刚构桥清水饰面混凝土施工关键技术分析.pdf

交通世界TRANSPOWORLD1 工程概况某桥梁工程全长185.6 m，上部结构从人工湖上跨越，采用预应力混凝土刚构，该桥结构为异形，曲线多变。下面桥墩为V形墩柱，承台连接群桩基础，墩身与梁体刚接。主梁为单箱双室截面，梁高1.6 m，标准段箱梁顶、底和腹板的厚度均为30 cm1。该桥外观要求达到清水饰面的标准，与普通混凝土相比清水饰面各项指标的要求都比较高，因此需采取有效的措施对施工质量加以控制。2 刚构桥清水饰面混凝土施工关键技术2.1 清水饰面原料选用刚构桥清水饰面施工中，当混凝土的配合比相同时，选用不同的原材料或级配，会得到不同的效果。为确保清水饰面的效果达到设计要求，使混凝土的颜色保持一致，要对原材料合理选择。2.1.1 水泥在配制混凝土的各种原材料中，对外观颜色具有直接影响的是水泥，不同水泥硬化后的颜色存在差别，表现为灰、青灰、黄白等颜色。在设计没有特殊要求的情况下，清水饰面应以普硅水泥作为首选材料。本工程中，对桥梁清水饰面的颜色无特定要求，整体效果偏白，经过比较后，选择某厂出品的P.O42.5R普硅水泥，经比色卡对比后，该水泥的颜色与桥梁效果图的颜色最为接近，并且物理力学各项指标均与现行规范及设计要求相符。2.1.2 骨料清水饰面对骨料的要求比较严格，为对各种原材料管理利用，避免发生混淆的现象，清水饰面的材料与普通混凝土的材料应分开堆放。1）确保粗骨料的级配合理。配制清水饰面混凝土时，在选用粗骨料的过程中，应遵循以下原则：连续级配、强度高、颜色统一、产地规格一致。粗骨料的级配好，能够减少水泥净浆的用量并制备出泌水少、流动性好、无离析的拌和物，硬化后的外观较好。粗骨料的粒径范围以 5.020 mm或 5.031.5 mm为宜2。对选定的粗骨料做筛分试验，并对表观和堆积密度加以测定，按规范给出的公式，计算出粗骨料的空隙率。当表观密度相同时，堆积密度越大，空隙率越小，粗骨料的级配越好。配制清水饰面的粗骨料空隙率以44%以内为宜，含泥量应小于1.0%，粒径超过5.0 mm的泥块含量应小于0.5%，针片状含量不得超过15%。2）细骨料以中砂作为首选，细度模数应达到 2.3以上，颜色均匀一致，含泥量不超过 3%，粒径在 5.0mm以上的泥块含量应小于1.0%3。为保证骨料的颜色统一，最大限度减少色差，在拌和站内修建专用的料仓。2.1.3 矿物掺合料1）在混凝土配制中，较为常用的矿物掺合料有粉煤灰与矿渣粉，能够减少水泥的用量，在增加混凝土体积稳定性的基础上，减少水泥水化热现象，避免早期开裂。随着混凝土表面密实度的提升，耐久性随之提高，优质掺合料的使用，能够使混凝土的和易性得到改善，便于浇筑成型。2）在清水饰面混凝土制备时，选用矿物掺合料要具有足够的活性，并保证颜色均匀稳定，矿渣粉选用S95，比表面积不低于4 000 cm2；粉煤灰应选用级以上，密度在2.5 g/cm3，平均粒径在0.10.2 m4。需要注意的是，粉煤灰的掺入量控制在水泥总量的25%以内，不得超出，若掺量过多，会对清水饰面的颜色造成影响。2.1.4 外加剂外加剂虽然在混凝土配制中的用量比较少，但对混凝土的性能具有显著影响。清水饰面对外观的要求收稿日期：2023-02-01作者简介：徐福杰（1978），男，高级工程师，从事公路桥梁施工工作。刚构桥清水饰面混凝土施工关键技术分析徐福杰（承德市交通运输局，河北 承德 067000）摘要：结合清水饰面混凝土特点，对刚构桥施工关键技术展开分析。研究表明，在清水饰面混凝土施工过程中，要对水泥、骨料、矿物掺合料及外加剂等材料合理选择，并掌握清水饰面混凝土施工技术，采取有效的技术措施，对施工质量加以控制，确保清水饰面混凝土的外观质量达到刚构桥的设计要求。关键词：刚构桥；清水饰面；混凝土浇筑施工中图分类号：U445文献标识码：B123总655期2023年第25期（9月 上）较高，应选用高效减水剂，借此减少拌和水的用量。选用的高效减水剂的减水率应不低于20%5。2.2 清水饰面混凝土施工技术2.2.1 运输与泵送1）拌和站生产好的清水饰面混凝土，通过专用的运输车运至刚构桥施工现场。