天生港專用航道橋超高性能混凝土施工工藝及監(jiān)理控制要點(diǎn)

李漢忠［鐵四院（湖北）工程監(jiān)理咨詢有限公司， 湖北 武漢 430063］

1 工程概況

天生港專用航道橋是滬通長(zhǎng)江大橋的一部分。滬通長(zhǎng)江大橋是我國(guó)沿海鐵路大通道中滬通鐵路的控制性工程，上層為雙向六車道通錫高速公路，下層為雙線滬通鐵路和雙線通蘇嘉城際客運(yùn)專線，大橋北岸為南通市，南岸為張家港市。大橋北側(cè)跨越天生港專用航道（140＋336＋140）m，主跨 336 m，為目前世界上最大跨徑的公鐵兩用剛性梁柔性拱橋。

鐵路橋面超高性能混凝土鋪裝，分為左右幅，其中半幅鋪裝寬度為 9.1 m，長(zhǎng)度為 614 m。超高性能混凝土鋪裝層厚度為 60 mm，超高性能混凝土層內(nèi)布置間距 30 cm 的圓柱頭焊釘。超高性能混凝土層內(nèi)布置縱橫向 HRB400 鋼筋（直徑 10 mm）網(wǎng)，間距 10 cm。橫向鋼筋須布置在上層，縱向鋼筋布置在下層，其中縱向鋼筋與鋼橋面凈距為26 mm。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件及攤鋪設(shè)備情況，將施工區(qū)域分成4 塊，左右幅各 2 塊，每塊分段澆筑施工，單次澆筑混凝土面積約 2 800 m2。施工縫設(shè)置在接近跨中橫梁之間。第一塊為試驗(yàn)段施工，通過(guò)試驗(yàn)段施工總結(jié)，檢驗(yàn)鐵路鋼橋面超高性能混凝土鋪裝施工組織體系及資源配置的合理性，確定施工工藝及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)后續(xù)橋面鋪裝施工。

2 本橋超高性能混凝土施工的特點(diǎn)

超高性能混凝土是一種新型高性能水泥基復(fù)合材料，具有超高強(qiáng)度、超高耐久性等特點(diǎn)，抗壓強(qiáng)度可達(dá) 150 MPa，為普通混凝土的 2～4 倍；抗彎強(qiáng)度可達(dá) 25 MPa，為普通混凝土的 4～8 倍；抗氯離子滲透系數(shù)為普通混凝土的1/50。將其作為鐵路橋面鋪裝層，可起到很好的防水、耐磨作用，且其又具有超高的耐久性，大大減少了運(yùn)營(yíng)期間的維護(hù)工作。本橋超高性能混凝土施工具有以下特點(diǎn)。

2.1 橋梁端頭向中間攤鋪

天生港專用航道橋（2 號(hào)墩～5 號(hào)墩）超高性能混凝土施工時(shí)，橋梁前后是沒(méi)有通行條件的，所有的材料只能通過(guò) 11 號(hào)墩的提升行吊進(jìn)到鐵路層以及 3 號(hào)墩和 1 號(hào)墩的塔吊進(jìn)到公路層；而且航道橋的縱向兩端連接是 112 m簡(jiǎn)支鋼桁梁，簡(jiǎn)支鋼桁梁上設(shè)置的是槽型梁，它的寬度是4.5 m，與我們要鋪裝的寬度是 9.1 m 是不對(duì)應(yīng)的。因此，攤鋪設(shè)備只能從航道橋的端頭兩側(cè)往中間攤鋪。

2.2 垂直運(yùn)輸施工

在地面鋼筋棚場(chǎng)地設(shè)置干拌工廠，提前將超高性能混凝土材料干拌混合均勻裝入儲(chǔ)存桶，再由汽車吊吊至公路橋面上以備濕拌。超高性能混凝土干混料加水濕拌在公路橋面跨中位置進(jìn)行，搭設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)易的超高性能混凝土濕拌站，配有5 臺(tái)超高性能混凝土專用濕拌機(jī)，產(chǎn)量約 18 m3/h。因超高性能混凝土材料沒(méi)有粗骨料，所以采用的是在公路層和鐵路層上下兩層之間設(shè)置一個(gè)鋼導(dǎo)管的溜槽，拌合好之后直接溜到鐵路層，然后通過(guò)泵送實(shí)現(xiàn)超高性能混凝土的攤鋪施工。

