橋梁鋼纖維混凝土施工技術(shù)與質(zhì)量管理

徐春哲

（黑龍江省龍建路橋第六工程有限公司）

橋梁鋼纖維混凝土施工技術(shù)與質(zhì)量管理

徐春哲

（黑龍江省龍建路橋第六工程有限公司）

首先討論了高速鐵路路橋過渡段設(shè)置的建議，接著分析了加強路橋過渡段的施工組織設(shè)計，最后研究了鋼纖維混凝土施工技術(shù)與施工質(zhì)量管理。因此具有深刻的理論意義和廣泛的實際應(yīng)用。

路橋施工；高速鐵路；高速鐵路路橋；路橋過渡段；鋼纖維混凝土施工；質(zhì)量控制

一、施工控制的目的與意義

橋梁施工監(jiān)控是隨著橋梁向大跨度方向發(fā)展而逐步發(fā)展起來的。以前，對于各種中小跨徑的橋梁，均采用有支架的施工方法，整個施工過程中主梁結(jié)構(gòu)基本處于無應(yīng)力狀態(tài)。隨著我國交通事業(yè)和經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，急需修建跨越能力更強的人跨度橋梁結(jié)構(gòu)，以跨越大江、大河、甚至海灣。對于這些大跨度橋梁，若仍采用有支架的施工方法，施工將變得非常困難，有時甚至是不可能的。因此，出現(xiàn)了纜索吊機施工法、懸臂拼裝施工法和掛藍懸臂澆筑施工法及其他多種自架設(shè)體系施工法。自架設(shè)體系施工方法的采用，在施工過程中必然給橋梁結(jié)構(gòu)帶來較為復(fù)雜的內(nèi)力和位移變化，給橋梁的建設(shè)帶來了新的任務(wù)—橋梁施工過程中的施工控制。

二、高速鐵路路橋過渡段設(shè)置的建議

1、臺后地基的處理。控制臺后路基的沉降變形中，控制地基的沉降是其中的重要組成部分，在軟土及松軟土路基地段，地基處理應(yīng)采用水泥攪拌樁、粉噴樁等半剛性復(fù)合地基。秦沈客運專線軟土路基試驗研究表明，半剛性樁在處理深度較深、基本打透軟弱層且樁身強度達到設(shè)計要求的情況下，復(fù)合地基的總沉降量、沉降速率、工后沉降都很小。擠密砂樁、擠密碎石樁在軟土中的擠密約束作用小，樁體質(zhì)量不易達到要求，其加固效果得不到充分發(fā)揮。袋裝砂井或塑料排水板處理軟土地基，處理時間較長，需進行堆載預(yù)壓，處理中地基的沉降值也較大，但處理費用相對較低。

2、臺后基坑的回填。基坑應(yīng)采用素混凝土或片石混凝土回填，面積較大時采用碎石分層夯填，達到規(guī)定的壓實要求。

3、過渡段的幾何形式。過渡段沿線路縱向的布置形式，國外大多采用上窄上寬的正梯形結(jié)構(gòu)形式。我國秦沈客運專線均采用了上窄上寬的梯形結(jié)構(gòu)形式，從剛度過渡來看均可滿足要求，但采用正梯形對橋臺穩(wěn)定和路基施工更為有利。

4、過渡段填料的選擇。過渡段應(yīng)使用強度高、變形小的優(yōu)質(zhì)填料。日本、法國、德國通常采用級配碎石或級配砂礫石中加入6A左右的水泥進行過渡段填筑。我國秦沈線在過渡段大多采用級配碎石填筑，橋臺背后大型機械壓實困難的情況下，在級配碎石中加入水泥、使用小型機械進行夯實，實踐證明效果良好。

5、橋臺與路基間設(shè)置鋼筋混凝土搭板。國外高速鐵路、我國秦沈客運專線及高速公路的大量事實證明，臺后過渡段設(shè)置鋼筋混凝土搭板可顯著改善路基與橋臺在抗垂直變形能力方面的巨大差異，有效實現(xiàn)路基與橋臺的剛度漸變。對軟土、松軟土地基地段更應(yīng)加強鋼筋混凝土搭板的設(shè)置與研究。

三、鋼纖維混凝土施工技術(shù)

1、攪拌投料順序和攪拌時間。為防止鋼纖維結(jié)團，需采取分級投料，先干后濕工藝。即按技術(shù)交底工作，材料的質(zhì)量控制和機構(gòu)設(shè)備的質(zhì)量保證。過渡段的施工組織設(shè)計應(yīng)該有利于減少路橋間的沉降差，在橋臺結(jié)構(gòu)完成后盡快安排過渡段陸地與一般填土路堤的施工，使用同樣壓實能量的壓實機械把過渡段路堤與一般路堤的碾壓面按大致機同的高度進行填筑碾壓，分層填筑時，每層松鋪厚度必須控制在15㎝以內(nèi)，并在臺背墻上劃上記號，以保證厚度的均勻性，方便施工人員檢查。在路堤砂→鋼纖維→碎石→水泥。混和料先在攪拌機內(nèi)干拌 1min，然后加水和外加劑濕拌2min。

2、設(shè)置鋼纖維分散裝置。由于鋼纖維一次性直接投入攪拌機易出現(xiàn)結(jié)團現(xiàn)象，為使鋼纖維充分分散，宜將鋼纖維通過分散機再進入攪拌機。分散機功率宜為0175kw～110 kw，分散為宜為20kg/min～60kg/min。鋼纖維應(yīng)事先與細骨料定量拌合均勻或選擇直徑較粗、材質(zhì)較好的纖維，并在料斗入口處設(shè)置振動篩。

