高速公路橋梁混凝土工程施工技術管理探究

摘要 高速公路橋梁工程質量關系著城市交通安全，混凝土結構作為公路橋梁主要結構，其質量控制對公路橋梁建設非常重要。但受多種因素影響，橋梁混凝土工程存在裂縫、結構收縮等質量通病，需加強施工管理，預防混凝土病害。文章結合某高速公路橋梁工程，對橋梁混凝土工程常見問題展開分析，明確了高速公路橋梁混凝土工程施工技術的管理要點，旨在保障橋梁混凝土施工質量，提升高速公路橋梁的建設水平。

關鍵詞 高速公路；橋梁；混凝土工程；施工技術

中圖分類號 U415 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）13-0167-03

0 引言

混凝土是高速公路橋梁常用材料，保障橋梁混凝土工程質量，有助于提升橋梁抗沖擊、抗荷載能力，確保橋梁穩定性、安全性。因此，應基于高速橋梁結構設計，做好橋梁混凝土工程施工的技術管理，通過完整管理機制，確保橋梁混凝土結構的建設質量，完善橋梁基本性能，使其整體質量符合高速公路建設要求。

1 橋梁混凝土工程常見問題

（1）鋼筋外露。混凝土混合料篩選不當、施工操作不標準時，橋梁樁基、墩臺、支撐結構上會存在“鋼筋外露”現象。為預防該問題，混凝土施工時，應在澆筑環節設置墊塊，填充混凝土、鋼筋縫隙，預防鋼筋位移、變形；增加鋼筋混凝土的黏結程度，保護、加固橋梁混凝土結構[1]。

（2）麻面。具體指橋梁混凝土結構表面的孔洞。混凝土模板平整度、光滑程度不足是引起麻面的主要因素。

（3）混凝土裂縫。裂縫問題是混凝土工程的主要病害。產生的裂縫會影響橋梁結構強度，造成嚴重安全、質量風險。混凝土裂縫誘因較多，結構內外溫度差異大、澆筑溫度控制不當、局部拉應力過大等均會導致裂縫問題。

2 高速公路橋梁混凝土工程概況

某高速公路橋梁工程，起止樁號為AK201+289～AK201+690。全橋長401 m，設計荷載為一級公路，橋寬22 m，地震抗裂度Ⅵ級。橋梁建設區域地形平緩，起伏不大，位于河流沖盆區。橋間坡度角為15 °～25 °，有河流通過，最大水深3 m，最大流量為1 800 m3/h。橋梁結構為預應力混凝土連續空心板梁，橋臺為1.5 m的鉆孔樁基礎，橋墩為1.2 m的柱式橋墩，全橋混凝土工程量為9 812.37 m3，主要工程材料為混凝土、鋼筋、鋼絞線。

3 高速公路橋梁混凝土工程工藝流程

（1）施工流程：施工準備—樁基礎施工（混凝土鉆孔灌注樁）—橋臺、橋墩施工—蓋梁、臺帽施工—預應力混凝土空心梁板施工—橋面施工。

（2）施工方案：①按順序完成各區域施工作業，樁基采用“沖擊鉆鉆孔工藝”。②主體混凝土采用混凝土拌和站集中攪拌、配制，經攪拌車運輸至現場。小型橋梁結構混凝土澆筑時應由起重機協助混凝土入倉，振搗工藝為插入式振搗[2]。大型混凝土澆筑由混凝土專用車泵送，機械振搗。③集中預制鋼筋，應在現場安裝，使用汽車起重機吊裝到位。④支架、模板工程為預制組合模板，橋柱、墩臺為定形鋼模組裝。⑤汽車運輸混凝土預制構件，采用25 t起重機吊裝。預制空心板梁由架橋機安裝，總體實測項目如表1所示。

4 高速公路橋梁混凝土工程施工技術管理要點

4.1 橋梁樁基

4.1.1 施工準備

（1）測量放樣，布設樁位十字線，平整、夯實場地，鉆機就位。調整鉆架，固定纜風繩、加固撐桿開始鉆孔。

（2）孔內灌注泥漿，進行反復沖鑿，確保孔壁不塌不露。

（3）清除孔內殘渣，注入泥漿、清水。

（4）鉆孔期間，檢查孔位、孔深，可應用6 m長的檢孔器糾偏，確保鉆孔質量。

（5）鉆孔灌注樁質量要求，如表2所示：

4.1.2 灌注水下混凝土

（1）鉆孔質量符合要求后，開始灌注水下混凝土。灌注前，應測定孔底的沉淀厚度。無須二次清孔時灌注混凝土，注入孔底后，探測混凝土頂面高度。

（2）正式灌注混凝土，應確保灌注作業緊湊、連續進行，中途不得停止。為避免混凝土材料溢出、外漏，應探測、分析混凝土下降、水位升降數據，應及時提升、拆除導管。導管提升應沿軸線居中提升，拆管時間應＜15 min。

