通，盡量說(shuō)服電站在鋼吊箱下放過(guò)程中不進(jìn)行開(kāi)閘發(fā)電作業(yè)，減小鋼吊箱下放期間水流流速對(duì)其造成的影響。在鋼吊箱四角鋼護(hù)筒上共設(shè)置6個(gè)定位導(dǎo)向架，用以限制鋼吊箱下放時(shí)沿水流方向發(fā)生位移，導(dǎo)向架與圍楞接觸面上適當(dāng)涂抹黃油，且導(dǎo)向架與鋼吊箱圍楞之間應(yīng)保持有2～5 cm間隙。鋼吊箱采用8個(gè)50 t液壓穿心式千斤頂整體下放，確保下放平穩(wěn)、快速，有效避免水流影響。

2.2.7?鋼吊箱底板封堵

2.2.7.1?加工封堵鋼板

在場(chǎng)內(nèi)加工封堵鋼板，封堵鋼板設(shè)計(jì)過(guò)程中需根據(jù)鋼護(hù)筒的不同偏位進(jìn)行分別設(shè)計(jì)。對(duì)于偏位在0～5 cm以?xún)?nèi)的采用一種形式的封堵鋼板，每個(gè)護(hù)筒周?chē)姆舛落摪蹇煞譃槿舾煞謮K加工，在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)螺栓連接。為方便安裝，在封堵鋼板上設(shè)置有拖環(huán)。對(duì)于個(gè)別間隙較大的開(kāi)孔，則需要先利用面板和型鋼補(bǔ)孔后再安裝封堵鋼板。

2.2.7.2?安裝封堵鋼板

主墩鋼吊箱下放前，在底板面板上臨時(shí)安裝封堵鋼板，封堵鋼板需在鋼吊箱下放前臨時(shí)放置在鋼吊箱底板樁孔附近，臨時(shí)連接成圓環(huán)，并需與鋼護(hù)筒之間留有一定空隙。鋼吊箱下放就位后，由潛水員下潛固定封堵鋼板，并采用布袋灌注水泥漿堵漏。

2.2.8?封底混凝土澆筑

本工程主墩鋼吊箱封底混凝土澆筑高度為2 m，采用全平面整體均勻抬高方式澆筑。在主墩平臺(tái)兩橫向車(chē)道上各布置一臺(tái)汽車(chē)天泵，封底混凝土布料位置共設(shè)8處，分別在吊箱四角及靠近平臺(tái)橫向車(chē)道中部。壓水導(dǎo)管共配備8套，導(dǎo)管頂面各設(shè)置一個(gè)料斗。集中拌制的封底混凝土由混凝土運(yùn)輸車(chē)運(yùn)至墩位處，因運(yùn)距較遠(yuǎn)，可適當(dāng)對(duì)理論配合比進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。為確保承臺(tái)封底混凝土澆筑質(zhì)量，在封堵底板預(yù)留孔與護(hù)筒間縫隙時(shí)，利用海帶、沙袋等填滿(mǎn)喇叭口后蓋上封堵環(huán)形鋼板，防止封底混凝土沿著護(hù)筒與封堵板之間的間隙流出。

2.3?承臺(tái)施工技術(shù)及質(zhì)量控制

2.3.1?鋼筋制作安裝

本工程主墩承臺(tái)設(shè)計(jì)鋼筋有28 mm、20 mm、16 mm三種類(lèi)型，分別重140.108 t、39.779 t、29.33 t，主筋配置共3層，分別位于頂層及底層，其中底層縱橫布置2層，頂面布置1層。

2.3.2?冷卻水管安裝

本工程承臺(tái)為大體積混凝土，要采取溫控措施，在承臺(tái)內(nèi)埋設(shè)冷卻水管。冷卻管采用不能漏水、變形的外徑為D=40 mm的無(wú)縫鋼管，鋼管彎頭部位采用機(jī)械螺紋加防水膠帶的連接方式。主墩承臺(tái)布置4層冷卻管，過(guò)渡墩承臺(tái)布置3層，每層高度為1 m，每層平面內(nèi)冷卻管間距為1.15 m。同時(shí)承臺(tái)頂面需預(yù)留測(cè)溫孔，孔徑d=10 cm，孔間距為4 m，孔底距承臺(tái)底50 cm。冷卻水管及測(cè)溫管與承臺(tái)的架立鋼筋結(jié)合安裝架設(shè)。

2.3.3?預(yù)埋件安裝

2.3.3.1?主墩承臺(tái)頂塔吊預(yù)埋件安裝

為方便該大橋主墩模板、鋼筋以及上構(gòu)鋼筋、掛籃桿件安裝的吊裝工作，在該大橋各承臺(tái)下游側(cè)承臺(tái)邊角處安裝塔吊，型號(hào)為T(mén)C5013。在承臺(tái)第二次混凝土澆筑前預(yù)埋塔吊基礎(chǔ)預(yù)埋件。

