中国葛洲坝集团路桥工程有限公司 湖北宜昌 443000
摘要:我国一直以发展混凝土斜拉桥为主,为了城市桥梁混凝土塔柱的外观质量逐渐进步,以泸州长江六桥塔柱施工为例,对塔柱施工中混凝土外观质量控制的关键技术进行研究。主桥为三塔斜拉桥,为适应地形需求采用高低塔结构,高、低桥塔均设置于桥面中分带,横桥向为独柱形式,纵桥向采用分肢菱形造型;桥塔非拉索区采用C55混凝土,在桥塔拉索锚固区段混凝土内加入钢纤维,以增强混凝土抗裂性。MP3、MP5低塔总高为136m,MP4高塔总高为184m,从支立模板、脱模剂的选择和使用,到混凝土拌和、运输质量控制、浇筑、振捣、养生等施工环节重点阐述控制其施工工艺和质量控制要点,从而提高桥梁混凝土的外观质量,泸州长江六桥塔柱最终达到内实外美的目标。
关键词:索塔;混凝土结构;混凝土浇筑;外观;质量控制;
一、引言
在历史上,每当运输工具发生重大变化,对桥梁在载重、跨度等方面提出新的要求,便推动了桥梁工程技术的发展。中国作为一个桥梁大国,在长期的建筑发展进程中沉淀了无数优秀的建筑文化成果,随着社会的发展与进步,城市有了对桥梁混凝土塔柱的外观质量的重视,塔柱是桥梁的的重要组成部分,在一定程度上展示着桥的工艺艺术美。桥梁工程的功能价值、社会价值和文化价值与人类社会的政治、经济和文化活动密切相关。这些价值超越桥梁本身,将桥梁转变成拥有社会属性和文化属性的基础设施。现代桥梁是重要的社会资产,它已成为社会发展的缩影。中国桥梁工程已逐渐走向世界舞台中心。近年来国内外环境的不断发展与变化,使中国桥梁产业又站在了一个新的起点上,这给桥梁工程的发展提出了新的要求。斜拉桥混凝土塔柱施工外观质量控制技术作为我们当下时代背景下所研究的重要课题之一。接下来将从施工环节重点阐述控制其施工工艺和质量控制要点。
二、支立模板、脱模剂的选择
以泸州长江六塔柱施工为例,塔柱是采用北京卓良爬升模板施工的,主塔采用钻石型结构,为三塔斜拉桥,塔柱截面为变截面型式。桥塔分肢塔柱采用钻石型截面,盖梁以上分肢塔柱尺寸由塔顶5.0m(横桥向)×3.5m(顺桥向)过渡到盖梁处5.0m(横桥向)×4.5m(顺桥向),高塔分肢塔柱采用钻石型截面,桥面以上分肢塔柱尺寸由塔顶6.0m(横桥向)×5.0m(顺桥向)过渡到桥面处6.0m(横桥向)×6.5m(顺桥向)。模板利用小型钢把模板六道背肋连接为一个整体进行吊装,面板平整度控制在1/1000以内,拼装时要求平整不错台。纤维板钉布置间距为300mm,每块面板四个角及边沿中点用纤维板钉钉紧,防止翘起,有效防止了混凝土错台。模板固定主要采用预埋爬锥,保证了拆模后塔柱外观质量。混凝土桥塔浇筑最大节段长度为6m、爬模施工效率(每节12 d)。塔柱施工前,通过浇筑试验墩对比选择脱模剂,对拆模后的外观对比最终选用色拉油作脱模剂。
三、混凝土拌和、运输质量控制。
在混凝土方面,高性混凝土在中国应用广泛。研究人员对纤维混凝土、高性能混凝土进行了研究,这些材料在实践中也逐渐得到应用。同时研究人员也越来越重视通过提高混凝土材料性能来改善其结构性能。本工程塔柱采用C55及C55钢纤维混凝土,由于标号高、泵送高程大,对混凝土性能提出了更高的要求。
塔柱用细骨料采用洞庭湖黄砂,粗骨料为卵石破碎的卵碎石,减水剂采用聚羧酸系高性能减水剂(缓凝型),粉煤灰采用Ⅰ级粉煤灰,水泥采用P•O42.5低碱水泥,经过反复试配,调整减水剂相关参数,最终确定理论配合比,保证塌落度为200±20mm,扩展度550mm以上,此状态下泵送效果良好。塔柱每节段混凝土方量约200m3,拌和站采用强制式搅拌机,混凝土运至施工现场约17分钟,能保证连续供应,有效防止施工冷缝的产生。
四、混凝土浇筑、振捣及养生
下塔柱施工采用车载式混凝土泵进行输送,上塔柱施工采用拖式混凝土泵进行输送,在混凝土出机和到达现场后分别检测混凝土和易性。浇筑时严格按照施工方案进行分层浇筑分层振捣,分层厚度控制在30cm以内,确保振捣密实。达到拆模强度后拆模,采用喷淋保湿养护,养护时间不少于7d。冬期采用温水加土工布覆盖养生。
五、塔柱施工中模板是重点和难点之一
塔柱是采用加工定型爬升模板施工的,主塔采用钻石型结构,塔柱截面为变截面型式。在高程247.156m以下为实体块,为增加其横向刚度,在高程为304.156m以上用混凝土中横梁将两侧塔柱相连。塔柱倾斜度的误差不大于塔高的1/3000,且不大于30mm,塔上斜拉索采用空间扇形布置。
六、管养技术
伴随着桥梁建设的迅猛发展,中国在桥梁管养、监测、检测和评估技术方面取得了很大进步。在管养方面,建立了以预防性养护为主、以纠正性养护为辅的两级方法。在评估技术方面,研究人员提出了采用分层综合评定与五类单项控制指标相结合的桥梁技术状况评定方法,评定指标得到进一步细化;提出了以桥梁试验结果和结构验算得出的承载力结果为基础的评定方法;提出了基于桥梁承载力评估、耐久性评估及适用性评估的综合评估方法。评估结果的可靠性和全面性进一步提高。
在加固技术方面,碳纤维复合材料和体外预应力加固等新方法和新工艺已被应用于桥梁维修加固工作中。缆(吊)索更换技术、主梁更换和加固技术均得到快速发展。同时,研究人员还自主研发了新型涂层和阴极保护联合防护技术。较为完善的桥梁养护、维修与加固技术体系被建立,使得对桥梁的保护由被动保护转变为主动保护。在信息管养方面,信息化决策支持系统被建立,以便于桥梁资产的养护和管理。目前,桥梁施工人员仅使用一个识别码,便可对各种施工文件、监测设备、监测数据、养护数据和桥梁施工与管理过程中的其他信息进行管理,同时可以将其用于协助决策,从而确保信息管理的独特性、可视化、自动化和可控性。
总结:中国的施工技术产业化程度不高且施工设备的性能和可靠性亟待提高。智能化施工技术和设备也有待开发。施工质量的稳定性也亟待提高。,我们必须继续研究桥梁建设特点,抓住新一轮产业革命和发展的机遇,实施科技攻关的长远战略规划,创新体制机制,从根本上提高桥梁建设的创新发展能力。
参考文献:
[1]现代桥梁工程工业化技术与代表性桥梁工程.孙峻岭,20102010中国交通发展论坛
[2]“桥梁工程”教学方法改革研究.李自林,2012第十一届全国高校土木工程学院(系)院长(主任)工作研讨会
[3]桥梁工程可持续发展设计理念与方法.张喜刚,2012中国工程院第155场中国工程科技论坛——城市可持续发展研讨会
[4]公路桥涵施工技术规范.JTG/T F50-2011中华人民共和国交通运输部