清水混凝土在橋梁施工中的應用研究

張卡，葉騰飛

（中交一航局第二工程有限公司，山東 青島 266071）

1 引言

在橋梁工程施工階段，清水混凝土的使用能夠提升整體工程的美觀性，同時保護工程周遭生態環境。清水混凝土充分展現了混凝土的自然和質樸之感，同時也體現了當下社會對綠色建筑工程理念的推崇，其作為新的藝術展現形式，未來必將廣泛運用于我國橋梁工程建造中?；诖?，研究清水混凝土在橋梁施工階段的應用具有重要意義[1]。

2 工程概況

某橋梁工程，橋墩墩柱混凝土強度等級為C40，橋墩蓋梁、支座墊石、擋塊的混凝土強度等級為C50，墩柱、蓋梁均采用普通清水混凝土，保證城市橋梁在視野范圍內色彩一致，避免橋梁構件間出現過大色差，影響外觀效果。橋梁上部結構采用24 聯預應力混凝土連續箱梁，為滿足現澆混凝土施工要求而需搭設大量的支架，因此支架搭設和張拉壓漿工藝也為本工程的重難點工程。主線橋梁的鋼混組合變截面連續梁共3 聯，鋼混組合簡支小箱梁共7 跨，其中主線24#橋ZX84～ZX87 上部結構53 m+71 m+42 m 鋼混組合變截面連續梁用鋼量約為2 359.702 t，體量較大，工序相對復雜。

3 施工技術

3.1 腳手架的搭設

3.1.1 地基要求

模板支架地基根據地質情況，對原地基進行清理、整平、軟基換填碎石，壓路機碾壓并夯實，無“彈簧”現象，特別是基坑要分層回填夯實。地基處理完成后進行承載力試驗，確保承載力滿足受力驗算的要求 （200 kPa 以上），而后澆筑20 cm C15 混凝土墊層，支架直接立于混凝土墊層上。地基處理寬度比蓋梁投影寬度寬l m 以上，地基四周設排水溝，嚴禁積水以免造成地基不均勻沉降[2]。

3.1.2 腳手架的搭設

墩身四周采用雙排腳手架，四周閉合搭接，縱橫向間距和橫桿步距根據不同型號的花瓶墩柱施工荷載設計。腳手架搭建部位的地基應平整、堅實，在使用過程中不偏斜、倒塌。在腳手架的四個側面設置剪力撐，提升架體的穩定性。在施工支架橫桿上鋪5 cm 木板，作為施工平臺。在腳手架上搭設爬梯，支架四周及水平方向掛設安全防護網，提供安全的通道供員工上下通行。

蓋梁施工采用盤扣式腳手架搭設滿堂式支架系統，作為蓋梁施工支撐體和施工平臺，盤扣支架為定型支架，安裝前檢測底托標高，進行調節，使立桿受力均勻。首先測量墊層標高，根據實測數據計算立桿底面標高，調整4 個角標立桿使其具有平整性后，為了確保準確性，采用掛線的方法依次安裝底托、立桿。

3.2 鋼筋工程

1）墩臺所采用的豎向鋼筋以整根為主，根據實際需求可使用直螺紋套筒對其進行接長處理，確保鋼筋接頭在同一截面內錯開布設，保障同一截面內受力主筋＜50%。工程鋼筋采用箍筋綁扎形式，利用雙面焊方法得到閉合環狀的加勁箍筋，確保焊縫長度＞5d（d為鋼筋直徑），有墩間系梁的墩柱在鋼筋制作時注意系梁鋼筋位置。

2）鋼筋下料后對機械連接的鋼筋接頭進行鐓粗后再進行車絲，鋼筋彎曲采用數控彎曲機進行加工，蓋梁鋼筋工程采用現場綁扎方式，鋼筋在地面上放樣，將主筋套筒連接或者焊接成型，并將箍筋綁扎完成，用吊車將蓋梁鋼筋吊裝至蓋梁底模板上。蓋梁鋼筋籠綁扎時，波紋管位置首先根據施工圖紙用鋼筋樣架來放樣，定位用井字形鋼筋架定位，沿孔道縱向按40～60 cm 的間距依次設置，曲線段適當加密。