2.3.3.2?主墩墩身主筋、角鋼預(yù)埋件安裝

為滿(mǎn)足施工及結(jié)構(gòu)受力要求，保證墩身施工質(zhì)量，空心薄壁主墩內(nèi)需加設(shè)勁性骨架，勁性骨架由角鋼相互焊接拼裝而成。在承臺(tái)第二層混凝土澆筑施工時(shí)，承臺(tái)頂部墩身范圍內(nèi)需事先預(yù)埋墩身角鋼預(yù)埋件，以保證主墩預(yù)埋鋼筋準(zhǔn)確定位。

2.3.4?承臺(tái)混凝土施工

2.3.4.1?優(yōu)化承臺(tái)混凝土配合比

本工程從原材料供應(yīng)、混凝土工作性能、混凝土強(qiáng)度指標(biāo)以及大體積混凝土溫控等方面進(jìn)行反復(fù)對(duì)比、優(yōu)化，最終確定承臺(tái)混凝土設(shè)計(jì)配合比，以保證承臺(tái)混凝土的質(zhì)量。

2.3.4.2?混凝土生產(chǎn)、運(yùn)輸及泵送

承臺(tái)混凝土在攪拌站集中生產(chǎn)，并采用6臺(tái)10 m3混凝土運(yùn)輸車(chē)由陸路運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)橋位處。澆筑時(shí)采用一臺(tái)汽車(chē)天泵泵送混凝土，最大可泵送混凝土約30～40 m3/h，承臺(tái)單次最大澆筑量為391 m3混凝土，最長(zhǎng)澆筑時(shí)間約10～12 h。

2.3.4.3?混凝土的布料及振搗

（1）天泵泵送過(guò)程中應(yīng)注意控制混凝土自由下落高度在2 m以?xún)?nèi)。在混凝土開(kāi)始澆筑前，為保證天泵泵送通暢而不堵管，先行泵送1 m3水泥砂漿進(jìn)行潤(rùn)管。承臺(tái)混凝土采用分層澆筑，分層厚度為30 cm?；炷翝仓筮B續(xù)進(jìn)行，其間歇時(shí)間要求小于前一層混凝土的初凝時(shí)間或能重塑時(shí)間，上、下兩層混凝土的澆筑時(shí)間間隔一般應(yīng)≤90 min。在澆筑上層混凝土?xí)r，振動(dòng)棒要求插入下層混凝土中的深度為50～100 mm。

（2）采用插入式振動(dòng)器進(jìn)行振搗，振動(dòng)棒的振動(dòng)深度不超過(guò)棒長(zhǎng)的2/3～3/4倍。振搗時(shí)要“快插慢拔”，不斷上下移動(dòng)振動(dòng)棒，以便搗實(shí)均勻。對(duì)每一個(gè)振搗部位，一般振搗時(shí)間為20～30 s，要求振搗到該部位混凝土密實(shí)為止。振搗應(yīng)有規(guī)律性，防止漏振、過(guò)振。振動(dòng)棒作用半徑為其直徑的8～9倍，移動(dòng)間距不超過(guò)作用半徑的1.5倍，振動(dòng)棒距離側(cè)模50～100 mm。

2.4?鋼吊箱拆除

待主墩承臺(tái)外側(cè)橡膠防撞護(hù)舷和承臺(tái)頂鋼浮箱安裝完成后，可拆除鋼吊箱，打開(kāi)側(cè)壁板補(bǔ)水孔進(jìn)行鋼吊箱內(nèi)灌水作業(yè)。根據(jù)鋼吊箱內(nèi)水位，依次由下至上割開(kāi)并拆除內(nèi)支撐體系，待鋼吊箱內(nèi)外水位平衡后，潛水員下潛松開(kāi)各側(cè)模之間的連接螺栓，再分層分塊依次拆除鋼吊箱側(cè)板。

3?施工效果

本工程主墩承臺(tái)施工采用單壁鋼吊箱圍堰施工方法，采取了有效的施工技術(shù)及質(zhì)量控制措施，解決了施工過(guò)程中遇到的鋼吊箱就位、圍堰滲漏水以及大體積混凝土施工等技術(shù)難題，取得了明顯的施工效果。主墩承臺(tái)施工速度快、質(zhì)量?jī)?yōu)、效益好，得到了業(yè)主的好評(píng)。

4?結(jié)語(yǔ)

在高速公路橋梁水中承臺(tái)施工中，必須根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、地形、水文、氣候等情況，結(jié)合施工材料與機(jī)械設(shè)備情況，制定合理、科學(xué)的施工方案，采取有效的質(zhì)量控制措施，確保工程質(zhì)量和進(jìn)度。通過(guò)實(shí)踐表明，加強(qiáng)先進(jìn)施工技術(shù)、施工材料、施工機(jī)械設(shè)備的運(yùn)用，可以有效克服施工難點(diǎn)，提高施工質(zhì)量。

[1]陳功捷.鋼吊箱圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的思考[J].四川建材，2018（6）：77-78.

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