橋梁工程球形支座施工質(zhì)量控制分析

霍麗娜

(山西誠達(dá)公路勘察設(shè)計有限公司晉中分公司，山西 晉中 030600)

1 項目背景

某中承復(fù)式鋼箱拱橋的長度為356 m，最大跨徑190 m，凈矢高度約為70 m。橋梁的上部拱肋結(jié)構(gòu)設(shè)計為雙飛翼式鋼箱拱，其中鋼箱梁段的長度是320 m，全寬范圍40～60 m，采用的是單向縱坡(1.58%)和雙向橫坡(1.6%)。鋼箱梁從橋縱向劃分為45個節(jié)段，各節(jié)段長度范圍是3.5～7.8 m，總重接近6 200 t。橋梁從主供區(qū)域建立立柱橋墩，所以把鋼箱梁劃分成了主跨跨中梁段、橋墩支點梁段以及橋臺支點梁段等。該項目于橋的兩岸橋臺和墩柱區(qū)域一共建立了10個球形支座(具體參數(shù)見表1)。

表1 球形支座部件名稱及材質(zhì)

2 球形支座施工質(zhì)量控制

2.1 墊石施工

此項目總墊石施工流程如圖1所示。

圖1 墊石施工流程

1)鋼筋、模板以及預(yù)留孔安裝。支座墊石是橋梁球形支座的根本基礎(chǔ)，主要承受支座傳遞的橋梁荷載，所以必須具備較高的強(qiáng)度級別。首先需要結(jié)合設(shè)計圖紙內(nèi)容及要求進(jìn)行墊石鋼筋與模板的規(guī)范安裝，考慮到墊石強(qiáng)度高且具有抗彎曲性，所以需要對保護(hù)層厚度進(jìn)行合理控制，以免鋼筋受到外界因素的影響出現(xiàn)腐蝕等現(xiàn)象[1]。其次應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量控制，對模板對角線、模板的內(nèi)部尺寸以及垂直度進(jìn)行仔細(xì)檢查。為了實現(xiàn)支座和墊石安全傳遞荷載，應(yīng)從墊石內(nèi)建立支座地腳螺栓，然后把兩者進(jìn)行穩(wěn)定連接。同時以PVC管為材料制作預(yù)留孔模具，結(jié)合測量放線實現(xiàn)預(yù)留孔位的精準(zhǔn)控制。而在PVC管安裝階段需要選擇鋼筋或者是鋼絲從PVC管的底部、中部以及墊石的頂部進(jìn)行有效固定處理。此外，質(zhì)量控制要重視預(yù)留孔位與深度檢查。為了能夠有序?qū)嵤┑啬_螺栓的安裝操作，必須保證垂直度符合安裝地腳螺栓最低限度規(guī)定要求，以防止成型之后通過鑿孔實施調(diào)整，從而破壞支座墊石。

2)墊石混凝土澆筑?？紤]到墊石與橋墩、臺帽混凝土需要實施2次澆筑，所以在澆筑之前需要采取措施有效處理下層混凝土，同時進(jìn)行灑水處理保持濕潤。結(jié)合墊石配筋率相對比較高的特征，應(yīng)采用分層振搗方式，而且預(yù)留孔區(qū)域必須加大振搗力度，以防止墊石出現(xiàn)空心等現(xiàn)象，保證墊石承載力符合工程規(guī)定。以墊石標(biāo)高控制為例，需要根據(jù)墊石設(shè)計標(biāo)高要求從模板內(nèi)側(cè)進(jìn)行標(biāo)記，待混凝土澆筑施工至標(biāo)記位置之后進(jìn)行均勻抹平。若是支座墊石混凝土的強(qiáng)度和橋墩、臺帽等強(qiáng)度相同，需要實施一次整體澆筑成型[2]。若是強(qiáng)度不統(tǒng)一，則需要結(jié)合具體狀況劃分為2次進(jìn)行澆筑，且間隔時間≤7 d。此外，墊石澆筑之前必須對下層混凝土表面實施鑿毛處理，以確保2次澆筑能夠有效融合。

3)墊石四周模板安裝。在支座高程滿足設(shè)計規(guī)定要求之后，需要將楔塊固定，然后把支座提起一定高度，從墊石四周進(jìn)行雙面膠粘貼與模板安裝，同時模板的頂面高于墊石頂面約1 cm，以使墊石頂面灌漿飽滿。此外，模板安裝結(jié)束之后應(yīng)將墨線參考基準(zhǔn)線準(zhǔn)確延伸出模板的頂面，以免灌漿料影響基準(zhǔn)線，從而保證支座精準(zhǔn)下放定位。

4)支座墊石頂面灌漿。從本質(zhì)上分析，墊石頂面灌漿必須超過安裝中楔塊標(biāo)記線高度，待承載支座重量之后溢出，同時支座精準(zhǔn)安裝于試裝位置。為使灌漿料和基材面有效粘結(jié)，需要將灌漿部分灰塵與油污等清除干凈。