3.3 模板安裝

3.3.1 墩柱模板安裝

1） 在加工商處購置的墩柱模板需符合工程設計圖紙對墩柱尺寸的要求，并確保準入制度基于標準化要求實施。采用5 mm+1 mm 厚度的不銹鋼復合板材料作為墩柱模塊的面板，并配置單節長為2.0 m 的平面與圓弧模板。此外，為滿足工程實際需求，還配有短模塊，長度為1.0 m、0.5 m。每節均使用兩塊模板組合拼接，利用螺栓固定拼接縫，以確保整體模板穩定性，需擰實其上法蘭螺栓，保障其在吊運階段不發生變形。

2）墩柱模板拼接：本工程中墩柱節段不超過3 節，依據墩柱高度將第一節段墩柱劃分多段，以方便預拼，并使用吊車施行吊裝；第二節段墩柱采用相同方式，預先查驗墩柱模板的平整度與表面粗糙度、型號，將脫模劑涂抹其上，并在施工場地進行試拼檢驗合格后進行正式安裝。為預防澆筑作業階段發生漿液串漏，需在模板安裝過程中于其節面內布置一道雙面膠條，并控制模板錯臺不超過3 mm。待模板在施工場地預拼查驗無誤后即可進行整體吊裝與安設工作，安裝模板前需檢驗其模板地面平整度是否符合標準，若不符合標準，可通過高強砂漿調平。

3）校核與支撐穩定模塊：待模塊完成拼接后，進行3 根纜風繩的安裝，纜風繩材質為鋼絲繩，上端固定模板，下端固定在地面上的錨定塊上，錨定塊中預埋鋼筋選用直徑≥28 mm的圓鋼制備，纜風繩上均安設有手拉葫蘆用作調節模板整體垂直度與緊實纜風繩。模板首先選用吊錘球法進行初步調節，隨后采用全站儀定位實現精確放樣，控制纜風繩上手拉葫蘆，精準調節模板使其保持垂直。

4）墩間系梁安設模板：此類模板安設通常在施工平臺搭建完畢后，就地進行拼裝；使用定型組合鋼模板作為墩間系梁模板材料，墩間系梁混凝土澆筑作業需在模板安設完畢且查驗通過后進行[3]。

3.3.2 蓋梁模板安裝

完成了支架體系后，進行精確的測量放樣，將必要的中心軸線、標高引至上面，彈線標記，然后進行底模鋪設。蓋梁底模板采用不銹組合鋼模板，模板安裝前對模板進行打磨、清理雜物，保持模板清潔、平滑，涂刷合格建筑脫模劑。底模背楞橫、縱橋向布設方木，底板處首先縱橋向放置12 cm×12 cm 截面的方木。底模板選用定型不銹鋼組合鋼模，在鋪設時應控制好邊線位置，模板拼縫要求嚴密，在拼縫處用硅膠填嵌密實，避免漏漿，相鄰板高差控制在1 mm，平整度≤2 mm。模、底模與端模交接處貼海棉條并打磨光滑，以防止漏漿，模板的拼裝與安裝均使用吊車配合進行。

蓋梁側模、端模采用上下兩側對拉工藝，材料均為定型鋼板。對拉螺栓孔分別位于蓋梁的上、下方不進入蓋梁混凝土內，對拉螺桿采用φ 16 mm 的精軋螺紋鋼，端部采用5 cm×5 cm 鋼板襯墊。模板加固后，檢測其軸線、高程、垂直度，根據實測結果進行糾偏。支架搭設成型后，需檢驗支架的位置和穩定性。對支架預壓，預壓加載量取蓋梁恒重的1.2 倍，消除支架的塑性變形，測量支架的彈性變形，使支架保持穩定。

3.4 混凝土澆筑

3.4.1 墩柱混凝土澆筑

墩柱施工采用的是強度等級為C40 的清水混凝土，每層厚度為30～50 cm，分為多層，用汽車泵逐層泵送入模。

墩柱鋼筋密集分布，墩柱的澆筑高度較大且需一次成型，受施工條件的限制，無法通過串筒和溜槽向墩身底部泵送混凝土，為解決該技術難題，在輸送管端部接直徑為100 mm 的金屬鐵管，長度可控，根據混凝土泵送要求接長或拆卸，以滿足不同部位的混凝土泵送要求。通過汽車輸送泵澆筑混凝土時，施工人員只能站在墩頂，因此靠振動泵自身長度下放至混凝土面進行振搗，剛開始振搗時由于受上部密集鋼筋影響，底部振搗空間有限，振搗難度加大，因此需放緩混凝土泵送速度，可在一側墩柱澆筑滿足振搗厚度時，進行振搗，泵管移至另一側墩柱進行澆筑。

