橋梁裝配式防護欄施工質量控制研究

陳海華

（江西億嘉路橋工程有限公司,江西 撫州 344100）

0 引言

防護欄具有緩沖、阻攔和交通導向功能，是保障橋梁安全通行、防范交通事故的必要結構設施。與現(xiàn)場澆筑的傳統(tǒng)防護欄相比，預制裝配式防護欄具有制式優(yōu)、質量好、施工效率高、利于工程環(huán)保等一系列優(yōu)點，因此為現(xiàn)代橋梁建設所經常采用。該文將以采取裝配式混凝土防護欄配套結構的某橋梁為例，結合該型防護欄工藝原理，嚴格施工組織，加強施工質量與安全控制，較好地保證了防護欄預制和裝配質量，為同類工程參考。

1 工程概況

某高速公路全長30.62 km，路基寬度26.00 m，全線雙向四車道，設計速度100 km/h。線路中的一座大型橋梁，全長1 860 m，孔跨4~20 m，右前夾角120°。該橋址位處山前洪沖積傾斜平原區(qū)，地勢平緩，起伏不大，分布大量沖溝或緩坡，由于橋址區(qū)場地條件有限、地方政府強調環(huán)保施工及建設方對工期有嚴格限制，因此該橋梁防護欄采取預制裝配的方式。工程結合裝配式混凝土防護欄工藝原理，嚴格組織施工，確保防護欄標準預制、順利轉運、安全吊裝及規(guī)范裝配。

2 施工標準及流程

2.1 施工標準

橋梁防撞護欄的硬性質量指標在于其抗御事故沖撞的性能指標，我國橋梁防撞護欄適用級別及適應碰撞力標準見表1~2 所示。

表1 橋梁防撞護欄適用標準

案例是設計速度100 km/h 的高速公路，執(zhí)行重（特）大事故“SB, SBm”，二次重（特）大事故“SA, SAm”設計標準，其適應碰撞力及允許形變量由表2 可以查知?；诜奖憧焖俳M裝的要求，案例防護欄采取節(jié)段適中和方便預制組裝的結構設計，其結構主要工藝參數(shù)見表3所示。

表2 橋梁防撞護欄抗碰撞荷載標準

表3 裝配式混凝土防護欄結構主要工藝參數(shù)

防護欄和橋面板先期預制，防護欄內預設角鋼和金屬波紋管，橋面板內預設連接鋼板和鋼筋，在裝配現(xiàn)場，將橋面板內的連接筋對位插入預埋于防護欄內的金屬波紋管中，焊接預埋角鋼和橋面板預埋的鋼板，再向波紋管注灌超高強度混凝土，使連接筋與波紋管在焊接和砂漿澆筑下實現(xiàn)穩(wěn)固連接[1]。

2.2 施工流程

裝配式防護欄施工流程：結構設計→預制構件→養(yǎng)護→場地準備→現(xiàn)場放線→吊裝準備→運輸儲存→橋面板定位安裝→防護欄定位安裝→與橋面板焊接→波紋管定位→波紋管注灌→吊環(huán)切除→質量檢測[2]。

3 裝配式防護欄結構制作要點

3.1 完善結構設計

防護欄是一項系統(tǒng)性工程，應結合橋梁結構、環(huán)境景觀、作業(yè)條件、經濟性、持久性等因素對結構進行綜合設計，在設計時需要合理處理部件選型、連接方式等技術匹配問題。

3.2 預埋件生產加工

預制件質量直接關系防護欄的裝配質量，需嚴格按照設計圖紙生產加工，尤其是在涉及鋼筋扎綁、預設結構等關鍵工序上要確保加工制作質量，保證設計精度要求。生產方需根據結構受力情況，計算預設金屬波紋管、預設鋼筋徑值、長度等規(guī)格以及預設角鋼、預設鋼板的結構參數(shù)。相關人員須通過計算確認預埋角鋼和鋼板的最小厚度、預設件載承力以及結構黏結力，符合設計和規(guī)范要求后才可以進入生產環(huán)節(jié)。完成預制后，需對部件質量進行檢測驗收，檢測合格后才允許啟動進入下一道工序。

