現(xiàn)澆寬箱梁頂板平整度控制技術(shù)應(yīng)用

段同軍 徐明明 張亮亮 李玉鑫 李強(qiáng) 劉杰

（1.山東省路橋集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250000；2.山東高速股份有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

隨著我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)的不斷發(fā)展進(jìn)步，對(duì)道路通行能力的要求也在不斷提高?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)許多高速公路都在進(jìn)行改建擴(kuò)建，隨著道路的加寬，橋梁等結(jié)構(gòu)物的截面寬度也隨之加寬。京臺(tái)高速濟(jì)泰段由原來(lái)的雙向六車(chē)道改為雙向八車(chē)道，其中泰安西互通主線(xiàn)橋?yàn)楝F(xiàn)澆混凝土箱型梁橋，其橋面最寬處已達(dá)31.536m。高速公路除了要滿(mǎn)足交通量的需求，還要保證行車(chē)的舒適度，因而施工過(guò)程中需要嚴(yán)格控制平整度[1]。普通箱梁在澆筑過(guò)程中常因施工工藝的缺陷使得平整度難以滿(mǎn)足規(guī)范要求，出現(xiàn)行車(chē)顛簸的現(xiàn)象，而寬截面箱梁的截面寬度相較普通箱梁更大，使得梁頂平整度的控制難度進(jìn)一步加大[2]。為解決這一工程難題，京臺(tái)高速濟(jì)泰段改擴(kuò)建工程泰安西互通主線(xiàn)橋現(xiàn)澆箱梁頂板施工采用了加設(shè)標(biāo)高帶輔助控制梁頂平整度的控制措施。

一、工程概況

京臺(tái)高速濟(jì)泰段起于與濟(jì)廣高速交叉的殷家林樞紐立交，向南依次經(jīng)過(guò)濟(jì)南市市中區(qū)、長(zhǎng)清區(qū)、泰安市和岱岳區(qū)，到達(dá)泰山樞紐立交，與青蘭高速相接，既有道路部分橋梁受限于建設(shè)年代經(jīng)濟(jì)條件、技術(shù)能力等因素不能滿(mǎn)足現(xiàn)在的交通等要求，其設(shè)計(jì)指標(biāo)亦不能滿(mǎn)足新規(guī)范的要求。加之多年?duì)I運(yùn)，材料及結(jié)構(gòu)性能衰退，大部分結(jié)構(gòu)的承載能力已不能滿(mǎn)足JTGB01-2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》及JTG/T L11-2014《高速公路改擴(kuò)建設(shè)計(jì)細(xì)則》相關(guān)要求，故本次擴(kuò)建項(xiàng)目結(jié)合工程段內(nèi)各既有橋梁的技術(shù)狀況進(jìn)行了拼寬或新建。其中，泰安西互通主線(xiàn)橋即為原橋墩臺(tái)利用，新建上部結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式為預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆梁及鋼筋混凝土現(xiàn)澆梁。

泰安西互通主線(xiàn)橋是一座上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁及鋼箱梁結(jié)構(gòu)的連續(xù)梁橋，上跨徑布置18.4+5×20+20.3+20+21.9+21+8×20+25+28+35+28+25+20.9+22.5+22.5+22.5+20.9+4×20（m），橋面鋪裝為瀝青混凝土鋪裝，橋梁變寬，單幅變截面橋面寬度20.25m～31.536m，如圖1、圖2所示。

圖1 泰安西互通主線(xiàn)橋20.25m寬橫斷面設(shè)計(jì)圖

圖2 泰安西互通主線(xiàn)橋31.536m寬橫斷面設(shè)計(jì)圖

二、工程的難點(diǎn)

（一）梁截面較寬、找平面積較大

由于泰安西互通主線(xiàn)橋箱梁頂板截面較寬，且該橋多聯(lián)長(zhǎng)度均較長(zhǎng)，以最后一聯(lián)現(xiàn)澆箱梁為例，梁段長(zhǎng)度為80m，單幅橋面寬20.25m，總共面積為1620m2。要保證將近2000m2澆筑面積的混凝土表面平整度基本相同，還要控制包括抹面提光在內(nèi)的所有工序必須在混凝土終凝前完成，難度非常大。如果在寬至31.536m的梁頂橫截面上采用搭設(shè)工作平臺(tái)的方法供操作工人來(lái)回收面，那么搭建的操作平臺(tái)剛度不足無(wú)法穩(wěn)定承托工人使用；如果增設(shè)穩(wěn)固件以加大搭建的操作平臺(tái)剛度，那么其結(jié)構(gòu)就會(huì)較為復(fù)雜，建材也會(huì)較為沉重，使用過(guò)程中來(lái)回移動(dòng)會(huì)變得較為困難，并不實(shí)用。