2.3 拌合站小型化、單元化

普通混凝土拌合站占地面積大，超高性能混凝土拌合站占地面積小，只有 3 m2～5 m2，具有小型化特點(diǎn)。公路橋面上設(shè)有 5 個(gè)小型拌合站，每個(gè)拌合站是一個(gè)獨(dú)立單元。

2.4 高溫蒸養(yǎng)

高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)通過(guò)蒸汽發(fā)生器、蒸汽管道和蒸汽養(yǎng)護(hù)棚等設(shè)施實(shí)現(xiàn)。蒸汽發(fā)生器布置在擋砟墻外側(cè)。超高性能混凝土終凝后揭除節(jié)水保濕膜，搭設(shè)蒸汽養(yǎng)護(hù)保溫棚。保溫棚由帆布和保溫棉以及帶支架的鋼筋網(wǎng)片架設(shè)組成。保溫棚內(nèi)按要求布置一定數(shù)量的溫度、濕度傳感器，以監(jiān)測(cè)養(yǎng)護(hù)期間的溫度和濕度。

3 超高性能混凝土施工工藝流程

本橋總體施工工藝及流程為：橋面板噴砂除銹→防腐涂裝→焊接栓釘→綁扎鋼筋網(wǎng)→澆筑超高性能混凝土→超高性能混凝土層高溫蒸養(yǎng)。

4 超高性能混凝土施工質(zhì)量控制

4.1 原材料的質(zhì)量控制

超高性能混凝土的主要組成材料有：水泥、核心料、石英砂和鋼纖維。

監(jiān)理對(duì)施工單位申請(qǐng)進(jìn)場(chǎng)的原材料的質(zhì)量證明文件進(jìn)行檢查，主要檢查文件是否齊全、是否在有效期內(nèi)，原材料的生產(chǎn)廠商是否與報(bào)審一致；對(duì)材料存放處進(jìn)行實(shí)物檢查，主要檢查實(shí)物的規(guī)格是否符合設(shè)計(jì)要求及規(guī)范要求，外觀有無(wú)損壞、損傷，數(shù)量是否與報(bào)審一致。

對(duì)于有復(fù)試要求的材料，監(jiān)理與施工單位試驗(yàn)人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行見證取樣?，F(xiàn)場(chǎng)取樣的試品、試件報(bào)送有資質(zhì)的試驗(yàn)檢測(cè)單位進(jìn)行檢測(cè)，試驗(yàn)檢測(cè)合格后方可使用。

4.2 噴砂除銹及防腐涂裝的質(zhì)量控制

噴砂設(shè)備采用帶吸塵裝置的移動(dòng)式自動(dòng)無(wú)塵打砂機(jī)，對(duì)于施工區(qū)域邊緣采用手提式打磨機(jī)進(jìn)行除銹作業(yè)。除銹作業(yè)完畢按照規(guī)范 GB/T 8923.1—2011《涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評(píng)定》中的方法，對(duì)噴砂除銹后的鋼橋面板表面清潔度達(dá)到 Sa2.5 級(jí)的要求，粗糙度達(dá)到60 μm～100 μm 的要求進(jìn)行檢查控制。

噴砂除銹檢查合格后立即進(jìn)行防腐材料涂裝。防腐涂料采用環(huán)氧富鋅涂層，干膜厚度為 160 μm（圖紙要求），噴漆作業(yè)采用高壓無(wú)氣噴涂法，局部補(bǔ)涂時(shí)采用刷涂法，涂裝表面色澤均勻，漆膜無(wú)流掛、針孔、氣泡、裂紋等缺陷；漆膜厚度采用測(cè)厚儀進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)保證 95% 的部位滿足設(shè)計(jì)要求，局部偏薄的地方進(jìn)行補(bǔ)涂。漆膜完全硬化后，參照 GB/T 5210—2006《色漆和清漆拉開法附著力試驗(yàn)》進(jìn)行界面抗拉拔強(qiáng)度試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)界面拉拔強(qiáng)度在6.7 MPa～12.5 MPa 之間，設(shè)計(jì)要求 ＞6.0 MPa。