（3）導管內含有空氣時，應減慢灌注速度，預防管內高壓氣囊。混凝土面上升至鋼筋骨架下方時，為避免鋼筋骨架上浮，應采取以下措施：①使用緩凝劑，提升混凝土流動性。②灌注面靠近鋼筋骨架時，應緩慢灌注，減少沖擊力[3]。③孔內混凝土進入骨架1～2 m，提升導管并控制管深。

（4）混凝土灌注后期，應在孔內加入適量稀漿（水泥），拔管速度減慢。應增加樁頂灌注高度約0.5～1 m，灌注結束后清除該區域混凝土。

（5）預留10～20 cm混凝土，挖除多余樁頭。

4.2 橋墩、橋臺

4.2.1 施工設計

（1）橋墩采用定形鋼模施工，橋臺為“支架+組合鋼模”現澆混凝土工藝。樁基施工結束后，進行橋墩墩身、系梁施工。可依據橋墩、臺結構，拼裝鋼模并連接螺栓、橫桿，然后一次澆筑混凝土。

（2）系梁臺深模板由4 mm鋼板制成。在澆筑混凝土前，應基于軸線、高程安裝模板，然后清理模板，檢查拼縫后澆筑混凝土。

4.2.2 混凝土工程

（1）電腦自動計算混凝土拌和量，可在拌和站集中拌制，然后由混凝土攪拌車運輸至現場，一次澆筑橋墩。

（2）檢查橋墩支架、模板、預埋件，清理、沖洗樁基表面松散石屑、泥土。分層澆筑混凝土，每層澆筑厚度為30 cm。澆筑期間應觀測模板，預防模板位移、脹模。

（3）應用插入式振搗器密實混凝土結構，確保移動間距＜作用半徑的1.5倍。與側模保持安全距離約10 cm，插入深度為上層深度+下層的5～10 cm。各點位振壓結束后，應提升振搗棒，振搗下一點位。

（4）振搗至混凝土表面無氣泡、無沉降，然后修正混凝土裸露面，抹平后壓光、拉毛。在2～3h后進行灑水養護，覆蓋草袋[4]。

（5）澆筑期間，注意觀測預留孔、預埋螺栓、預埋支座有無移位現象，發現異常應及時糾正。

（6）檢測橋墩、橋臺質量的技術要求，如表3所示：

4.3 蓋梁、臺帽

（1）核心工藝：抱箍法。蓋梁由16 mm厚的半圓弧形鋼板制成，連接M24高強螺栓。抱箍高1 756 cm，緊箍后提供橋梁墩柱的支撐反力。

（2）墩柱混凝土面、抱箍面應設2～3 mm橡膠墊。總量、抱箍搭設欄桿，欄桿間距2.5 m，高度為1.2 m。豎向間隔0.5 m處設立柱。

（3）在蓋梁、平面位置、頂部標高、模板安裝符合要求后，澆筑混凝土。灌注高度＜2 m，分層厚度為30 cm。插入式振搗提升密實度后，應進行表面收光，養護7 d，覆蓋防護物，期間灑水養護。密實度符合要求后，應拆模并檢查混凝土結構尺寸、預留孔洞位置、外觀，實測項目如表4所示：

4.4 梁體混凝土澆筑

（1）檢查伸縮設備、護欄、泄水管。無誤后澆筑C50混凝土，混凝土配合比、骨料粒徑應符合標準要求，最大粒徑＜2 cm。梁段2 m范圍內混凝土局部應力大，鋼筋密實，強度要求高，骨料粒徑＜1.5 cm。

（2）水平分層澆筑混凝土，厚度為30 cm，上下層間隔時間＜60 min。采用插入式振搗，在強度為15～

20 MPa后進行拆模。

（3）梁板孔道灌漿時，可用40號水泥封堵鋼絞線、錨固端縫隙。壓漿壓力6～8 kg/cm2，壓力調升速度不宜過快，在出濃漿2 min后關閉閥門[5]。應確保28 d強度＞40 MPa，3 d強度＞20 MPa，水灰比＜0.45，最大泌水率＜0.5～3%（3 h），稠度15～18 s。

4.5 橋面混凝土

（1）使用鋼刷清理橋面浮皮，高壓沖洗鋪面。

（2）先澆筑橋面鉸縫，鋪碎石，振搗密實后現澆橋面。①基于方格網法，開展橋面現澆層施工，泵送、澆筑混凝土；表面鋼筋保護層不宜過厚，預防橋面裂縫。②重點控制混凝土頂面標高、橫縱坡。③振搗時，應避免過振、漏振；一次插入振搗時間＞20 s，粗細骨料分布均勻后，使用平板振搗器縱橫交錯振搗，振搗面應重合100～200 mm，振搗時間＞30 s。最后采用振搗梁沿導軌全幅振搗，直至水泥漿上浮表面。