（二）梁頂鋼筋對(duì)平整度控制施工影響大

只有保證梁頂標(biāo)高滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，才能控制箱梁頂面平整度。而梁頂標(biāo)高由梁頂鋼筋骨架的基準(zhǔn)上保證規(guī)定要求的鋼筋保護(hù)層厚度得到的，因而，梁頂鋼筋骨架綁扎位置是否精準(zhǔn)且固定牢靠，是整個(gè)寬截面現(xiàn)澆箱梁頂板標(biāo)高和平整度控制的關(guān)鍵，這就要求在鋼筋綁扎工序時(shí)必須加強(qiáng)施工過(guò)程中的質(zhì)量控制，注意保證箱梁頂板鋼筋骨架的幾何尺寸、標(biāo)高、剛度和穩(wěn)定度[3]。

（三）混凝土澆筑質(zhì)量影響大

鋼筋綁扎驗(yàn)收合格后即可進(jìn)行現(xiàn)澆混凝土作業(yè)，其澆筑效果對(duì)梁頂板的平整度控制影響很大。如果混凝土在澆筑時(shí)分布不均勻，在后期振搗過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)明顯的標(biāo)高差異，需要人工挖高補(bǔ)低，不光精度差，還會(huì)浪費(fèi)混凝土凝結(jié)時(shí)限前的振搗整平時(shí)間，因而在施工過(guò)程中需要引起足夠的重視?；炷恋暮鸵仔詫?duì)箱梁頂面平整度控制影響也較大，如果混凝土流動(dòng)性較大，將難以控制梁頂?shù)臉?biāo)高及縱橫坡，增加施工質(zhì)量控制的難度。若混凝土坍落度大，則必然含水量過(guò)高，在養(yǎng)生過(guò)程將伴隨大量水分蒸發(fā)，容易出現(xiàn)干縮裂縫，極大影響梁頂平整度的控制[4]。

三、平整度控制施工要點(diǎn)

（一）平整度控制施工要點(diǎn)

1.精密綁扎頂板鋼筋 合理加設(shè)標(biāo)高帶

為了使頂板鋼筋骨架能夠穩(wěn)定地支撐在頂模上，上下層鋼筋網(wǎng)必須嚴(yán)格按架立鋼筋間距要求控制設(shè)置，并牢固聯(lián)系形成同一整體，且具有較好的剛度。綁扎好頂板鋼筋后，可根據(jù)該聯(lián)橋面寬度、梁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高、頂面縱橫坡合理劃分工作面，焊接標(biāo)高固定筋，加密標(biāo)高固定筋，要求將標(biāo)高帶鋼筋的支撐點(diǎn)設(shè)置于標(biāo)高固定筋上，焊接牢固，以保證標(biāo)高帶自身的剛度。

以最后一聯(lián)為例，橋面寬20.25m，因自制振動(dòng)梁的長(zhǎng)度約為6m，故可劃分成4個(gè)工作面，每5m作為一個(gè)工作寬度，在澆筑完混凝土后剛好可以將自制振動(dòng)梁的兩端安置在相鄰的兩道標(biāo)高帶上進(jìn)行振動(dòng)粗平。確定好標(biāo)高帶設(shè)置線(xiàn)位置后，應(yīng)根據(jù)梁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高及縱橫坡進(jìn)行測(cè)量放樣，確定出沿標(biāo)高帶設(shè)置線(xiàn)每5m處的點(diǎn)位標(biāo)高，以此作為標(biāo)高固定筋設(shè)置的頂高，逐根焊接標(biāo)高固定筋，從而保證振動(dòng)梁的整平標(biāo)高準(zhǔn)確無(wú)誤。仍以最后一聯(lián)為例，橋面長(zhǎng)80m，則每一標(biāo)高帶設(shè)置線(xiàn)上應(yīng)布設(shè)17根標(biāo)高固定筋。但此時(shí)的標(biāo)高固定筋設(shè)置數(shù)量仍顯不足，如果此時(shí)將標(biāo)高帶焊接其上將難以具備足夠的剛度，無(wú)法穩(wěn)固承托振動(dòng)梁在其上振動(dòng)行走，故而需對(duì)標(biāo)高固定筋進(jìn)行加密設(shè)置，根據(jù)工程實(shí)踐，確定加密間距為1m。加密完成后即可在標(biāo)高固定筋頂面通長(zhǎng)焊接標(biāo)高帶鋼筋。

2.適配混凝土性能 穩(wěn)步澆筑箱梁頂板

當(dāng)澆筑箱梁底板、倒角等工作面受限、易出現(xiàn)空洞處時(shí)，為了施工方便，保證各部位混凝土澆筑飽滿(mǎn)，需要制備坍落度較大、流動(dòng)性較好的混凝土。當(dāng)澆筑工作面為更開(kāi)闊的頂板時(shí)，混凝土不需要很大的流動(dòng)性就可以在振搗的協(xié)助下很容易地充滿(mǎn)整個(gè)梁頂，再加上梁頂對(duì)于橫坡、縱坡均有設(shè)置，如果混凝土的流動(dòng)性過(guò)大，是難以控制梁頂?shù)目v橫坡的，所以在進(jìn)行頂板混凝土澆筑時(shí)需要相應(yīng)地減小混凝土的含水量，降低其流動(dòng)性。這樣一來(lái)，在同樣減水劑用量下，制拌混凝土的用水量也必然減小，在整平抹面過(guò)程中，混凝土水分的蒸發(fā)量也就相應(yīng)減少，體積變化率小了，干縮裂紋出現(xiàn)的數(shù)量也少了，平整度的控制效果更好了[3]。

