任建新
(中鐵六局太原鐵路建設有限公司,山西 太原 030013)
在鋼—混凝土結(jié)合梁施工中,人們往往十分重視鋼桁架主梁的施工,卻忽略了下一道工序橋面板現(xiàn)澆,把其當作了附屬工程。事實上,橋面板雖然工程量較小,但對施工質(zhì)量的要求很高,不僅要滿足強度、剛度、穩(wěn)定性、耐久性、表面平整度、表面抗滑等要求,還應達到外形美觀、線型流暢的要求,橋面板施工質(zhì)量的好壞直接影響列車行駛速度、行車安全以及乘客舒適感。因此,提高橋面板施工質(zhì)量對鐵路交通建設有著十分重要的意義。然而目前針對結(jié)合梁現(xiàn)澆橋面板施工工藝的研究并不是很多,各種橋涵施工規(guī)范中也未詳細提及,現(xiàn)場施工存在很大的盲目性。有鑒于此,文章結(jié)合北同蒲增建四線鐵路工程中L=96 m鋼—混凝土結(jié)合梁橋面板施工經(jīng)驗對相關施工工藝進行探討,以期拋磚引玉。
北同蒲增建四線鐵路工程為國家Ⅰ級鐵路,在山西省應縣境內(nèi)與大運高速公路相交,設計修建特大橋1座,15#、16#墩跨越公路,架設1~96 m鋼—混凝土結(jié)合梁,其余為32 m預應力混凝土簡支T梁。鋼桁梁主桁架為鋼結(jié)構,橋面板為現(xiàn)澆混凝土,平均厚度28 cm。
橋面板施工前,主桁架需全部施工完畢,并完成面漆抹涂。在結(jié)合梁附近設置鋼筋加工場地,并搭設運送鋼筋的馬道,將加工好的鋼筋人工抬送至橋面上綁扎。見圖1。
圖1
主桁架中間鏤空,需搭設鋼板覆蓋作為底模,并利用剪力釘固定鋼板。底模采用一次性永久鋼模板,材質(zhì)為Q235,由于桁架下方便是運營中的大運高速公路,為防止?jié)仓炷習r泥漿掉落,鋼模板與鋼桁架下弦桿之間的縫隙用M20干硬砂漿填筑密實,水泥原料使用膨脹性水泥,并涂刷瀝青漆等防腐防水材料。
側(cè)模使用1 cm厚竹膠板支護,模板高度超出混凝土5 cm,預防澆筑時混凝土溢出掉落至高速路面上。模板表面需光滑,由于北方風沙較大,不宜過早在模板上涂抹脫模劑,應在澆筑前1~2 h涂抹。
橋面板順橋向主筋使用HRB335φ22鋼筋,單根平均長度98.007 m,間距為10 cm,上下兩排。鋼筋連接采用閃光對焊。為防止鋼筋骨架由于承受施工人員行走荷載及重物集中荷載而下彎,導致鋼筋保護層過大,需沿縱橫向每隔40 cm按梅花型設置1根架立鋼筋,并鋪設通行木板,不得直接在鋼筋上行走踩踏。
橋面板施工時,應在設計位置預埋泄水管道,橋面板泄水管采用φ=150 mmPVC管,為防止?jié)仓炷習rPVC管因受沖擊而發(fā)生位移,需用鐵絲將其箍緊并固定在相鄰鋼筋上。
考慮到橋面板與擋砟墻混凝土接茬,應將擋砟墻部分鋼筋提前與橋面板鋼筋綁扎,待橋面板混凝土澆筑完畢后,起到固定擋砟墻的作用。
兩端伸縮縫部位采用預留槽口方案,外露鋼筋涂抹水泥漿防銹。
圖2
橋面板施工測量的重點在于高程控制。由于結(jié)合梁自重大、跨距長,跨中撓度很大。為保證列車運行平順,鋼梁應預設上拱度,跨中預拱度值為恒載和半個靜活載產(chǎn)生的撓度。經(jīng)過計算,跨中恒載撓度為100.9 mm,1/2活載撓度為24.3 mm,跨中最大撓度為125.2 mm。本橋采用下弦桿和腹桿長度不變,通過增加上弦桿拼接縫處的尺寸形成上拱度曲線。
由于橋面板施工是在鋼桁架架設完3個月以后才開始施工,此時鋼桁架在自重作用下已經(jīng)產(chǎn)生了向下的撓度,實測跨中撓度為53 mm。因此,橋面板高程測量已不能按照設計預拱度標高來控制,而要用設計標高減去53 mm作為跨中處的板頂標高,相應的,全梁各位置板頂標高均應為設計標高減去相對應位置實測撓度。否則,橋面板實際混凝土厚度就會偏大,導致鋼筋保護層厚度超過允許值,而且造成混凝土的無謂損耗。
混凝土澆筑前,需將結(jié)合梁四周各個位置的正確板頂標高用彈墨線的方法標記在側(cè)模上,以方便澆筑過程中控制橋面板頂面高程。為避免計算錯誤,可以按照全橋設計縱坡用結(jié)合梁兩端諸如14#、17#墩處的預應力混凝土梁面標高來進行復核,確保高程控制無誤。
橋面板采用補償收縮混凝土,在混凝土拌和過程中摻加聚丙烯纖維網(wǎng),用量為1.8 kg/m3,以降低混凝土收縮徐變影響,限制混凝土變形。在L/4和L/2處設置2 m寬膨脹加強帶,帶外用C40,要求限制膨脹率為(1.5~2.5)×10-4,帶內(nèi)用 C45,要求限制膨脹率為(3~4)×10-4。帶兩側(cè)設密孔鋼絲網(wǎng),并用HRB335φ22@300的立筋加固,防止兩側(cè)混凝土流入帶內(nèi)。帶外混凝土養(yǎng)護齡期達到28天以后,方可澆筑帶內(nèi)混凝土,混凝土接茬面應進行鑿毛處理。