3.3 鋼筋件生產加工

根據圖紙進行鋼筋件生產加工，保證其表面干凈平整，且無撓曲或歪斜。搭接電弧焊法焊接鋼筋接頭，嚴格按照標準進行主筋焊接，盡量雙面焊接，焊接長度不得低于5 倍鋼筋直徑，單面焊接長度也不得低于10 倍鋼筋直徑。對無須焊接的扎綁筋，要交叉固定扎綁點，嚴格按照邊線測量要求給予扎綁，扎綁筋要表面平整無波浪現(xiàn)象，線條流暢，必要時給予點焊固定。預制橋面板預設外露筋長度需根據實際施工情況進行調整，預制過程中可直接將鋼筋剪斷，并借助鋼筋連接器進行連接，鋼筋接頭操作應符合設計和工程規(guī)范要求。除此之外，為了防止鋼筋銹蝕影響預制件的結構強度，須設置符合要求的鋼筋保護層，保護層的厚度符合設計和規(guī)范要求[3]。

3.4 預制澆筑與養(yǎng)護

防護欄完成預制加工后進行混凝土澆筑，采取C40混凝土進行澆筑。預制橋面板則采取C50 混凝土澆筑。預制防護欄混凝土注澆之前，應注意清潔模板表面，確保無污物或灰塵污染，同時對模板高度給予重新測量，以滿足工程標高要求。澆筑預制橋面板之前，應先用水進行濕潤處理，然后在模板上均勻地涂刷脫模劑。預制防護欄的澆筑工作分2 層進行。第1 層要將混凝土放到模板底部的馬蹄處，并充分搗振，以確保下層澆筑密實無氣泡。第2 層要在第1 層混凝土凝固之前，將混凝土澆筑到模板的頂端。

4 現(xiàn)場施工作業(yè)的質量控制要點

4.1 場地準備與校核

為保證裝配式防護欄的功能性要求和可靠穩(wěn)固連接，施工前應充分校核防護欄區(qū)域和長度是否與設計圖紙一致，剔除不必要或不符合路況需要的防護欄設置，核實建筑界限與防護欄的橫向配置，保證防護欄設置合理安全，以避免施工后大量返工，造成工程浪費[4]。

在施工開始前，應根據設計圖紙和節(jié)點連接方案，制定可行的現(xiàn)場操作方案。該方案需明確施工中的重點和難點，有必要側重于防護欄的連接方式和質量控制要求，以指導工序順利進行，確保工程操作高效和有質量。

4.2 現(xiàn)場測量放線

放線測量是裝配式防護欄現(xiàn)場施工的關鍵環(huán)節(jié)，其精準度直接關系整個施工的效率和質量。在施工前，專業(yè)測量人員應用全站儀，基于設計圖紙，測量確定防護欄的標高。曲線段每2.50 m 標1 個里程點，直線段每5 m標1 個里程點，以保證防護欄實現(xiàn)整體線性流暢。在施工作業(yè)中，放線標記一旦受到損壞，應及時修復，以保證始終有線可依。完成放線后，應內部進行工程質量復核，并由檢測工程師向監(jiān)理工程師系統(tǒng)匯報復核檢測結果。經監(jiān)理工程師復核確認后，才可以進入下一步施工作業(yè)[5]。

4.3 吊裝準備與構件存放

裝配式混凝土防護欄有時可達5 t 左右，吊裝通常選擇30 t 級汽車式起重機。因為吊裝也屬于高空作業(yè)，有操作難度，存在一定施工風險，所以在吊裝作業(yè)開展之前，必須進行操作規(guī)范和安全要點交底。吊裝操作人員一定要通過技術培訓持證上崗。還要對預制防護欄以及預制橋面板給予編碼，查核預設件、吊環(huán)的配置點位等重要信息，確保符合設計規(guī)定和起吊規(guī)范要求后才可進行吊裝操作。

該項目的防護欄以及橋面板部件均屬大型預制部件，一定要按照現(xiàn)場作業(yè)需求和工序設計給予分區(qū)存放。存放場地應該夯實和平整，不得堆放在坑洼不平或有松土的區(qū)域，特別是在防護欄存放區(qū)域，須設置相應的存放支持架，一般以分體插架為輔，組合插架為主，多采用金屬材料制備支持架，以利于防止構件受潮，一般支持架高度選擇為2/3 部件高度以上。支持架上方還應搭建上下梯道和寬的走道，以方便施工人員的現(xiàn)場掛鉤、拆鉤等作業(yè)操作。

4.4 橋面板的定位安裝

該混凝土預制橋面板采用濕接縫連接方式，先進行鋼筋焊接，之后在橋面板內裝配濕接縫鋼筋，最終澆筑混凝土。施工流程如下：運輸橋面板→安裝臨時支撐→吊裝橋面板→焊接濕接縫鋼筋→安裝濕接縫模板→澆筑濕接縫混凝土→拆除模板及臨時支撐。