在頂板混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)根據(jù)所布置的標(biāo)高帶，由人工用簡(jiǎn)易工具將不均勻的混凝土輔助攤平，使其盡可能均勻。用ZN50型插入式振搗棒對(duì)堆積的混凝土進(jìn)行振搗，一次插入振搗時(shí)間應(yīng)不少于20s，然后采用長(zhǎng)約6m的自制振動(dòng)梁根據(jù)標(biāo)高帶的設(shè)置進(jìn)行全幅振動(dòng)壓密。自制振動(dòng)梁屬于細(xì)長(zhǎng)桿件，本身具有一定撓度，再加上振動(dòng)位移、人工操作等原因，振動(dòng)整平過(guò)的混凝土表面仍易出現(xiàn)一定的高低不平，這時(shí)就需要借助輔助3m～5m長(zhǎng)鋁合金直尺校正混凝土面，該工序應(yīng)設(shè)專(zhuān)人控制振動(dòng)行駛速度、鏟料和填料，及時(shí)多挖少補(bǔ)，初步控制梁頂板的平整度。

3.二次整平收面須緊跟 注重細(xì)節(jié)提高整體平整度

振動(dòng)梁振動(dòng)密實(shí)后須緊跟整平收面工序，抓緊混凝土凝結(jié)前的操作時(shí)間，注意控制工人的行走范圍應(yīng)始終位于平板振動(dòng)梁之后，杜絕在收面后混凝土表面留下腳印。第一次抹面應(yīng)盡量將混凝土表面的水泥漿排出，保證泌水提漿效果，并總體控制好大面平整度。第一次抹面應(yīng)在混凝土表面泌水完畢后實(shí)施，緊接著使用木抹搓面，并在終凝前多次搓抹，以期能夠提高混凝土表面的密實(shí)程度，消除混凝土凝固硬化過(guò)程中產(chǎn)生的塑性收縮裂縫。第一次抹面完成之后，應(yīng)由電動(dòng)抹光機(jī)進(jìn)行第二次人工找平抹面，抹光機(jī)底盤(pán)設(shè)多片光面金屬抹光板，可以將混凝土表面很好地壓密抹光，從而實(shí)現(xiàn)平整度的再次提高。

混凝土在二次抹面后，應(yīng)立即處理表面拉毛，以便后續(xù)防水層施做。表面拉毛處理完成后，可采用土工布和塑料薄膜進(jìn)行覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)，整個(gè)濕法養(yǎng)生保護(hù)的周期應(yīng)不少于7d。在濕法養(yǎng)生的初期不宜灑水過(guò)多，可待混凝土終凝后，再浸水養(yǎng)護(hù)；整個(gè)濕法養(yǎng)生過(guò)程中要使混凝土的表面始終保持濕潤(rùn)，促進(jìn)混凝土水化反應(yīng)均勻發(fā)生，盡可能減少干縮裂縫形成，以免影響整體平整度。

（二）平整度控制效果

現(xiàn)澆梁頂板澆筑完成驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)使用3m直尺對(duì)梁頂面進(jìn)行平整度檢測(cè)。依據(jù)規(guī)范，橋梁頂面平整度的檢測(cè)頻率應(yīng)為沿行車(chē)道方向每幅每200m測(cè)10個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)連續(xù)測(cè)5尺[5]。

通過(guò)對(duì)比該項(xiàng)目平整度檢測(cè)數(shù)據(jù)與過(guò)往項(xiàng)目傳統(tǒng)做法所測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)采用標(biāo)高帶控制后能使平整度檢測(cè)數(shù)據(jù)符合設(shè)計(jì)及技術(shù)規(guī)范要求，且數(shù)據(jù)的穩(wěn)定度更高，因而認(rèn)為本控制方法行之有效。

圖3 平整度檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比

四、結(jié)語(yǔ)

本文以泰安西互通主線(xiàn)橋施工為例，討論在梁頂混凝土澆筑階段，采取根據(jù)頂面寬度劃分工作面，設(shè)置標(biāo)高帶的技術(shù)措施，可以有效控制現(xiàn)澆混凝土箱梁頂板的平整度，同時(shí)，標(biāo)高帶配合6m自制振動(dòng)梁振動(dòng)密實(shí)還可以有效提高混凝土澆筑質(zhì)量，保證箱梁頂板混凝土的外觀，給后續(xù)施做防水層、瀝青混凝土鋪裝層等結(jié)構(gòu)奠定良好的基礎(chǔ)。質(zhì)量驗(yàn)收中發(fā)現(xiàn)平整度檢測(cè)指標(biāo)偏差更小，表現(xiàn)更穩(wěn)定，該控制技術(shù)對(duì)于寬截面現(xiàn)澆箱梁平整度控制、提高梁體耐久性具有施工指導(dǎo)意義，可為同類(lèi)工程施工建設(shè)項(xiàng)目提供經(jīng)驗(yàn)。