圖3 鋼—混凝土結(jié)合梁橋面板澆筑順序示意圖
混凝土澆筑時模板溫度應保持常溫(5~35℃),混凝土拌合料溫度宜為10~25℃。澆筑采用泵送入模方式,泵車臂長40 m,為防止堵管,混凝土不宜過稠,一般坍落度選擇18~22 cm。澆筑時控制泵送流速,減小混凝土沖擊力。
本橋上跨大運高速公路,現(xiàn)澆橋面板施工首先要考慮的就是施工安全,既要防止人員失足墜落,也要注意避免施工用具、混凝土等掉落,威脅行車安全。因此,在現(xiàn)場施工中,人行道兩端需依靠防護欄桿掛防護網(wǎng)。澆筑橋面板混凝土時,事先封閉高速公路,泵車支立在高速路面上。泵車進料口下方鋪墊5×5棉篷布,混凝土運輸罐車在高速公路上行駛以及泵車轉(zhuǎn)移泵臂時,將麻布袋捆綁在罐車出料導管或泵臂導管上,以收集遺落的混凝土殘渣。施工完畢后,及時組織勞力清理現(xiàn)場殘渣,確保文明施工。
混凝土澆筑后必須進行充分養(yǎng)護,暴露面在澆筑后兩周內(nèi)需一直保持潮濕狀態(tài)。常溫施工時可以采取定時灑水、鋪濕麻袋或土工布等方式。冬期施工時,表層不能直接灑水,可采用塑料薄膜保水,薄膜上部再覆蓋棉被等保溫材料,混凝土養(yǎng)護還需注意同條件養(yǎng)護混凝土試件。
橋面防水層采用FYT特種防水涂料,涂料顏色選用《油漆漆模顏色標準樣卡》GSB05—1426—2001中的B02(中灰),防水層施工前應對混凝土橋面板表面的浮漿、油漬、污物、殘渣、外露鋼筋等進行處理。橋面板頂部順橋向每隔3 m設置10×20 mm的切縫,并填充水膨脹單液型密封劑P201,填充密封劑后應立即進行防水施工。
保護層采用厚4 cm的網(wǎng)狀聚丙烯纖維混凝土。
為提高防水層與保護層之間的結(jié)合,應在特種防水涂料膜上覆蓋聚酯氈(80~100 g/m2)。
表觀質(zhì)量差是結(jié)合梁橋面板現(xiàn)澆施工中的一大頑疾,混凝土表面蜂窩麻面、高低參差不齊。
橋面板混凝土澆筑面積大、澆筑厚度小,澆筑過程中需特別注意加強振搗。采用小型振動棒垂直點振,振動棒的移動間距不宜大于其作用半徑的1.5倍。以50型振動棒為例,其振動間距應為60~70 cm。每一振點的振搗延續(xù)時間宜為20~30 s,以混凝土不再沉落、不出現(xiàn)氣泡、表面出現(xiàn)浮漿為度,防止過振、漏振。
混凝土振搗完成后,應及時修整、抹平裸露面,待定漿后再抹第二遍并壓光。抹面時不得灑水,并應避免過度操作影響表層混凝土的質(zhì)量。
橋面板尺寸大而薄,很容易導致其所受內(nèi)應力超過混凝土強度而出現(xiàn)裂縫。在混凝土拌合過程中摻加聚丙烯纖維網(wǎng),用量為1.8 kg/m3,以降低混凝土收縮徐變影響,減小混凝土內(nèi)應力。另外,在混凝土中加入一定摻量的減水劑,也可以減少混凝土的開裂。
澆筑混凝土后抹面時,不能用凈水泥漿補平,使局部水泥砂漿過厚。因為水泥漿中無粗骨料,在凝固過程中收縮性大,容易導致早期塑性開裂。
在大風情況下,混凝土收面后應盡快用薄膜覆蓋,防止產(chǎn)生快干收縮裂縫。
由于在混凝土澆筑時未能準確設置橋面坡度,導致泄水管位置標高較周圍的橋面沒有明顯的落低,且周圍的坡度不順,無法有效匯集橋面積水。此外,由于保護措施不到位,橋面板澆筑時混凝土或是其他雜物落入預留泄水管內(nèi)堵管,也是導致橋面排水能力差的一個因素。在保證橋面整體坡度的前提下,利用人工抹面合理設置泄水管附近坡度,并確保坡度的平順性,使泄水管能夠有效匯集、排泄橋面積水。在混凝土澆筑前,應通過鐵絲將泄水管固定在鋼筋骨架上,并用麻袋臨時填塞管道,管口用塑料布包裹,待混凝土澆筑完成后再清空管道。
橋面板作為鋼—混凝土結(jié)合梁橋的上部結(jié)構,其重要性無需贅言,其施工質(zhì)量的好壞對橋跨日后的使用影響巨大。作為一名工程施工人員,應當及時總結(jié)施工經(jīng)驗,以期獲得更為先進的施工工藝,促進我國鐵路交通建設事業(yè)的蓬勃發(fā)展。
[1]楊成.組合梁橋現(xiàn)澆橋面板施工工藝探討.市政技術,1997-2.
[2]中華人民共和國行業(yè)標準.鐵路橋涵施工規(guī)范TB10203-2002.北京:中國鐵道出版社,2002.
[3]鐵路工程施工技術指南.鐵路混凝土工程施工技術指南TZ210-2005.北京:中國鐵道出版社,2008.