4.3 剪力釘焊接的質(zhì)量控制

對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙中剪力釘?shù)奈恢迷跇蛎姘迳喜捎媚€定位，并用手磨機(jī)對(duì)栓釘焊接部位進(jìn)行局部打磨，確保焊接處橋面板表面平整、光滑、潔凈。打磨后在定位好的位置采用電弧螺柱焊機(jī)在橋面焊接剪力釘。栓釘焊接后檢查周邊焊縫，焊縫外形應(yīng)飽滿，表面無(wú)氣孔、夾渣、裂紋等明顯缺陷，不得有未焊接或熔透的部分。用錘子橫向敲擊栓釘，栓釘不出現(xiàn)脫落、歪斜等現(xiàn)象。如不滿足要求，則重新焊接。

4.4 鋼筋綁扎的質(zhì)量控制

鋼筋綁扎前核對(duì)鋼筋的品種、直徑、尺寸、數(shù)量、鋼筋網(wǎng)布置圖等。鋼筋搭接長(zhǎng)度不小于 35 d，搭接位置應(yīng)錯(cuò)開，同一斷面位置搭接鋼筋的面積不超過(guò) 50%。綁扎完成后進(jìn)行間距及綁扎牢固檢驗(yàn)。

4.5 澆筑超高性能混凝土的質(zhì)量控制

超高性能混凝土拌合前，檢查攪拌設(shè)備狀態(tài)，嚴(yán)格按施工配合比進(jìn)行拌合。采用具有計(jì)量系統(tǒng)的強(qiáng)制式攪拌設(shè)備拌合，嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間。

攤鋪前，檢查設(shè)備狀態(tài)，確保設(shè)備行走裝置、振動(dòng)裝置正常，保持超高性能混凝土專業(yè)攤鋪機(jī)料斗處于濕潤(rùn)狀態(tài)；根據(jù)攤鋪厚度、坍落度大小，確定攤鋪速度，保證施工的連續(xù)性；攤鋪過(guò)程中，派專人進(jìn)行攤鋪厚度檢查并及時(shí)反饋修正。攤鋪完成后立即進(jìn)行人工抹面，邊抹邊用鋁合金直尺檢測(cè)成型后超高性能混凝土表面的平整度，并采用高壓水槍水霧噴射覆蓋保濕薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。保濕養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，加強(qiáng)巡查力度，發(fā)現(xiàn)有保濕膜覆蓋不到位、缺水等現(xiàn)象，及時(shí)處理并補(bǔ)水養(yǎng)護(hù)。

攤鋪過(guò)程中，監(jiān)理全過(guò)程進(jìn)行旁站，按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求及時(shí)對(duì)厚度、擴(kuò)展度、坍落度等指標(biāo)進(jìn)行檢查，并見證、留置超高性能混凝土抗壓、抗折試件。

4.6 高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量控制

高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)期間，檢查保溫棚周圍是否用中砂或鋼筋條壓實(shí)密封，以減少蒸汽的泄漏。蒸汽高溫養(yǎng)護(hù)時(shí)的升溫階段，升溫速度 ≤12 ℃/h；養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，以不超過(guò) 15 ℃/h 的降溫速度將溫度逐漸降至環(huán)境溫度。養(yǎng)護(hù)溫度恒定在 80 ℃～90 ℃ 時(shí)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于 72 h。升溫階段和養(yǎng)護(hù)結(jié)束降溫階段每隔 1 h 進(jìn)行一次測(cè)溫記錄，養(yǎng)護(hù)溫度恒定階段每隔 4 h進(jìn)行一次測(cè)溫記錄。養(yǎng)護(hù)過(guò)程中蒸汽養(yǎng)護(hù)棚內(nèi)的相對(duì)濕度不低于 95%。

5 超高性能混凝土施工的質(zhì)量效果

施工過(guò)程中，監(jiān)理按照設(shè)計(jì)文件及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)超高性能混凝土施工工藝流程進(jìn)行了全過(guò)程的質(zhì)量控制，取得了較好的效果。監(jiān)理對(duì)超高性能混凝土施工及實(shí)體質(zhì)量檢測(cè)的結(jié)果如表 1 所示。

表 1 超高性能混凝土主要技術(shù)指標(biāo)及施工檢測(cè)結(jié)果

6 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)超高性能混凝土施工的質(zhì)量控制和實(shí)體質(zhì)量檢測(cè)，表明鐵路橋面超高性能混凝土鋪裝施工的內(nèi)在、外在質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。