桥梁工程球形支座施工质量控制探讨

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摘要：以中承复式钢箱拱桥项目为例，从垫石施工、测量控制以及支座安装等不同维度综合分析了桥梁球形支座施工质量控制措施。实践表明，通过合理采用球形支座施工技术以及质量控制措施，有效保证了桥梁球形支座安装效果，同时为类似支座安装提供了借鉴与参考。

关键词：桥梁工程；球形支座；质量控制

１项目背景

某中承复式钢箱拱桥的长度为３５６ｍ，最大跨径１９０ｍ，净矢高度约为７０ｍ。桥梁的上部拱肋结构设计为双飞翼式钢箱拱，其中钢箱梁段的长度是３２０ｍ，全宽范围４０～６０ｍ，采用的是单向纵坡（１．５８％）和双向横坡（１．６％）。钢箱梁从桥纵向划分为４５个节段，各节段长度范围是３．５～７．８ｍ，总重接近６２００ｔ。桥梁从主供区域建立立柱桥墩，所以把钢箱梁划分成了主跨跨中梁段、桥墩支点梁段以及桥台支点梁段等。该项目于桥的两岸桥台和墩柱区域一共建立了１０个球形支座（具体参数见表１）。

２球形支座施工质量控制

２．１垫石施工

此项目总垫石施工流程如图１所示。１）钢筋、模板以及预留孔安装。支座垫石是桥梁球形支座的根本基础，主要承受支座传递的桥梁荷载，所以必须具备较高的强度级别。首先需要结合设计图纸内容及要求进行垫石钢筋与模板的规范安装，考虑到垫石强度高且具有抗弯曲性，所以需要对保护层厚度进行合理控制，以免钢筋受到外界因素的影响出现腐蚀等现象［１］。其次应加强质量控制，对模板对角线、模板的内部尺寸以及垂直度进行仔细检查。为了实现支座和垫石安全传递荷载，应从垫石内建立支座地脚螺栓，然后把两者进行稳定连接。同时以ＰＶＣ管为材料制作预留孔模具，结合测量放线实现预留孔位的精准控制。而在ＰＶＣ管安装阶段需要选择钢筋或者是钢丝从ＰＶＣ管的底部、中部以及垫石的顶部进行有效固定处理。此外，质量控制要重视预留孔位与深度检查。为了能够有序实施地脚螺栓的安装操作，必须保证垂直度符合安装地脚螺栓最低限度规定要求，以防止成型之后通过凿孔实施调整，从而破坏支座垫石。２）垫石混凝土浇筑。考虑到垫石与桥墩、台帽混凝土需要实施２次浇筑，所以在浇筑之前需要采取措施有效处理下层混凝土，同时进行洒水处理保持湿润。结合垫石配筋率相对比较高的特征，应采用分层振捣方式，而且预留孔区域必须加大振捣力度，以防止垫石出现空心等现象，保证垫石承载力符合工程规定。以垫石标高控制为例，需要根据垫石设计标高要求从模板内侧进行标记，待混凝土浇筑施工至标记位置之后进行均匀抹平。若是支座垫石混凝土的强度和桥墩、台帽等强度相同，需要实施一次整体浇筑成型［２］。若是强度不统一，则需要结合具体状况划分为２次进行浇筑，且间隔时间≤７ｄ。此外，垫石浇筑之前必须对下层混凝土表面实施凿毛处理，以确保２次浇筑能够有效融合。３）垫石四周模板安装。在支座高程满足设计规定要求之后，需要将楔块固定，然后把支座提起一定高度，从垫石四周进行双面胶粘贴与模板安装，同时模板的顶面高于垫石顶面约１ｃｍ，以使垫石顶面灌浆饱满。此外，模板安装结束之后应将墨线参考基准线准确延伸出模板的顶面，以免灌浆料影响基准线，从而保证支座精准下放定位。４）支座垫石顶面灌浆。从本质上分析，垫石顶面灌浆必须超过安装中楔块标记线高度，待承载支座重量之后溢出，同时支座精准安装于试装位置。为使灌浆料和基材面有效粘结，需要将灌浆部分灰尘与油污等清除干净。