預制橋面板操作中，下述幾個問題要特別注意：

（1）吊裝混凝土預制橋面板時，須注意檢查結構面是否存在雜物。如果存在，則須清理干凈后再實施吊裝作業(yè)。吊裝順序一般遵循先吊中間、再吊兩邊的操作原則。

（2）焊接濕接縫鋼筋時，須先連接橋面板與外接鋼筋，焊接選用二氧化碳氣體焊，焊接過程應按照先下后上的焊接操作原則開展，先焊下層鋼筋，再焊上層鋼筋。嚴格按照設計圖紙和安全施工要求進行。完成焊接后，需由監(jiān)理工程師檢驗，全部檢驗合格后才可進行下一道工序。

（3）澆筑濕接縫通常多選用C40 膨脹混凝土，嚴格按照國家標準和設計工序進行澆筑。澆筑過程中，應用搗振棒充分搗振混凝土，以保證混凝土密實性，降低發(fā)生混凝土開裂的可能性。

4.5 防護欄的定位安裝

在安裝預制防護欄之前，在橋面板外側應設置遇水膨脹止防水條，當止防水條遇水時，會激發(fā)啟動防御功能，自行膨脹并封堵微小裂縫。該工程采用規(guī)格為10 mm×30 mm 的止防水條。

在吊裝預制防護欄之前，要給予橋面板和承臺表面以拉毛和濕潤處理，在預制橋面板和預制防護欄表面之間，留出砂漿墊層10 mm 厚度，墊層砂漿應使用無收縮高強C60 砂漿，其材料性能具體參考表4。完成鋪漿后，為避免砂漿外露給護欄表面造成的污染，以止?jié){墊套護預留鋼筋，止?jié){墊應略大于漿液面。

表4 墊層砂漿材料的功效要求

在將預制防護欄吊裝至對應的橋面板上部后，應由技術人員給予輔助固定，保證預留鋼筋能夠準確順利地置入預制防護欄的金屬波紋管內。防護欄底部的凹槽應對準橋面板擋塊，緩慢吊放就位，再通過千斤頂進行精確調整定位。完成操作后，刮除防護欄表面多余的砂漿并四面收邊。當防護欄達到設計位置和平面標高后，可以松開吊環(huán)，完成進一步的定位調整及相關操作。

4.6 防護欄與橋面板的焊接

預埋鋼板和角鋼焊接采用坡口焊，鋼板直邊給予機械細化加工。焊接前需要對鋼板進行防腐處理，注意坡口面應平順，不能出現(xiàn)邊緣缺口、鈍邊和裂縫。焊接過程中要注意拉緊鋼絲纜，只有防護欄與橋面板牢固焊接后，才能松開鋼絲纜，以確保施工安全。

為保證自然過渡連接和外形美觀，施工過程中需要有一定長度的預留施工縫。該工程相鄰防護欄之間的預留施工縫設置為20 mm，根據防護欄高度確定相應的充填高度。一般情況下，預制防護欄頂面位置誤差要求控制在3 mm 以內，平面位置誤差要求控制在5 mm 以內。

4.7 金屬波紋管注漿作業(yè)

完成焊接、墊層砂漿終凝達到設計強度后，進行金屬波紋管注漿操作。通過預制防護欄上部的注漿口，向波紋管內注漿，管內多余空氣可以通過下部配置的排漿口排除。當注漿料發(fā)生外溢時，應停止注漿并封堵排漿口，待波紋管的內部壓力逐漸穩(wěn)定后，拔出注漿槍頭，以橡膠止?jié){塞封堵好注漿口。應平穩(wěn)操作注漿過程，保證各個波紋管內的注漿密實、飽滿。在灌漿操作過程中，有可能會產生預留筋與波紋管一定程度錯位的情況，從而影響后續(xù)裝配，此時可以考慮以植筋方式給予調整連接。植筋應符合設計和規(guī)范要求。只有滿足了所有的注漿作業(yè)要求條件后，才可以進行波紋管注漿作業(yè)。

5 結語

結合案例工程應用，探討了所應用的橋梁裝配式防護欄施工工藝及質量控制技術。文中介紹了裝配式防護欄工藝原理、施工流程、結構和施工質量控制要點，包括結構設計質量控制要點、預制件生產質量控制要點和現(xiàn)場施工作業(yè)的質量控制要點?，F(xiàn)場操作質量控制要點包括場地準備與校核、現(xiàn)場測量放線、吊裝準備與預制構件存放、橋面板定位安裝、防護欄定位安裝、防護欄與橋面板焊接、金屬波紋管注漿作業(yè)等施工質量控制要點。案例工程采取上述一系列工藝和施工質量控制措施，較好地保證了裝配式混凝土防護欄結構質量、施工質量和作業(yè)安全。