3.4.2 蓋梁混凝土澆筑

蓋梁模板安裝到位后，加固模板，檢查預埋鋼筋、支架各自的穩定性，自檢合格后報監理工程師檢驗，若通過檢驗則澆筑強度等級為C50 的清水混凝土。根據連續性澆筑的要求，及時由罐車從拌和站將混凝土裝載至施工現場，混凝土的坍落度需控制在（150±20）mm，用汽車泵泵送入模。蓋梁混凝土澆筑分層進行，單層厚度≤30 cm，每層澆筑后及時用插入式振搗器搗固。由于混凝土澆筑分為多層，需在振搗本層時將振搗棒插入下層5～10 cm，使相鄰兩層混凝土穩定結合至一體。振搗遵循快插慢拔的原則，減少混凝土中的氣泡量，提高混凝土的密實性。振搗棒各插點呈梅花形布置，插點均勻分布，控制振搗器的作業范圍，不碰觸模板、鋼筋及波紋管。經過振搗后，若混凝土無氣泡、不下沉、表面泛漿，則結束該點的第一次振搗，間歇10 min 后再次振搗，進一步趕走混凝土中的氣泡，提高混凝土的內部密實性和表面平整性。按照上述提及的方法，振搗其余部位。

混凝土頂面實行兩次抹面收光，第一次按初始水平交底收面，待混凝土接近初凝時，在水準儀監控下進行二次收面、抹面，以保證蓋梁頂部高程滿足設計要求。灌注混凝土時注意預埋沉降觀測點，混凝土澆搗結束12 h 后表面覆蓋濕土工布養護。

3.4.3 蓋梁預應力張拉

蓋梁混凝土實際強度達到設計強度且齡期至少為7 d 時，依次張拉N1#、N3#鋼束，架設好兩側小箱梁后，張拉N2#鋼束。對于同一序號的鋼束，張拉順序為先中間、后兩側。

蓋梁預應力張拉的基本流程為：安裝配套工具（工作錨、夾片、限位板、加長套）→千斤頂就位→打緊工具錨及夾片→張拉。

鋼束張拉順序： 對稱張拉，先內后外，按設計要求順序N1#→N3#，架梁結束后再對N2 鋼束進行張拉。

每束鋼束的張拉均分多級依次完成：0→初應力 （10%σk，σk為鋼束預應力設計值）→100%σk（持荷5 min）→（錨固）→回油→退頂。

蓋梁管道壓漿分為兩次，第一次為N1#、N3#鋼束張拉完后，第二次為預制小箱梁架設完成后的N2 鋼束張拉。壓漿必須飽滿，漿液嚴密填充預應力孔道。壓漿后，用水沖洗梁端周邊，對梁端混凝土鑿毛，檢查管道，判斷是否存在漏壓現象，清理錨固外的灰漿以及黏附在承壓板表面的漿液，待錨具恢復干凈后，采取防銹措施。

3.5 拆模、養護

墩柱混凝土澆筑結束2 h 后，灑水養護，提供適量的水分來彌補混凝土中的水分散失量，使水泥正常水化，避免縮裂以及其他的質量缺陷。

墩柱混凝土強度達到2.5 MPa 后拆除墩柱模板，系梁底模在該部位混凝土承受自重及其他荷載而無失穩現象時拆除。拆模謹慎進行，拆模后用塑料薄膜包裹，封閉養護至少7 d。

側模需在蓋梁混凝土超過2.5 MPa 后才可拆除。拆模按照先支后拆、 后支先拆的基本流程進行，用吊車穩定吊住模板，拆除螺桿、圍囹等緊固件后，再拆模。拆模時應小心，用吊車提升過程中，應隨時檢查，以防止損傷混凝土表面。底模的拆除時間安排在混凝土實際強度達到設計強度且第一批張拉結束后。模板拆除后，及時澆水養護，模板拆除后應吊至模板臨時堆放點并墊穩，及時清理干凈粘在模板上的混凝土殘渣，并涂上無色脫模油。向蓋梁覆蓋土工布，灑水養護，根據蓋梁成型狀態和現場氣候條件控制灑水量和灑水頻率，灑水養護時間≥7 d。

4 結語

總體而言，清水混凝土因其自身所具備的節能、環保、低造價等優勢受到了橋梁工程的青睞，在諸多工程建設中均有它的身影。文本以典型工程實例為研究對象，詳細剖析了清水混凝土在目前橋梁施工階段中值得關注的應用要點，規范與完善了工程中清水混凝土施工工藝。本文提及的清水混凝土施工工藝對類似工程有參考意義。