2.2 測量控制

1)高程控制。頂面混凝土的收縮變形與人工抹平處理無法確保符合設(shè)計標(biāo)高基本要求，同時墊石頂面浮漿也會對墊石施工效果產(chǎn)生影響，所以支座墊石成型之后必須對墊石頂面的高程進(jìn)行嚴(yán)格檢查，若是超過了設(shè)計標(biāo)高，就要采用打磨機(jī)將高出部分修磨平整，直到符合設(shè)計標(biāo)高要求，然后對平整度進(jìn)行檢測[3]。此項目中測量控制選擇的是全站儀、水準(zhǔn)儀與水平尺，其中主要通過全站儀設(shè)備對墊石混凝土的澆筑高度進(jìn)行控制，而水準(zhǔn)儀是控制混凝土打磨高度的重要設(shè)備，通過水平尺控制墊石頂面的平整度。

2)測量平整度。從本質(zhì)上分析，墊石平整度是保證支座安裝質(zhì)量的關(guān)鍵要素。若是墊石的平整度不符合規(guī)定要求，就會導(dǎo)致支座和上部結(jié)構(gòu)難以緊貼，甚至破壞上部結(jié)構(gòu)或是墊石，嚴(yán)重影響橋梁安全性，所以必須高度重視墊石平整度檢測與控制。此項目中墊石平整度控制與測量詳細(xì)如下：①對角控制，選擇水平尺順著對角線移動實施反復(fù)檢測；②邊角控制，四個邊從邊至邊反復(fù)檢測，以確保墊石頂面平整度符合規(guī)定要求。

2.3 支座安裝

1)試驗安裝。為了實現(xiàn)球形支座的精準(zhǔn)、規(guī)范安裝，必須提前實施支座試安裝，主要檢查墊石和支座之間的緊密度。若是打磨處理之后墊石頂面和支座縫隙小于0.1 mm，以墨線方式彈出“+”字線精準(zhǔn)確定支座的中心線；若是打磨處理之后墊石頂面和支座縫隙大于0.1 mm，應(yīng)在支座四角位置安裝楔塊，在具體測量階段通過跟蹤指導(dǎo)合理調(diào)整支座頂面的高程，以滿足設(shè)計規(guī)定基本要求[4]。

2)預(yù)留孔澆筑。安裝前需要把預(yù)留孔中的雜質(zhì)清理干凈，然后實施鑿毛處理，主要位置是預(yù)留孔的孔底與孔壁，同時清理鑿出物。根據(jù)設(shè)計基本要求選擇填充料，該項目選擇的是高強(qiáng)度無收縮灌漿料。此外，結(jié)合設(shè)計配合比制作灌漿料，把拌和達(dá)標(biāo)的灌漿料灌注在預(yù)留孔內(nèi)，同時結(jié)合孔徑、孔深以及地腳螺栓插入體積準(zhǔn)確計算得出灌入量，以確保支座錨固螺栓全部插入之后能夠溢出部分灌漿料，促進(jìn)支座和墊石之間的有效接觸。

3)球形支座安裝。在支座就位調(diào)整階段，應(yīng)保證支座中心線的刻度尺和橋墩墨線對準(zhǔn)，以提升支座安裝的精準(zhǔn)度[5]。而兩者中心線對齊之后應(yīng)仔細(xì)檢查支座的水平度與高程，以保證滿足設(shè)計規(guī)定的基本要求，若是出現(xiàn)了偏差，則應(yīng)全程跟蹤測量進(jìn)行調(diào)整。

4)調(diào)平鋼板安裝。在球形支座高程滿足設(shè)計規(guī)定要求，且頂面達(dá)到水平狀態(tài)之后，緊接著就要安裝調(diào)平鋼板，同時以螺栓方式進(jìn)行固定處理。此外，調(diào)平鋼板坡度方向等必須滿足設(shè)計規(guī)定要求。

3 施工效果

此橋梁項目球形支座安裝結(jié)束之后，分別對球形支座四角點與中心點高程實施測量，支座安裝精度見圖2。通過分析圖2可知，僅有個別的點大于±3.5 mm，由此表明通過質(zhì)量控制球形支座的安裝精度得到了顯著提升。與此同時，各支座四角點與中心點差值都小于3 mm，符合規(guī)范基本要求。此項目中選擇富余灌漿實施預(yù)留孔灌漿，其中支座底板和墊石無任何間隙，脫空高度為0。

圖2 支座安裝偏差

4 總 結(jié)

本文結(jié)合中承復(fù)式鋼箱拱橋項目實際情況，重點分析了橋梁球形支座安裝施工質(zhì)量控制，主要包含了墊石施工、測量控制以及支座安裝等。研究表明，通過合理采用球形支座施工技術(shù)以及質(zhì)量控制措施，有效保證了橋梁球形支座安裝效果，同時為類似支座安裝提供了借鑒與參考。

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