混凝土从出仓到浇筑完毕的时间应控制在 120 min 以内，施工中不得随意添水。运至现场的混凝土由专人负责检查坍落度，重点看颜色有无变化，是否存在离析的现象。性能与颜色存在异常的混凝土不得进场。2）清水饰面混凝土采用泵送的方式入模，现场由专人负责统一指挥，设置专门的联络信号。混凝土操作人员要经专业培训持证上岗，启动输送泵后，应先泵送适量的水，以润湿料斗，经泵水检查，确认输送管内无异物后，泵送与混凝土强度等级相同的砂浆。泵送混凝土的过程中，要缓慢、匀速，保持连续不间断，经常检查活塞冲程，不得超过最大冲程，要确保料斗内的混凝土面不低于上口20 cm。泵送完毕后，对泵和输送管及时清理。2.2.2 主梁混凝土浇筑箱梁混凝土分两次浇筑成型，第一次浇筑的部位为倒角以下的各个部分，第二次浇筑的部位包括顶板和腹板。浇筑施工遵循先外后内、纵向连续、斜面分层的原则，具体的施工工序如下：1）从两侧向中间浇筑，确保两边对称浇筑。纵向采用分层的方法浇筑，底板内模为压模，用对拉杆与底模固定，保证混凝土的厚度达标。底部混凝土中间略低于两侧，以预留出收浆抹平层5.0 cm6。浇筑混凝土时，要用手锤轻敲模板，通过声音判断混凝土是否达到密实的效果，若存在空鼓声则需补充振捣；箱梁混凝土浇筑完毕后，待强度达到10 MPa，方可拆模。2）为避免桥面混凝土收缩引起开裂的现象，要在做好洒水和覆盖保湿的前提下，加强收浆抹面。箱梁桥面比较宽，施工过程中，为确保平整度达标，在混凝土灌注后，先用振捣棒振捣密实，再初步找平，待桥面灌注一段后，便可振动找平、提浆，并以人工的方式用木抹子二次收浆。2.2.3 桥墩混凝土浇筑桥墩采用V形墩，在根部为减少结构的受力面积，斜腿主筋与预应力束密集交汇，当钢筋和预应力束施工完毕后，没有振捣棒伸入的空间，混凝土浇筑难度比较大。在振捣过程中，将插入式振捣棒改为棒式振捣棒，在软管外套接钢管，以便振捣时控制方向。斜腿混凝土振捣时，振捣棒无法达到内侧模板边缘，对外侧的振捣会造成模板受损，经过与设计单位沟通后，决定在墩柱根部用比原混凝土高一个等级的细石混凝土对该部位浇筑，坍落度控制在190200 mm，以增强混凝土的流动性。2.2.4 混凝土养护1）针对桥梁裸露在外的清水饰面混凝土，要做好养护工作，养护从初凝前开始，先用塑料薄膜覆盖保湿，随龄期增长，向混凝土表面洒水。养护过程中，要确保视觉范围内的养护条件相同，避免颜色出现差异。2）与普通混凝土相比，清水饰面的养护要求更高，竖向结构拆模后要及时养护，以覆盖包裹保湿为主，尽可能不使用养护剂。梁板混凝土浇筑完毕后要分片抹平，再用塑料布覆盖养护，待混凝土自然硬化后，改为蓄水养护，以预防早期裂缝的产生。3）依据现行规范标准的规定要求，清水饰面混凝土的养护时间应不少于14 d。拆模后不得在清水饰面混凝土上直接覆盖草袋，以免造成永久性的颜色污染。2.3 施工质量控制措施2.3.1 控制混凝土入模温度清水饰面混凝土的内部与表面温差过大时，容易造成构件收缩开裂。由于清水饰面对外观质量的要求比较高，因此表面不允许出现开裂的现象。在施工过程中，要对混凝土的入模温度严格控制，降低混凝土内部的最高温度。在配制混凝土时，通过添加高效缓凝剂，延缓温升时间，达到控制内部最高温度的目的，降低表面开裂的可能性。控制清水饰面混凝土入模温度的具体措施如下：1）在清水饰面混凝土施工前，要对砂石骨料做降温处理，防止砂石骨料在阳光下长时间暴晒。在砂石堆场接好洒水管，对砂石洒水降温，以降低混凝土的温度。2）水泥入库后，要间隔一段时间后再使用，以降低水泥的温度。现行规范规定，水泥入机温度不得超过60，可在保证水泥温度的基础上，采用淋水的方法，对水泥罐体降温。3）根据气温采取不同的温控措施，如气温在25 以下时，可以采用遮阳棚和冲水，对砂石降温；气温达到2530 时，在对砂石降温的基础上，加冰水搅拌；气温超过30 时，应加入碎冰搅拌7。采取上述控温措施，使清水饰面混凝土入模温度保持在30 以下，确保外观质量达标。