（3）振搗梁時，應設專人控制行駛速度、鏟料和填料，保證鋪裝面飽滿、密實。垂直下料、整平作業面間距＜2 m。整平橋面時，應及時拆除振搗梁行走軌道，同時澆筑、振實、整平軌道安裝區域。

（4）橋面混凝土應連續澆筑，無施工縫。需留施工縫時，橫縫位置應設于伸縮縫內，縱縫位于標線下。縫隙處理：剔除松散石子，清理縫隙，灑水潤濕，涂刷界面劑。或在澆筑混凝土時，隨澆筑作業填縫墊平進行伸縮縫的處理。

（5）振搗后抹面。①一次抹面。人工抹面，短木抹子找邊，修飾、抹平橋上排水口、排水孔，抹出鋪面水泥漿。②二次抹面。混凝土初凝后、終凝前，利用鋼抹子抹面、抹面前，然后使用3 m刮杠找平，最后用鋼抹子收面。

（6）沿橫坡方向一次拉毛，確保拉毛、壓槽深度為1～2 mm。拉毛線條應均勻、直順，表面平整。成形后，覆蓋塑料布，使用噴霧器灑水養護。混凝土終凝后，應浸水養生[6]。

4.6 橋梁混凝土工程施工質量保障措施

4.6.1 優化橋梁混凝土配比

混凝土配比關系橋梁強度、結構耐久性。為加強橋梁混凝土工程施工的技術管理，應優化橋梁混凝土配比設計。

（1）科學選用礦料。混凝土混合料中增加適量SiO2礦物摻合料可改善混凝土孔隙結構，預防溫度裂縫，確保橋梁混凝土結構的抗滲性。同時，可選用優質粉煤灰、硅粉等，使SiO2進入混凝土，產生化學反應，反應公式：XCa（OH）2+SiO2+MH2O=XCaOSiO2·mH2O。

（2）合理控制水膠比。水膠比越低，混凝土強度越高，推薦的配比如表5所示。

（3）重視混凝土砂率控制。砂率越大，混凝土黏性越強，彈性模量變低。因此，應結合橋梁混凝土混合料泵送要求，膠凝材料，篩選最佳砂率，如表6所示。

4.6.2 全面預防混凝土病害

為保障橋梁混凝土結構質量，應結合混凝土裂縫、麻面等病害原因，從施工環節預防病害。以橋梁混凝土溫度裂縫為例，溫度應力、橋梁結構內外溫差大是引起結構溫度裂縫的主要原因，為改善混凝土性能，提升橋梁結構抗裂能力，預防結構表面干縮，還應規范混凝土拆模作業。①混凝土拆模時，應避開高溫時段；避免新澆筑混凝土早期拆模后，由于表面拉應力增加，而形成“溫度沖擊”現象。②混凝土澆筑初期，水化熱會導致結構表面的抗拉應力大，施工溫度較高時拆除模板，會使結構表面溫度驟降，造成溫度梯度。因此，應調控拆模時間，確需拆模時，應在結構表面覆蓋海綿、泡沫型保溫材料，控制混凝土表面的拉應力，從而預防溫度裂縫。

5 結語

綜上所述，為減少橋梁混凝土結構裂縫、沉降、收縮等病害，在高速公路橋梁建設中，施工單位應以橋梁混凝土工程為核心，從施工方案設計、混凝土材料配比、橋梁結構混凝土施工等環節，落實混凝土施工技術的管理措施，推進橋梁工程質量控制，以提升高速公路橋梁混凝土建設質量，夯實各類橋梁結構的施工基礎，促進城市交通體系建設與完善。

參考文獻

[1]張海， 殷長燕， 鄭福壽. 橋梁混凝土外觀質量控制措施[J]. 甘肅科技， 2023（11）： 31-34.

[2]趙一飛. 橋梁混凝土施工技術與裂縫預防措施[J]. 黑龍江交通科技， 2023（9）： 120-122.

[3]王征. 道路橋梁混凝土施工及裂縫控制施工工藝[J]. 四川建材， 2023（7）： 91-93+96.

[4]張清海. 影響橋梁混凝土結構耐久性的因素及設計優化[J]. 工程建設與設計， 2023（10）： 67-69.

[5]賀倩. 基于BP神經網絡的鐵路橋梁混凝土工程造價模型[J]. 建筑技術開發， 2021（17）： 106-108.

[6]王淑桃. 鐵路橋梁混凝土工程造價大數據計算模型優化設計[J]. 混凝土， 2020（2）： 175-178.

收稿日期：2024-03-18

作者簡介：張挺（1986—），男，本科，工程師，從事施工技術管理工作。