２．２测量控制

１）高程控制。顶面混凝土的收缩变形与人工抹平处理无法确保符合设计标高基本要求，同时垫石顶面浮浆也会对垫石施工效果产生影响，所以支座垫石成型之后必须对垫石顶面的高程进行严格检查，若是超过了设计标高，就要采用打磨机将高出部分修磨平整，直到符合设计标高要求，然后对平整度进行检测［３］。此项目中测量控制选择的是全站仪、水准仪与水平尺，其中主要通过全站仪设备对垫石混凝土的浇筑高度进行控制，而水准仪是控制混凝土打磨高度的重要设备，通过水平尺控制垫石顶面的平整度。２）测量平整度。从本质上分析，垫石平整度是保证支座安装质量的关键要素。若是垫石的平整度不符合规定要求，就会导致支座和上部结构难以紧贴，甚至破坏上部结构或是垫石，严重影响桥梁安全性，所以必须高度重视垫石平整度检测与控制。此项目中垫石平整度控制与测量详细如下：①对角控制，选择水平尺顺着对角线移动实施反复检测；②边角控制，四个边从边至边反复检测，以确保垫石顶面平整度符合规定要求。

２．３支座安装

１）试验安装。为了实现球形支座的精准、规范安装，必须提前实施支座试安装，主要检查垫石和支座之间的紧密度。若是打磨处理之后垫石顶面和支座缝隙小于０．１ｍｍ，以墨线方式弹出“＋”字线精准确定支座的中心线；若是打磨３ｋｍ／ｈ。监测车正式开始工作之前，需要调整激光仪的水平位置，使其与地面间的水平倾角θ１保持不变，一旦车辆正式行驶之后，通过旋转陀螺仪的作用，可以有效保证激光仪不会受到车辆行驶的影响［３］。此时激光仪与地面测线之间的间距可以使用Ｈ（ｋ）来表示，ｋ的高程可以用以下公式表示：（４）为追求试验数据的准确性，本工程中共设计了１０组对比试验，经过测量获得试验数据如表１所示。

２．４超声波频谱技术在路基路面强度检测中的应用

超声波频谱检测技术的原理，是通过对比声波在高速公路路面中传播的声压幅值来检验其混凝土结构的强度系数。声压幅值，与声波在介质中传播的时间长短以及速度快慢有关。简而言之，在不同混凝土密度之下，声音的传播速度也会随之发生改变来理解，也就是混凝土抗压强度“ƒｃｕ”越高，超声波的传播速度“ｖ”越快，而在这一过程中，超声波信号接收装置检测到的声音频谱也会随之升高。在本工程应用过程中，由于采用了三层路面结构层设计，导致了该项技术受到的干扰较强，在制定声波曲线以及对比的过程中会产生一定的误差值。因此为了解决该现象，本文采取了回归分析法建立方程来对其测量数据进行处理。虽然国家还没有出台关于频谱检测技术的检测规范，但是却已经形成了关于混凝土结构强度检测的专用测量曲线，本工程采用了分组试验法，分别对６４组试验对象的抗压强度展开了测试，得到的试验数据统一采用如下幂数方程进行计算。

３结语

本文结合山西省某高速公路建设工程为例，详细介绍了探地雷达、落锤式弯沉仪、激光传感器３种设备在高速公路路基厚度、弯沉值与平整度中的检测应用。该技术不仅能够在公路建设过程中发挥出良好的质量监管作用，而且在公路后期维护检修中可以做到无损诊断路面病害情况，具有较高的实际应用价值。

参考文献：

［１］敖军，王新宇．基于ＰＦＷＤ无损检测技术的高速公路底基层级配对比评价［Ｊ］．低温建筑技术，２０２１，４３（６）：３５－３８．

［２］李晓华，杨娥．基于无损检测技术的公路改扩建路面质量控制［Ｊ］．广州航海学院学报，２０２０，２８（２）：４６－５０，７３．

［３］刘瑞全．公路隧道的无损检测技术与病害的治理研究分析［Ｊ］．建筑技术开发，２０２０，４７（７）：１２３－１２４．

［４］张敏．无损检测技术在公路桥梁施工中的应用探析［Ｊ］．安徽建筑，２０１９，２６（３）：１７８－１７９．

作者：霍丽娜 单位：山西诚达公路勘察设计有限公司晋中分公司