2.3.2 控制清水饰面模板施工在桥梁清水饰面混凝土浇筑施工中，模板与外观质量密切相关。因此要对模板精心设计、制作和施工。控制清水饰面模板质量的具体措施如下：1）清水饰面施工中，以定型钢模板作为首选，按照现规范的规定设计验算，确保模板的承载力、刚度124交通世界TRANSPOWORLD和稳定性达标。在混凝土正压力和侧压力的作用下，模板不会出现严重的变形，抵抗变形的刚度应保持一致，不得存在局部变形过大的情况，以免混凝土灌注时浆液流失。2）保证模板表面光洁、平整，具有足够的强度和耐腐蚀性。选用的钢模板在使用前，要做打磨和抛光处理，确保混凝土的表面光洁。在模板拼接缝处粘贴海绵条，并用原子灰将缝隙填实后，打磨平整，使接缝变得平滑、顺直，防止浆液渗漏。制作模板时，几何尺寸要准确无误，材质要保持一致，分块间的拼缝宽度及平整度应与桥梁清水饰面构件的施工要求相符。3）模板制作过程中应尽量减少接缝，保证接缝位置整齐、有序。在清水饰面正式浇筑前，先对模板试拼装，验收合格后，将模板吊装至构件位置处组合拼装。对箱梁模板分节段拼装，拼好后待钢筋绑扎完毕便可立模。4）浇筑清水饰面的过程中，每个节段只浇筑到分段模板顶面高度以下30 cm的位置处，并在浇筑下一节段混凝土时，确保模板接缝处线型顺滑，可将透明胶贴于模板接缝处。模板要牢固支撑，立模定位后要及时复测，确保位置准确无误。5）为便于模板运输，将每个节段分为不同长度的小节段，当模板运至施工现场后，要在模板内表面均匀涂刷一层脱模剂，需要注意的是，选用的脱模剂品种要尽可能相同，不得对清水饰面混凝土的外观有不利影响。钢筋表面要采取相应的保护措施，防止刮花模板上的脱模剂。2.3.3 控制混凝土浇筑与养护1）清水饰面混凝土浇筑施工前，要全面检查模板、钢筋、预埋件，并将积水、杂物等清除干净，确认隐蔽工程验收合格后，便可开始浇筑。混凝土到场后，应由专人负责核对混凝土供应商出具的收货单，并按照规范要求，检测混凝土的坍落度，确认符合要求后，方可卸料。2）浇筑过程中，要安排专人负责观测模板、支架、钢筋、预埋件等，看是否有位移的情况，一旦发现问题，要及时采取相应的措施处理。为提高清水饰面混凝土的外观质量，可设置专职的试验员负责混凝土质量监控工作，定期对混凝土的坍落度加以检测，做好相关记录。3）清水饰面混凝土采用分层浇筑、分层振捣的方法施工，每层的浇筑厚度不超过振捣有效作用半径的1.5倍。每个振捣点的振捣持续时间控制在 30 s左右，振捣时要避开钢筋密集的部位，防止出现过振或漏振的情况。振捣棒要快插慢拔，按照梅花形布设振捣点位，使振捣棒在振捣过程中上下略有抽动，达到消散气泡的效果。在对特殊部位的混凝土浇筑时，可以用体积相对较小的振捣器，确保混凝土达到密实的效果。当同条件试块强度达到5.0 MPa后，便可拆除模板。4）清水饰面混凝土浇筑完后要加强成品保护，具体可以采取如下技术措施：混凝土拆模前要洒水保湿，使水分渗入混凝土内部。模板拆除后，在混凝土表面喷水养护，确保塑料薄膜内有凝结水。混凝土接茬部位要严密并压实，养护时间不少于现行规范标准的规定要求；在对上层结构浇筑前，可在下层结构边满铺夹板，以防止水泥污染下层构件混凝土的表面8。3 结束语刚构桥清水饰面混凝土施工是一项较为复杂的工作，由于对外观质量的要求比较高，所以在实际施工中，要优选水泥等原材料，从根源保证混凝土的质量。同时，还要掌握清水饰面混凝土的施工技术，通过有效的措施控制施工质量，使混凝土外观质量达到设计要求。参考文献：1 吴章宝.饰面清水混凝土弧形斜墙模板的设计与施工技术探析J.福建建筑，2022（4）：78-81.2 赵元梓，杨大健，鲍旺，等.饰面清水混凝土施工工艺及质量管控的研究与应用J.建筑施工，2021（4）：78-81.3 李鼎文.浅谈饰面清水混凝土模板施工工艺要点及质量控制J.四川水泥，2021（1）：39-40.4 黎鹏平，李安，张志杰.海洋环境桥梁混凝土结构清水防腐涂层性能研究J.公路，20211（12）：336-340.5 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