3、采用強制式攪拌機。鋼纖維混凝土攪拌機，一般最好使用強制式攪拌機和雙錐反轉(zhuǎn)出料攪拌機。當纖維摻量較高和坍落度較小時，為不使攪拌機超負荷工作，攪拌機的利用率相應(yīng)有所降低。

4、澆注和振搗。鋼纖維混凝土在澆注時，不得有明顯的澆柱接頭。每次倒料必須相壓15㎝-20㎝，使鋼纖維混凝土保持整體連續(xù)性。同時，鋼纖維混凝土的澆注必須連續(xù)進行。因使用插入式振動棒插入鋼纖維混凝土進行振搗，會使鋼纖維朝振動著的振動棒聚集，產(chǎn)生集束效應(yīng)，為確保鋼纖維的二維分布，宜使用平板振動器振搗成型。當采用振搗棒時，為保證邊角混凝土密實，應(yīng)使鋼纖維縱向條狀集束排列有利于抵抗板體收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力及荷載的傳遞。振搗好的混凝土表面應(yīng)抹平，將外露的鋼纖維壓入混凝土中，以防止露出表面的纖維銹蝕或剌入。

5、成型。鋼纖維混凝土具有粗骨料細、砂率大、纖維亂向分布的特點，因此鋼纖維混凝土路面宜采用真空吸水工藝，機械抹平以防止鋼纖維外露。采用壓紋機壓紋工藝以避免拉毛產(chǎn)生纖維外露現(xiàn)象。拆模后對纖維外露或漏振時，應(yīng)及時處理。

6、接縫施工。鋼纖維混凝土的收縮性小、抗裂性能好。有條件封閉交通的施工路段，采用混凝土攤鋪機可做成整幅式，不設(shè)縱縫。鋼纖維澆筑養(yǎng)生達設(shè)計強度50%后切鋸縮縫。

7、運輸。鋼纖維混凝土在運輸過程中，坍落度和含氣量都人有損失。拌和物稠度下降。由于在運輸時受到振動使鋼纖維下沉，影響了鋼纖維混凝土的均勻性。因此鋼纖維混凝土的運輸距離就盡量縮短，料斗出口尺寸要大一些。有大條件時也可以采用泵送。

四、施工質(zhì)量管理

橋梁施工控制的對象就是橋梁施工本身，施工管理好壞直接影響橋梁施工質(zhì)量、進度等。特別是施工進度一旦不按計劃進行，必然給施工控制帶來一定難度。以懸壁施工的混凝土連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)橋為例，如果梁相對懸臂施工進度存在差別，就必然使懸臂在合攏前等待不同的時間，從而產(chǎn)生不同的徐變變形，由于徐變變形較難準確估計，所以容易造成最終合攏困難。

橋梁施工質(zhì)量控制是對施工全過程各工序進行檢查、監(jiān)督和管理，消除影響工程質(zhì)量的各種不利因素，使所建造的工程符合設(shè)計圖紙、技術(shù)規(guī)范和驗收標準的要求。橋梁施工控制就是對橋梁施工過程中結(jié)構(gòu)的受力、變形及穩(wěn)定進行監(jiān)控，使施工中的結(jié)構(gòu)狀態(tài)處于最優(yōu)狀態(tài)，保證施工過程安全和成橋狀態(tài)（包括內(nèi)力和線形狀態(tài)）符合設(shè)計、規(guī)范要求。

五、發(fā)展趨勢

通過對國內(nèi)外大跨徑橋梁施工控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀進行對比分析可知，建立智能化的結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測分系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)辯識分系統(tǒng)，實現(xiàn)連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制發(fā)展和必然趨勢和方向。

智能控制之所以是橋梁施工控制的發(fā)展必然趨勢，是因為大型橋梁工程，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，規(guī)模巨大，已難以用一般的手段來監(jiān)測與控制；橋梁跨度的不民增大，也對施工監(jiān)控技術(shù)提出了更高的、更新的要求。大型橋梁的施工監(jiān)控必須引入先進的量測儀器，通過埋設(shè)新型傳感器和應(yīng)用先進的信號處理技術(shù)，依靠現(xiàn)代通信手段，直接量測結(jié)果輸入計算機處理，實現(xiàn)對橋梁的動態(tài)、實時、遠程監(jiān)控；其次要將現(xiàn)代控制理論、計算機仿真技術(shù)、專家系統(tǒng)等的最新研究成果引入施工控制，并且開發(fā)出配套的可視化軟件，從而實現(xiàn)施工監(jiān)控系統(tǒng)的科學化、自動化和智能化，提高橋梁施工控制的科學性、可靠性和可操作性。

六、結(jié)束語

橋梁施工控制與橋梁施工質(zhì)量控制目標是一致的，都是保證橋梁建設(shè)質(zhì)量的手段。橋梁施工質(zhì)量控制重在“微觀控制”，而橋梁施工控制重在“宏觀調(diào)控”，是橋梁施工質(zhì)量控制的補充與前提。

[1] 徐君蘭.大跨度橋梁施工控制[M].北京:人民交通出版社,2000.

[2] 向木生,張世飆，張開銀等。大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁施工控制技術(shù)[J]。中國公路學報，2002，10

TU258

1674-3954（2011）03-0117-01